我经历过的裂隙状氮气孔事故

铸冶艺人 · 发表于 2010-8-12 19:17:24

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本帖最后由铸冶艺人于 2010-8-12 19:31 编辑

气孔照片1

气孔照片2

自从“增碳剂熔炼使用注意事项”的小文章之后，有朋友问起裂隙状氮气孔的问题，想起88年在烟台牟平，以冲天炉熔炼灰铁300的工作经历，可以说对裂隙状氮气孔，有比较深刻的认识和教训。现在简要叙述当时的工作情况，以便朋友们对此有个了解。
当时的工作设备，原材料工艺条件：造型使用粘土砂，烘干工艺。熔炼使用冲天炉3吨，罗茨风机40立方米/分，有风量，风压检测，熔炼中及时检测记录，北京焦，固定碳在85%左右，生铁高质量，废钢高质量，硅铁，锰铁。冲天炉管理非常严格，修炉尺寸检查合格后打炉底，烘干。每批料过称，记录，孕育剂在专门的焦炭炉里面烘干至暗红色，每包铁水看三角试片，并有收货国企质量检查员决定倒试棒。铸件为获得国家银质奖的环球牌各种卡盘体，在铸造厂粗加工，检查硬度，等等。有关灰铁300盘体的铸造工艺，特别是小浇口，无冒口，当时在全国同行业都是一样的成熟工艺。
裂隙状氮气孔的叫法，可能是，因为铁水因为氮气含量较高，在灰铁铸件内部，氮气随铸件温度降低，析出，形成类似灰口铸铁金属撕裂产生的孔洞。孔洞内形状类似金属断裂的断口，颜色类似灰铁断口的银灰色，没有任何氧化物质颜色。当年我们在遇到此情况时，把因为氮气含量较高，产生铸件的各种气孔缺陷称为气孔，气缩孔等等。
大家知道，冲天炉熔炼受空气湿度影响，产生气孔在春夏季节是常见现象，因为多数冲天炉熔炼的手册和书中介绍，空气湿度在7-9克/m3时，冲天炉熔炼情况较正常，而在春夏季节，气温较高，空气湿度经常在25-30克/m3以上，则大量水汽随鼓风机进入冲天炉内，参与反应，（主要是水煤气反应，吸收热量）影响铁水的温度，影响铁水的质量，使铁水含气量较高，由此产生氮气孔较多，致使铸件报废，现在说的裂隙状氮气孔这是氮气孔的另外一种产生形式，是氮气在灰铁铸件中含量很高时的表现，与增碳剂质量不好，产生氮气孔，是结果相同，来源不同。
我们做普通灰铁铸件，在防止金属液体含气的操作上，和铸钢有很多不同。铸钢件因为碳，硅含量极低，对吸收气体特别敏感，而普通灰铁我们一般不太在意，因为其含碳，硅较高，对吸收气体不太敏感，但是随着铸铁牌号强度逐步提高，铁水碳，硅含量逐渐降低，其含气特性逐步敏感，容易产生气孔缺陷。
高牌号灰铁的熔炼，炉前要加入大量孕育剂来改变铁水的特性，增加强度，据很多资料介绍，即便是孕育剂在高温下充分烘烤，干燥，孕育之后，铁水的气体含量要大量增加，这是低碳硅铁水气体含量的又一来源。
那么，我当年遇到的氮气孔的表现形式是什么呢？每年进入春季，沿海地区大雾较多，空气湿度逐渐转大，春季气温较低，空气里面含水气量相对比夏季气温高时还是低的。所以从春季到夏季再到秋季，空气湿度从低到高，再转到低，铸造生产中气孔的表现形式是：铸件粗加工后，气孔数量逐渐增多，（每炉次试加工定量数，查看气孔报废数），气孔的形式（就是我们常见的铸件气孔，内部圆滑）依据空气湿度逐步增大反而从大逐步转小，进一步小气孔密集成片，严重时，气孔密集，好像缩松一样，我们常叫其“气缩”。空气湿度进一步加大，同时由于气孔引起的废品数量越来越多，冲天炉配料，配入的回炉料也就越来越多，此时由于低碳硅铁水含气的遗传性，最终使铁水含气量增至最大，出现裂隙状气孔，使整炉次铸件全部报废。当时每年都要发生一至两次如此现象。甚至直到秋季，天气转凉，空气湿度较低，由于使用了含气量较高的废品铸件做回炉料，还有一些气孔废品出现。这些气孔在铸件里面，严重时，就有裂隙状现象，从破碎后的盘体回炉料断面可以看见，从炉前敲断的三角试片断面也可以看见。金属内部裂了一条缝，颜色银灰色，表面很毛糙，就像刚拉断的灰铁试棒断面。
89年以后离开这个工厂，在家里，图书馆里查找各种有关金属含气的书籍文章，通过自己学习，理解，总的来看有以下几点可以解释：1。空气湿度较大，对于冲天炉熔炼，影响很大，主要是水汽在炉内有水煤气反应，生成一氧化碳较多，带走炉内热量，所以潮湿季节冲天炉炉温提高很难。内蒙呼和浩特机床附件厂的老师傅黄承谋先生对我曾经再三嘱咐，要增加焦耗，尽可能提高炉温来应对。2。潮湿空气带入炉内大量水汽，炉内各种反应之后，溶入铁水的气体主要还是氮气，其余有少量氢，氧等等其他气体，其中氮气含量最高，致使氮对于铸铁基体的强化作用明显，所以一般情况下，此时铁水的强度都极少有问题。3。因为潮湿空气影响冲天炉熔炼，产生的裂隙状氮气孔废品，回炉以后，有很强的遗传性，特别是冲天炉熔炼时，气孔废品在空气湿度很低时，继续发生。4。低碳硅铁水，冲天炉熔炼中要加入大量废钢，40-50%以上，废钢加入量较大，增加铁水的气体含量。
从99年之后，该厂由于大量使用了铸造焦，炉温提高，此类废品出现较少了，但是潮湿季节，因为空气湿度较大，影响冲天炉炉内温度以致铁水温度较低，这是必然现象，容易引起铁水含气量加大。
以上是我在1988-1989年工作时的经历和认识。经历是真实的！认识有可能片面，请大家批评指正！目的是告诉没有如此经历的铸造朋友们，避免如此废品。
森森朋友给了两张裂隙状氮气孔照片，也发给大家看看，不是很像。

