TA的每日心情![](source/plugin/dsu_paulsign/img/emot/fd.gif) | 奋斗 2019-5-22 19:31 |
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电炉熔炼铸铁实战问答
! s# m2 k9 Y' D; Z: \0 w- k 目前大多数中小型铸造企业,电炉炉工和配料工作的状况如下:% D1 }1 M. `/ V" r; r; a t. {
1、炉工兼配料,在一些材质要求不高的工厂,直接由有经验的老工人自行配料并操作电炉,配料以经验为主,产品档次不高;
) |- n- V) Q8 d1 m2、在比较正规一点的工厂,有专人配料,交炉工操作,当然炉工应有基本的熔炼知识,这其中有两种情况,一是配料人员不是科班出身,懂一点基本的计算,也是经验为主;二是正规专业学校出来,有理论基础并有较丰富的实践经验。
9 k$ B' Q5 D$ d 在上述不同情况下,铸件产品的性能、可靠性、安全性、寿命、经济性有很大差别。如果要提高企业产品的竞争能力,就要配备有相当水平的配料和熔炼人员。下面就配料熔化中的一些问题谈一点心得体会,有不妥之处请指正:+ ~0 J/ X' f9 X& |! F
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1、问:铸铁的配料只要根据不同的牌号,计算出所需化学成分就行了,对吗?6 f7 F+ `, }! ~( p& s* v
答:化学成分是铸铁牌号的基础,但化学成分相同的铁水,它的性能却会有很大差异,这是因为在相同成分条件下,生铁废钢和返回料的比例、熔化工艺(炉工操作和温度等)、孕育工艺,都对铸件的性能有很大影响。$ {$ s1 f7 Y# T% t$ n
2、问:一般灰铸铁的熔化,入炉时只要称量好废钢和生铁,回炉料不必准确称量,估计差不多,或装满炉子就行,是吗?$ {, E2 f9 Q9 a
答:炉中回炉料的误差,直到接影响到了废钢和生铁在炉料中的比例,也就变化了铁水的成分和质量,所以不准确地称量返回炉料是错误的。' s9 Q6 O2 U/ R9 @2 w8 `
3、问:任何刚进厂的新生铁,我们按照供应商提供的成分计算出配料就可以了?: y9 o3 D, B- U5 w7 U" w
答:一般供应商提供的成分可作参考,但不同的供货批次,成分有波动,最好在新的生铁开始使用时,按照标准方法取样化验,在配料使用中还要根据炉前数据进行验证和调整。0 z. q) Z' o# B
4、问:电炉熔炼,各种不同牌号的灰铁回炉料可以混装,只要在做不同牌号时调整废钢加入量和硅铁合金加入量即可;行吗?
9 i* S G* J: @3 @% n答:铸铁熔炼时,从碳硅分析仪可以读出铁水的碳硅含量,但不能读出或看出锰的含量,不同牌号的回炉料混装,不仅对碳硅的调整带来麻烦,最大的问题是锰的波动对铸件质量影响很大。
0 m- w/ W# [: J% d, z5、问:根据书本介绍,高牌号孕育铸铁孕育剂的加入量一般是0.3-0.4%,加0.5%顶到天了,为什么有些企业孕育量高达0.6-1.0%呢?! _! L( t" v+ ^9 `# J! s2 i
答:原先书本介绍,高牌号孕育铸铁孕育剂的加入量是0.3-0.4%,那主要是指冲天炉熔炼,现在电炉熔炼,铁水过冷度增大,为消除过冷倾向,减少过冷石墨 的生成,需要加大孕育量。
' U* v$ A/ M7 _; r6、问:灰铁和球墨铸铁的孕育处理,由一次孕育发展到多次孕育,实践和理论分析都认为距离铸件开始凝固的时间越短,孕育效果越好,所以为提高铸件性能普遍实施二次孕育,对吗?
