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中频感应电炉熔炼铁液存不良特性 可行四点措施

【摘要】:
随着铸造行业的发展,电炉以其操作简单,环境污染少,成分容易控制,劳动强度低等优点,在生产中占得比重越来越大,我厂于2008年投入使用两台10t/h中频感应电炉,初期由于对电炉熔炼经验掌握不足,在实际生产中出现了很多质量问题,通过在生产中不断分析、总结,成功解决了问题。  1.中频感应电炉铁液不良特性  (1)电炉铁液晶核数量少,过冷度大,发生白口倾向大。  (2)同样的化学成分下,收缩倾向大,流动

  随着铸造行业的发展,电炉以其操作简单,环境污染少,成分容易控制,劳动强度低等优点,在生产中占得比重越来越大,我厂于2008年投入使用两台10t/h中频感应电炉,初期由于对电炉熔炼经验掌握不足,在实际生产中出现了很多质量问题,通过在生产中不断分析、总结,成功解决了问题。

  1.中频感应电炉铁液不良特性

  (1)电炉铁液晶核数量少,过冷度大,发生白口倾向大。

  (2)同样的化学成分下,收缩倾向大,流动性差。

  (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。

  (5)铸件内应力大,裂纹倾向大。

  2.原因分析

  “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。

  3.改善不良特性的措施

  (1)原材料的选用 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。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。

  (2)化学成分的选择 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%。

  (3)工艺创新措施 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。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%。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%。

  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%。

  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%。

  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%。

  结语

  (1)电炉生产合格的铸件,原材料一定要成分稳定,无锈蚀。

  (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。

  来源:《金属加工(热加工)》

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