小学徒 · 发表于 2010-8-13 10:07:20

本帖最后由小学徒于 2010-8-23 10:00 编辑

主题非常明确，论据清楚明了

把裂隙状氢气孔和裂隙状氮气孔成因混淆.结论错误,对初学者是个误导.
水煤气反应:H2O+C=CO+H2.这里的H2那里去了.好好看一下周继扬和其他学者对鼓风湿度对冲天炉熔化过程的影响的论述.也希望系统的看一些铸铁熔化和凝固时氮和氢在铸铁中的变化及影响的资料.
最好把裂隙状氢气孔和裂隙状氮气孔成因搞清.再谈.尽管气孔缺陷形态一样.
因很多初学者.会把你的结论记住,去指导他们未来的实践.会误导他们的.
搞铸造要一定要认真.
愿和铸冶艺人继续讨论

尽管拿出多本书。但你还是在混淆你谈的是裂隙状氢气孔成因。但你偏偏定位为裂隙状氮气孔。
不知论坛为何关闭此贴

小学徒 · 发表于 2010-8-12 20:15:01

本帖最后由小学徒于 2010-8-12 21:11 编辑

这种气体缺陷应称为:枝晶间裂隙状气孔.
枝晶间裂隙状氮气孔分为两种:
1:枝晶间裂隙状氢气孔
2:枝晶间裂隙状氮气孔.

