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提高电炉熔炼铸铁的一些注意事项

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发表时间:2021-03-23 10:05

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。$ l. ~7 p) M6 c: k+ P

       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。- d1 f; h3 d! ?& e5 H9 `: U+ G
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       一、电炉铸铁炉料配比及合成铸铁# j   ]% W3 t7 t( S( a9 P7 X% ?- `

      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: }0 S" R+ {! m9 ?5 E
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      (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%;
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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。
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      (3)回炉料超过40%(浇冒口、废铸件、铁屑)。1 M+ g: ~2 r) \/ R, a7 s* l

       配料优化

                    组合(%)组成     生铁     废钢      回炉料,
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                         配比A              40         30          30   J5 a; L3 B* m: s3 q( a9 y

                         配比B              30         40          30

                         配比C              20         40          40
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                         配比D              20         50         30

       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)。) ?: c: H   G9 p: P2 O9 U2 s

       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。9 G2 M9 ?# Z7 t   R' `/ V* ~
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       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。

       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。
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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2 D& T1 M4 q5 Y& p

       二、关于电炉灰铸铁增硫问题
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      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:' K8 z$ B- f. ]; ~6 I2 z

       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;

      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;) b( P7 `# H! H6 d) W+ V- W, I7 ?

      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。" x* F5 ~# C; f" `( f( ~
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       针对上述问题,应对的措施是:
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      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;
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      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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      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。

本文转自热加工论坛


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