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在球墨鑄鐵棒的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中,一般使用10%左右的碳素廢鋼進(jìn)行配料。在感應(yīng)電爐內(nèi)生產(chǎn)球墨鑄鐵棒時(shí),提高碳素廢鋼使用比例后,生產(chǎn)過程中特別注意的一些問題,根據(jù)生產(chǎn)時(shí)間,筆者提出了自己的看法,僅供參考。
1、爐料的選擇
(1)廢鋼生產(chǎn)球墨鑄鐵棒使用的廢鋼應(yīng)為碳素廢鋼,其中不應(yīng)含有阻礙石漠化的元素,更不應(yīng)該有反球化合金元素,廢鋼的塊度應(yīng)有30%左右呈厚片狀,可以平放于爐內(nèi);
(2)生鐵主要用來調(diào)整鐵液焊貪涼,希望使用wc>4%的高碳低硫生鐵,生鐵總的硅含量釋放高一些較好,生產(chǎn)球墨鑄鐵可以減少硅鐵;
(3)增碳劑*焦炭,焊流量要低,塊度60~80mm,具有較高的強(qiáng)度,燒紅后不能一搗即碎。廢電*快,盡量有一定長度,便于扦入鐵液中;
(4)球化劑、孕育劑按照傳統(tǒng)的工藝使用,遵從各廠實(shí)際情況而定。
2、熔煉熔煉工藝流程:焦炭快+廢鋼→電*塊→提溫→扒出焦炭塊和電*塊→取樣分析含碳量→生鐵→回路料→取樣分析Si、Mn→提溫→錳鐵+硅鐵→出爐→孕育+球化→澆注。
熔煉過程中的注意事項(xiàng):
(1)焦炭塊裝于爐底,目的是要?jiǎng)?chuàng)造較長的焦炭塊在鐵液中的浸泡時(shí)間。焦炭塊用量是廢鋼的5%左右。廢鋼熔化50%左右,焦炭上邊應(yīng)用厚片狀廢鋼遮蓋。也可以用60~80mm的廢電*塊代替焦炭裝于爐底作增炭劑,含硫量更低,對(duì)獲得*球墨鑄鐵更有利。
(2)廢鋼使用比例主要決定于增炭效率。開始使用此法生產(chǎn)球墨鑄鐵的廠家,以30%左右為好。提高了增炭效率之后,逐步提高廢鋼使用比例。過多的使用廢鋼,如果增炭效率不高,則影響***終產(chǎn)品的碳硅當(dāng)量。
(3)廢鋼熔畢,扦入電*棒,適當(dāng)提高爐內(nèi)溫度,提高增炭效率。但是,爐溫過高,增加電耗,對(duì)爐襯也不利。
(4)預(yù)估含炭量夠高后,扒出焦炭塊和電*棒,取樣分析含炭量。
(5)根據(jù)分析結(jié)果,計(jì)算生鐵加入量和回爐球墨鑄鐵使用量。
(6)根據(jù)含硅量估算,決定是否可用回爐料補(bǔ)足鐵液總量。
(7)回爐料熔畢,取樣分析Si、Mn等合金元素的含量。
(8)適當(dāng)提高鐵液溫度,按照分析結(jié)果補(bǔ)足合金元素,達(dá)到出爐溫后出爐前加入硅鐵。
(9)硅鐵熔至熔融狀態(tài),立即出爐。
(10)球化、孕育、澆注照常規(guī)進(jìn)行。
3.成分調(diào)整計(jì)算眾所周知,球墨鑄鐵的力學(xué)性能主要取決于化學(xué)成分、冷卻速度(鑄態(tài)球墨鑄鐵)和熱處理工藝。化學(xué)成分是內(nèi)因、是根本,又是變數(shù),幾乎每爐不一樣。因此,對(duì)化學(xué)成分*加強(qiáng)檢測,認(rèn)真調(diào)整,不宜采用“固定比例生產(chǎn)”。在化學(xué)成分中,碳當(dāng)量尤為重要。特別是使用廢鋼作為主要爐料生產(chǎn)的球墨鑄鐵,因?yàn)樵鎏啃孰y以控制,碳當(dāng)量波動(dòng)較大,因而尤其要注意調(diào)整碳當(dāng)量。
