【分享】解决中频感应电炉熔炼铁液存在的不良特性的办法

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      解决中频感应电炉熔炼铁液存在的不良特性的办法

; ^. @5 `+ l  k, O' `1 Z      1.中频感应电炉铁液不良特性

! f- s" |) w6 F' A8 s. B      （1）电炉铁液晶核数量少，过冷度大，发生白口倾向大。

' g( ]0 e! ?7 B1 t# `4 }0 [9 r      （2）同样的化学成分下，收缩倾向大，流动性差。

, @* r: g; V  T" ]' p      （3）石墨形态不稳定，A型石墨少，D型、E型石墨多，珠光体含量少。

      （4）孕育效果差，衰退速度快。
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      （5）铸件内应力大，裂纹倾向大。

      2.原因分析
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      “硫化物核心理论”认为：铁液含硫量低时，白口深度较大，随着含硫量的增加，白口深度逐渐减小，达到一个最小值，此时wS为0.05%～0.06％。然后，随着含硫量的增加白口深度增加。也有资料认为“低硫时共晶团数少，成核度很小，随着硫量的增加，共晶团数急剧增加，当wS达到0.05％以上后，共晶团数增加趋向减缓。”所以电炉铁液含硫量低是问题所在。冲天炉熔炼过程中由于焦炭中硫的影响，铁液增硫；而电炉没有增硫源，所以不会增硫，且硫与其他元素极易形成化合物，浮于铁液表面，与渣子一起被清理，在电炉高温保温时更为明显。
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* b6 D9 b! z( o$ [4 b5 ^      3.改善不良特性的措施
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" a: k# M3 V7 h: J      （1）原材料的选用  

6 k8 C% Y- k/ ]! t. I& f- h        ①原生铁要选用规模大、高炉容量大、铁矿石质量好以及来源稳定的厂家，这样能保证生铁的成分稳定，有害元素少。

        ②禁止使用锈蚀严重的废钢，并且在使用前废钢和回炉铁必须经过抛丸处理。

4 z) s9 P  u% K' H" |, h& A        ③增碳剂要经过高温石墨化，否则增碳剂吸收率低，吸收温度高，而且还会造成铁液碳的不均匀。
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      （2）化学成分的选择  
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        ①CE含量要略高于冲天炉。

        ②以HT300普通机床床身为例：wC＝3.0%～3.05%，wSi＝1.45%～1.55%，wMn＝1.0%～1.1%，wP≤0.1%，wS＝0.05%～0.08%。

, W: d/ M, W9 n: J9 u' @# }      （3）工艺创新措施  
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2 s9 |, |. p- P; y2 j- U        ①为改善铁液在高温保温时间长而产生的不利影响，工艺改变，强调“快熔快出”原则。铁液在炉内成分调整，升温后尽快出炉。保温时间不得超过10min。出炉后迅速浇注，最大限度地缩短铁液在炉内、包内的保温时间。
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0 O, U' [& }: ~( x4 ?. z. `8 a! Q        ②为改善石墨形态不稳定，出现D型、E型石墨的不利影响，我们使用了FeSi75Ba长效孕育剂，延长了孕育有效时间，抑制了异形石墨的产生。石墨形态、珠光体含量都有了很好的改善。但也要注意终硅量的控制，如果终硅量过高，珠光体含量极易降低，一般孕育量为0.3%～0.6%。

' O3 n7 B4 W  r# _        ③为消除含硫量低造成的不良影响，使用增硫剂来提高含硫量。使铁液中的wS由0.03%增加到0.05%～0.08%,以增加形核数量。石墨形态、珠光体含量有明显改善，孕育效果明显。

        ④对铁液进行合金化处理，一般选用合金元素Cr、Sb、Cu、Sn。

        Cr 是强的碳化物稳定元素，稳定渗碳体，因此能提高铸件的硬度、耐磨性，加入量0.2%～0.4%。
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        Sb是强烈促进珠光体元素，但没有细化晶粒和组织的作用，并且增加抽缩性，加入量0.02%～0.04%。
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4 B, R7 a, K$ q/ |4 d# n1 s        Cu是比较温和的促进珠光体的元素，在使用中副作用小，因此比较常用，加入量0.3%～0.5%。
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- \! g% i) B$ c. `- w% e        Sn是强的碳化物促进元素，增加碳化物，消除铁素体，可以提高力学性能和耐磨性，加入量0.03%～0.05%。

  |, f8 M* Q5 N      （1）电炉生产合格的铸件，原材料一定要成分稳定，无锈蚀。
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9 u8 k& z2 R: n$ N/ g* u7 j      （2）使用增硫剂，严格控制含硫量。

      （3）坚持“快熔快出”原则，控制铁液在炉中的高温保温时间。

      （4）使用长效孕育剂，提高孕育量。