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近年来,由于环保的要求,大多数小型冲天炉被小型中频感应电炉所取代,冲天炉由于使用焦炭等燃料,熔炼过程发生冶金反应,而电炉熔炼主要是合金重熔,冶金反应作用不显著。
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8 r0 W: r5 Q# P, v 根据电炉铸铁的熔炼特点,要求铸造工作者在铸铁的成分选择、炉料配比、废钢用量、孕育工艺、增碳脱碳、增硫脱硫、球化工艺、蠕化工艺、温度控制、浇注工艺等许多方面需要更新观念,采取符合实际的手段来保证和提高产品质量。
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一、电炉铸铁炉料配比及合成铸铁
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在铸造行业,人们常说,铸造材料的成分决定组织,组织左右性能;这句话其实并不全面。我们在生产实践中发现许多铸铁,在相同成分时,机械性能却有较大差异。铁水的质量除与其成分有关联外,还与炉料配比(生铁用量、废钢用量、返回料用量、合金加入量),熔化与出炉温度,孕育工艺等有密切关系。所谓合成铸铁,就是指配料中使用50%以上的废钢,通过增碳合成的方法制取的铸铁材料,因为需要较高的熔化温度,只宜在电炉中熔炼。目前合成铸铁主要有合成灰铁和球铁。通过大量实践,对于HT250、HT300等高强度灰铸铁来说,废钢左右强度、生铁影响组织.
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配料禁忌6 p5 M V H5 M j! P8 s# q+ k8 Q: X
2 x5 ?& O' T( Q' g, ^' w. @4 s2 g (1)高比例废钢(尤其是船板)与高比例回炉料(浇冒口、废铸件、铁屑)搭配,合成灰铁的废钢加入量不宜超过50%;/ D8 D9 f! M1 l0 \$ Q% c; D6 V
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(2)高比例废钢(尤其是船板)与含硫磷高的生铁搭配。2 o$ l0 b, {7 v- B% }+ E3 J5 S" b( P
3 q( M0 v0 M8 g' ?. C! O P (3)回炉料超过40%(浇冒口、废铸件、铁屑)。! t5 _ }# C: L, f7 ^& y8 Y9 R
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配料优化
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组合(%)组成 生铁 废钢 回炉料,
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9 s3 F, r5 L- }4 g1 B+ h8 J) O- e9 f 配比A 40 30 302 P }1 D% f) X# z' _) t
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配比B 30 40 30* `! d; h! H6 V" b% o8 h8 C
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配比C 20 40 405 T" @6 r! o9 ?1 a
, N+ C5 q6 M) A& d: G$ m 配比D 20 50 30* u3 E4 K* F! J4 D9 b
2 m" p0 V, o! |; n% j9 {" L 锰硫含量
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需要提高硬度时锰的含量可达1.0-1.2%,但不要求相应提高硫的含量(关于灰铁中的硫含量,另行分析)。) [( X H* V q Q! M1 e
3 n$ }, e) a1 \1 u$ L1 y( [7 u 某公司为了节约成本,多用废钢,在两个月内试制合成高牌号灰铸铁,废钢用量一度达60%,有一段时间除加入废钢外另加回炉料和少量铁屑,最初质量不错,但一段时间后发现铸件批量缩孔、缩松和有白色硬斑,并且持续不断越来越严重。1 c% H: ]% F1 h! L$ ?% U6 {3 K" ~
9 v9 P) h/ y& d3 ?" p 此缺陷成因:初步判断是铁水中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松,MnS富集形成白色硬斑。这是由于高牌号灰铁HT300成分要求Mn含量较高(1%左右),加之废钢自身锰也高(船板中的16锰钢含Mn在1.6%),而废钢中的S以及回炉铁(包括铁屑)中的S和锰反应产生的MnS在炉料中的积累达到一定程度,就会产生过量,从而产生上述缺陷。
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为了减少铁水中的MnS含量,一般用加入一定量的优质新生铁(低S低Mn)来调整,另外提高孕育效果,可使MnS细化,减弱其不良影响。& R3 U- Q7 \% S3 k; {
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废钢加入量过大时,由于废钢熔点在1530度左右,而生铁和回炉料的熔点只是1230度左右,多用废钢增加了电耗,加大了铁水的过冷倾向,还吸附大量的氮气,一般来说合成铸铁工艺并不适用于灰铸铁,而比较适用于球铁
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" O% ~5 z4 ^$ y' s3 k8 t7 u5 a4 | 二、关于电炉灰铸铁增硫问题
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8 t% Z6 v2 h4 X: r) s4 { 前面已经说过,中频感应电炉熔炼铸铁工艺对比冲天炉熔炼,除了具有熔化温度高的优势外,却有不少缺点,主要有三个方面的问题:# _" y( b1 O, n% B
( I+ h& ]% M _# w 一是铁水过冷倾向较大,极易产生影响材料机械性能的D、E型石墨;
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/ }3 L) O" w" M: y 二是铁水纯净,异质结晶核心较少,导致孕育效果差,在同等成分条件下,铸件强度偏低铁质偏硬;
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/ y& n$ I0 N& _2 N 三是收缩倾向较大,在高牌号灰铸铁中锰含量较高时,容易产生显微缩孔、缩松。! a r# M5 O5 M2 F# C) p* F
+ k( M5 s; a) ^* A% q 针对上述问题,应对的措施是:
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. E2 }7 @5 Y2 ]" R" u1 @ 1、在熔化后期增加一个高温保持时间,尽可能使各种炉料熔化的铁水晶粒均匀,尤其是细化石墨;
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2、适量增加外来异质核心(如硫化物),强化孕育效果,促进A型石墨的形成;" ^4 N( e5 H% l3 K6 |+ O4 I# p' M
2 ?; t0 ?! F: o' i6 V) f0 F 3、控制高牌号灰铸铁的硫、锰含量及其比例,控制回炉料比例,达到合适成分。
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5 w( E2 [ B) s4 O 这些措施,对不同结构的铸件产品是有差别的,需在实践中掌握。
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(来源:互联网)
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