谈的比较详细.但你混淆了枝晶间裂隙状氮气孔和枝晶间裂隙状氢气孔的成因.你以上所谈的是枝晶间裂隙状氢气孔的成因.不应称为裂隙状氮气孔.
1:枝晶间裂隙状氮气孔的影响因素:使用含氮量高的钢削.或增碳剂及使用含尿素原料的树脂砂等.
2:枝晶间裂隙状氢气孔的影响因素:铁水熔化时有锈的原材料.铸型潮湿或在潮湿环境下进行熔炼.等
谈问题一定要严瑾.

陆小凤 · 发表于 2010-8-12 20:26:00

冲天炉熔炼,铁水氧化,废钢加入量高的铁水,容易造成裂隙状气孔.

拉斯特 · 发表于 2010-8-13 08:56:43

我不搞铸铁，无权评论艺人在介绍过程中的概念和定义。但是却非常顶该贴，理由如下

主题非常明确，论据清楚明了。照片--生产检验条件---出现问题的说明----解决问题的方法----注意事项---建议全部到位。

不愧是艺人。

xiayaxi · 发表于 2010-8-13 09:18:07

老师的总结符合我们经常出现的气孔缺陷分析。

小学徒 · 发表于 2010-8-13 10:33:27

本帖最后由小学徒于 2010-8-13 10:46 编辑

4楼:拉斯特

我不搞铸铁，无权评论艺人在介绍过程中的概念和定义。

主题非常明确，论据清楚明了

既然"我不搞铸铁,无权评论艺人在介绍过程中的概念和定义"又如何得知"主题非常明确，论据清楚明了"
主观臆断么?

you1985 · 发表于 2010-8-15 07:46:41

回复 6# 小学徒

能否谈谈铸钢件出现的类似情况。出现的缺陷跟艺人发的图相似。谢谢了

小学徒 · 发表于 2010-8-15 08:34:19

本帖最后由小学徒于 2010-8-15 08:49 编辑

判断这种缺陷---最好把缺陷图和浇冒系统与缺陷位置图片发上来.把缺陷的表观特征谈一下.把铸件成份.配料组成..把造型材料和熔化.浇注工艺详细谈一下.对于这种缺陷和正常的枝晶间缩松很容易造成混淆.但有一点.裂隙状氢气孔或裂隙状氮气孔是体积型缺陷.
是最近连雨天才出现,还是历史性缺陷.
如果提供不了.可按我在二楼的贴子的思路自己分析一下其成因.再相对其成因,找出对应方案.必竟大家都是铸造人.

拉斯特 · 发表于 2010-8-15 10:47:29

回复 7# 小学徒

4楼已经说过，我不是搞铸铁的，所以对文中的定义不加评论。

无论照片中的缺陷叫XX裂隙原气孔，文中已经归类为气孔，我也认为是气孔。所以：

1. 楼主对20年前的一个亲身经历，做了纤细介绍，其主要在于产生这类气孔的环境，条件，结果，以及注意等各个方面的阐述而非定义这个缺陷的类型。

2.所附照片是友人提供而非当时保留，"不太像“但是确实是气孔；

3.论坛上有位新人，发了几张照片，可以看到非常简陋而产品也出现了一些问题（那个贴忘记了），文章对于解决这些问题有非常大的价值。

4. 而让任何一个企业遇到质量问题先解决概念的问题不现实。

之于你所做的定义及介绍，学习了，非常感谢！

辉精英 · 发表于 2010-8-15 11:24:14

此类缺陷造成的主因是H2O过量,所以归入氢气孔更为直观和容易接受。毕竟空气中大部分是N2,对于冲天炉熔炼来说，N2影响一直存在的，在无H2O过量的情况下，不会产生此类缺陷。如果一定要和N2联系在一起，却要从解决H2O过量来处理问题，显得多此一举。抓住最主要矛盾，解决主要问题。直接鉴定为氢气孔，控制H2O过量不就解决问题了？