2 m$ S. p- o( W |0 D) j; N答:一般来说二次或多次孕育适用于厚大件或厚薄不均匀的铸件,促使壁厚部位增加结晶核心,促进铁水同时凝固,而对壁厚相对均匀和薄壁的中小件,不宜实施二次孕育,否则增加铁水补缩的困难和产生孕育硅的偏析。
* p, q7 e, e5 ]7、问:许多厂家用电炉熔炼高牌号灰铸铁,都把铁水中的硫含量选择控制在0.5-1.0%,一些书本和资料也如此推荐,但实践中却常发现气缩孔增多,为什么?8 E: X6 y; S! t1 H/ S& y
答:电炉熔炼高牌号灰铸铁需要铁水含有一定的硫量,用来形成硫化锰和其它硫化物作为结晶核心,但当铁水中锰含量在1%左右时,铁水化验出硫含量超过0.07%时,极易形成硫化锰铁渣反应气缩孔,大量的实践证明,铁水最终化验成分含硫量在0.03-0.05%最佳。
! H8 [4 F7 E1 Z8、问:许多液压件生产厂家,为了保证HT300铸件的硬度,通常在铁水中配以高锰成分(有时高达1.3%),而为了保证加工性能再增加铁水中硅的含量(有时高达2.1),这种做法可行吗?
0 P0 l" O, ^* J3 Y答:这种配料方法一般硬度可以达到标准,但在铁水温度降低和铸型激冷的情况下,铸件收缩率增大,极易变硬,甚至产生白口。本人推荐含锰量不超过1.2%,含硅量不超过1.8%,并加大孕育量。同样的牌号,相同的质量指标,不同的配料,质量的稳定性不一样,成品率大有差别。% O; B* Y% h. x* ~% Z4 s
9、问:在铸铁生产中,有时用低牌号铁水浇注高牌号铸件,也有时用高牌号铁水浇注低调牌号铸件,这种处理对吗?
( ?1 ^: L2 i% k* y0 Q' t. b; C答:用低牌号铁水浇注高牌号铸件,涉嫌弄虚作假(如果客户默认降低牌号可行,能提高成品率),用高牌号铁水浇注低调牌号铸件,也不妥,因铁水的机械强度和收缩性能不同,极易造成铸件报废。
* q0 g$ o3 ]+ N# N9 V5 P10、问:对于薄壁铸件,配料时碳当量越高越好,这样可以不出白口,保证加工性能,对吗?
% K# F# A f* F# E* V答:铁水的碳当量要与铸件大小、壁厚和形状相配合,当碳含量超过共晶碳量成分时,并且硅量超过3.0%时,铸件凝固时极易产生石墨漂浮,导致铸件缺陷。. M3 @& s" J' ^1 p. ]9 B% _
11、问:生产球墨铸铁时,一般要求浇注时间在15分钟内,超时则会衰退,为防止球化衰退多加球化剂可行吗?" [& a2 i4 }8 C1 t: ^9 v3 R: H6 Y
答:球墨铸铁的衰退,主要原因有两种,一是球化处理后铁水中的残留镁量和稀土含量偏低,二是孕育不足;通常都用增加球化剂量来保证球化防止衰退,往往忽略充分的孕育;球化剂加入量的多或少,可根据球化处理时的化学反应情况,以及三角试片或炉前快速金相分析来判断,而充分的孕育是延缓球化衰退的重要因素,球化和孕育处理得好,浇注20分钟可以不衰退。0 i" l: [2 T* F2 \0 ~
12、问:对于球化不良的铁水可以二次球化处理吗?
" c& ] Y8 s6 G, Y答:理论是可行的,实际生产时,一般情况下不需要,二次球化的效果并不好,因为二次球化时要铁水有足够高的温度,还要铁水的含硅量有允许增加的余地。通常在新产品开发时,调试球化剂的加入量,可以考虑做好二次球化处理的准备,在发现球化不良时(有经验的师傅可以根据球化反应情况及时判断出来),适当补加球化剂或倒包二次球化。对球化不良的铁水,最好的办法是分两部分回炉,搭配废钢和生铁,重新熔化。2 Z+ w5 \, ^% X8 i
13、问:在熔化高牌号灰铸铁时,在配料无变化成分温度正常,造型工艺也一样的情况下,为什么有时铸件收缩率忽然增大,铁质偏硬?( A# b! x, S2 u8 N# E& \8 H; M+ W
答:原因之一是电炉的熔化速度过快(大功率变压器带偏小的炉体),如果高温下保持时间不足或没有保温阶段,此时就烧了急火饭,废钢和增碳剂没有充分熔合,过冷度加大,铁质偏硬;其二是当铁水完全熔化后,在调整铁水成分时补加了一定量的废钢、回炉料和增碳剂,刚熔化清后即出炉,缺少高温保持时间,等于烧了夹生饭,稀饭煮熟了,再加米,能不会夹生吗,这种铁质也就变硬了。. e! i6 y' f, V1 U: ?5 [
14、问:在电炉熔化灰铸铁时比在熔化球墨铸铁时增碳剂的吸收率低约5-10%,这是什么原因?2 Y, P& m- Y. b0 ]% g/ n+ Z
答:一般来说熔化灰铁用的废钢量比熔化球墨铸铁多(合成铸铁另讲),这时废钢用量大的炉料,在熔化过程中带入大量的氧,消耗了一定量的碳,使增碳剂在铁水中的吸收率下降,也就是说,增碳剂吸收率的高低与废钢用量有关。4 T* ?$ i$ q b; g4 J5 |
15、问:关于电炉熔化温度,有人认为不易过高,在1500-1540度就可以,温度过高会消化掉石墨核心,对吗?
