感应电炉熔炼灰铸铁处理应重视的环节

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为进一步落实国家关于节能减排、优化环境的要求,实现企业高效益、更好的发展前景,采用了高效、低电耗的中频感应电炉取代冲天炉作为熔炼设备生产灰铸铁件。电炉投产后,一段时间内生产过程中陆续出现以下几个问题:

感应电炉熔炼灰铸铁处理应重视的环节
内容 2018-05-04 阅读量2

为进一步落实国家关于节能减排、优化环境的要求,实现企业高效益、更好的发展前景,采用了高效、低电耗的中频感应电炉取代冲天炉作为熔炼设备生产灰铸铁件。
电炉投产后,一段时间内生产过程中陆续出现以下几个问题:
(1)冶金牵引车盖板等铸件出现了裂纹缺陷。
(2)铸球模具出现白口。
(3)铁液车后压盖白口严重,有的出现缩松缺陷。
铸件质量问题产生后,公司有关技术人员分析认为,采用电炉冶炼后,所用的熔炼原材料基本没有变化,并且对入厂的原材料进行抽样检验,发现质量指标都在规定的范围内。因此,由原材料造成的质量问题基本排除。
通过对产生缺陷的铸件进行金相检验,发现产生裂纹缺陷的铸件均为E型石墨,产生白口缺陷的铸件石墨形态以D型为主,化学成分分析这些灰铸铁件铁液的wS平均在0.028%左右。据文献资料指出,铁液低硫时共晶团数量少,即成核度很小,随着含硫量的增加,共晶团数急剧增加,当wS达到0.05%左右时,共晶团数增加趋向减缓。实践证明,当感应电炉铁液wS在0.05%以下时,常规孕育效果极不明显,当wS≤0.03%时,铸件白口倾向增大。主要原因是由于硫及硫化物含量低,晶核数量减少,形核能力低,白口增大,A型石墨减少,D型、E型石墨增加。由于E型石墨的方向性较强,机械强度小,冲击韧度小,铸件易产生裂纹缺陷。含硫量低的主要原因是铁液高温保温时间长。在使用冲天炉熔炼过程中,焦炭含硫高,铁液和焦炭直接接触,出现铁液增硫,而电炉熔炼过程中,由于原材料生铁、废钢含硫量低,不存在增硫,反而熔炼过程中与其他元素化合成硫化物形成熔渣上浮于铁液表面,与渣子一起被扒除,铁液中的硫含量减少。电炉熔炼铁液由于本身的熔炼特点,高温保温时间较长,作为形核晶粒,硫的化合物在保温期间大量熔融,从而导致硫化物晶核减少,石墨成核能力降低,并且随着铁液保温时间的不断延长,过冷度继续增大,白口深度增加。
为克服因含硫量低,石墨形核能力低的现象,我公司在电炉熔炼时使用了增硫剂,使铁液wS由0.028%增加到0.06%~0.08%,形核能力增加,此时铸件金相组织中全部为A型石墨或以A型石墨为主。
为避免E型石墨的出现,经研究并借鉴文献资料,引进使用了硅钡长效孕育剂替代传统孕育剂75SiFe,增加了二氧化硅质点,给A型石墨的形成提供了必要的条件,同时由于硅铁中钡的加入,延长了有效孕育时间,抑制了E型石墨的产生。
对于白口缺陷严重的铸件,加大了孕育剂使用量,且出铁液前,在包内加入2%的干净无锈原生铁块,有效增加石墨质点,消除了白口缺陷。
另外,在灰铸铁件生产过程中,发现电炉铁液与冲天炉铁液在特性上存在着差异,电炉熔炼与冲天炉相比有优良特性,如温度、成分易于控制,铁液纯净度高;但也有不良特性,如白口倾向大,收缩倾向较大。因此在我公司生产灰铸铁件时,除要求做到炉料要纯净,要清除生铁、废钢表面的铁锈,还要求碳当量略高于冲天炉熔炼的铁液,且熔炼操作要快熔快出,减少铁液在炉中的保温时间,尤其是高温保温时间外,认为铁液的处理也至关重要,生产过程中主要做到控制铁液wS为0.06%~0.08%,如铁液wS≤0.03%时,要加增硫剂并使用长效孕育剂,生产薄壁灰铸铁件白口倾向很大时,除加入孕育剂外,再另加2%原生铁快,以增加石墨质点,消除铸件白口缺陷。在生产过程中实施上述工艺技术后,冶金牵引车盖板等铸件裂纹缺陷、铸铁球模具、铁液车后压盖白口缺陷基本得到消除,金相组织中石墨形态以A型为主,珠光体含量在90%以上。由于成分的稳定和石墨形态的改善,铸件缩松倾向也得到改善,力学性能得到了提高。
(来源:炼钢)

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