xuwu531 · 发表于 2010-8-15 13:52:35

呵呵，艺人前辈做这些产品熔炼时在开同一炉时，是否有熔炼两个牌号，高牌号HT300和HT250或HT200，基本上焦炭、炉料来源、操作者、气候（人、机、料、法、环）基本相同，主要不同就是废钢比例不同，相近似（模数、结构、工艺方法）产品同类废品情况（人非圣贤可能分错）；告诉大家，大家更直观深刻的有映象了。
我不是砖家，有板砖请轻点[b]！！！

xuwu531 · 发表于 2010-8-15 14:37:16

本帖最后由 xuwu531 于 2010-8-15 15:47 编辑

《铸件缺陷和对策手册》107页（析出气孔）氢、氮超标都会产生裂隙状气孔

小学徒 · 发表于 2010-8-15 16:37:25

本帖最后由小学徒于 2010-8-15 16:52 编辑

10楼,拉斯特 :

而让任何一个企业遇到质量问题先解决概念的问题不现实

对于这个观点.确实值得商榷.再谈一下我的观点:
一:铸冶艺人谈的问题和过程没有错.我认为"谈的比较详细.但你混淆了枝晶间裂隙状氮气孔和枝晶间裂隙状氢气孔的成因.".把本应该定义为枝晶间裂隙状氢气孔的气体缺陷.却定义为枝晶间裂隙状氮气孔.
二:"无论照片中的缺陷叫XX裂隙原气孔，文中已经归类为气孔，我也认为是气孔".这种看法太片面.不能只要认为"缺陷叫XX裂隙原气孔".就不管它是'氢致XX气孔"还是"氮致XX气孔".不管气孔成因.却要达到"目的是告诉没有如此经历的铸造朋友们，避免如此废品"的目的.现实么.
三:"而让任何一个企业遇到质量问题先解决概念的问题不现实"
这种观点更不能接受.任何一个企业遇到质量问题.必需首先弄清缺陷的概念---分析缺陷成因---找出解决问题的方案---实施.验证---调正解决方案---以图解决缺陷.如果在产生XX裂隙原气孔缺陷后,连是枝晶间裂隙状氮气孔或是枝晶间裂隙状氢气孔的概念都不清.那你如何去分析产生气体缺陷的原因.
我谈过:
1:枝晶间裂隙状氮气孔的影响因素:使用含氮量高的钢削.或增碳剂及使用含尿素原料的树脂砂等.
2:枝晶间裂隙状氢气孔的影响因素:铁水熔化时有锈的原材料.铸型潮湿或在潮湿环境下进行熔炼.等
这是两种不同的成因也是两种不同的解决方法.
如连分析这两种缺陷的成因都做不到.又如何去解决它.我门现场铸造工艺人员的任务是发现问题,再去解决问题.不是在课堂上谈什么是气孔这个概念.你在解决这类现场铸造缺陷时,都是只定义为枝晶间裂隙状.气孔后.就连头痛医头,脚痛医脚都做不到,就去解决这个问题么.也不知你是否是现场工艺人员.又是以什么逻辑思维分析方法去解决问题.

辉精英 · 发表于 2010-8-15 18:07:16

回复 13# xuwu531

恕我直言，该手册比较肤浅，几乎都是东拼西凑的材料的简单抄录。

陆小凤 · 发表于 2010-8-15 19:07:40

图片中气孔个人认为是氮氢混合裂隙状气孔,冲天炉熔炼,湿度大时特别运行低焦底时容易产生,HT300牌号,配料时碳控制在2.02--2.07%,铸件中控制在3.15%左右,废钢比例在45--50%,抗拉强度在310MPa以上,抗拉最高时可达到370MPa.

《铸件缺陷和对策手册》对铸件缺陷介绍分析很详细,感觉还可以,电子版,纸版的都有.