. x) }; d- b; H `0 M答:电炉熔化铸铁,一般需要加入增碳剂,如果温度不高,或高温保持时间短,增碳剂中的石墨就不会被铁液充分吸收,这是其一,另一方面为了保证球化和孕育,还有二次孕育的质量,需要较高的铁水出炉温度。一般高牌号小件灰铁,需二次孕育的,出炉温度1580度以上,球墨铸铁小件出炉温度也要在1580度以上,对于大件灰铸铁和球墨铸铁温度可调整到1550度左右出炉。# @+ x# e3 A4 S4 `! j. e- P
16、问:电炉熔炼厚大球墨铸铁件(单件重1吨以上,壁厚100以上),出炉温度和浇注温度如何掌握?
?! n$ ]0 i' o6 ~% A; c5 o答:出炉温度1550度,浇注时进行随流孕育,浇注温度在1380-1400度,没有这样的浇注温度二次随流孕育剂不会充分吸收,而且球墨铸铁的二次渣不能及时上浮,铸件会产生渣孔和气孔缺陷。2 z! \& S; g( i! _
17、问:现在许多企业为节约成本和提高材料质量,熔制合成铸铁,有何见解?
1 G( B6 p" @6 X2 j; L9 M2 `答:大量的研究和实践证明,合成铸铁是在使用电炉熔炼后出现的,冲天炉很难做到,合成铸铁更适宜生产球墨铸铁,而不太适应灰铸铁。灰铸铁配合成铸铁材料,当废钢加入量超过50%时,由于铁水中吸入大量的氧、氮、氢等气体,增碳困难,而且反复熔炼后,含硫量累计升高,铁水收缩量加大,铁渣反应气缩孔增多,铸件报废量增加;球墨铸铁由于球化剂中稀土镁的脱氧脱硫和沸腾去气作用,有效地抑制了增加废钢带来的负面影响。8 |! G8 C) Y3 t
18、问:铸铁配料中能否根据不同的牌号制定各自统一的配方,以达到稳定操作?$ e# _9 t" w) y' G7 X$ Y8 Z
答:如果企业产品相对固定,可以根据本单位的产品特点和技术要求,针对不同牌号制定相对不变的配料方案,在操作中只做微调。但这只是一种动态的平衡,许多质量问题在人、机、料、法、环五大要素发生细微变化时会产生,能及时捕捉这些细节,并用最简单实用的方法解决复杂的难题,这就是技术高手的水平。; {, n8 }% Y& r( R' {! Z1 n
19、问:铸铁材料的机械性能和铸件质量之间的关系如何?
+ r; |/ C+ ~8 V7 x' W答:铸件作为一种产品,其质量包括性能、可靠性、安全性、寿命、经济性五大要素。铸铁材料的机械性能是基础,但其它方面都要兼顾,尤其是铸件的缺陷决定了产品的可靠性、安全性、使用寿命,如果仅仅机械性能合格,而铸件内部有气孔、缩孔、渣孔,裂纹,还有金相组织不良等,那产品还是不合格。 Z$ e, }. r% @$ L# |* n) |
20、问:铸铁配料的结果如何预测?) Z8 b. k \- _6 h6 I! h# O: t5 v6 \
答:铸铁配料有两种境界,一种是打到哪儿,指到哪儿;另一种是指到那儿,打到哪儿。前者配料,强度或高或低,铸件硬了软了,这废品那废品,反复调整,终于成功;后者根据产品技术要求、验收标准,准确地配出所需材料,不仅达到机械性能指标,而且保证内部缺陷最少,加工性能优良,还要降低成本。
( _" j) J1 w$ j |% R以上纯属个人观点,欢迎批评指正。 |
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