(1)計(jì)算生鐵加入量根據(jù)分析含碳量計(jì)算生鐵的加入量。實(shí)際上,就是調(diào)整球墨鑄鐵的碳當(dāng)量,使生鐵和廢鋼二者形成的熔液碳當(dāng)量達(dá)到球墨鑄鐵所需要的碳當(dāng)量。
生鐵加入量=廢鋼加入量×(球墨鑄鐵要求含碳量-分析含碳量)/(生鐵含碳量-球墨鑄鐵要求含碳量)
(2)回爐球墨鑄鐵加入量計(jì)算回爐球墨鑄鐵的碳當(dāng)量基本上是正常的,而且加入量不大。因此,回爐鐵加入后,整個(gè)爐內(nèi)鐵液的含碳量是合格的。
回爐球墨鑄鐵加入量=爐料總量-廢鋼加入量-生鐵加入量
(3)含硅量估算計(jì)算式如下:
含硅量≈〔(廢鋼+生鐵+回爐球墨鑄鐵加入量)×含硅量/爐料總量〕×100%≤原鐵液允許含硅量
估算出的含硅量過高時(shí),少加適量回爐球墨鑄鐵,改用等量比例為9∶1的生鐵和廢鋼補(bǔ)足爐料總量。
(4)硅鐵加入量計(jì)算計(jì)算式如下:
硅鐵加入量=〔爐料總量×(球墨鑄鐵要求含硅量-孕育增硅量-球化增硅量-分析含硅量)〕/硅鐵含硅量
(5)錳和其他合金元素加入量計(jì)算式如下:
合金鐵加入量=爐料總量×(球墨鑄鐵要求合金含量-分析含量)/合金鐵中合金元素含量
上述計(jì)算中均不計(jì)燒損。這是因?yàn)楦袘?yīng)爐中熔化球墨鑄鐵,各元素?zé)龘p不大,同時(shí)鐵也有一定燒損。如遇到特殊情況,則應(yīng)注意燒損。
成分調(diào)整應(yīng)用舉例:
使用1t感應(yīng)電爐,生產(chǎn)珠光體球墨鑄鐵QT800—2,鑄件重1000kg。
控制化學(xué)成分為:wC=3.5%、wSi=2.5%、wMn=0.5%、wP<0.07%、wS<0.02%、wMg=0.03%~0.06%、wRE=0.02%~0.04%。
增碳后爐內(nèi)“廢鋼液”含碳量為2.5%。
生鐵加入量=300×(3.5%-2.5%)/(4%-3.5%)=600(kg)
回爐球墨鑄鐵使用量=1000―300―600=100(kg)
估算含硅量=(300×0.3%+600×1.8%+100×2.5%)×100%=1.42%
如果球化劑增硅量為0.6%、孕育劑增硅量為0.4%,則原鐵液含硅量應(yīng)為1.5%,高于估算含硅量。對(duì)此可以使用Z18鑄造生鐵調(diào)整碳當(dāng)量,使用回爐球墨鑄鐵補(bǔ)足爐料總量。
出爐前分析含硅量為1.38%,含錳量為0.15%。
硅鐵加入量=〔1000(2.5%-0.6%-0.4%-1.38%)〕/75%=1.6kg
錳鐵加入量=〔1000(0.5%-0.15%)〕/65%=5.4kg
在感應(yīng)電爐生產(chǎn)中,我們用廢鋼生產(chǎn)QT800—2,強(qiáng)度在800~1000MPa,伸長率>4%。
目前市場上廢鋼很多,生鐵昂貴,*生鐵更是奇缺。因此我們建議,有灰鑄鐵型材,球墨鑄鐵棒生產(chǎn)任務(wù)的廠家,可以參考上述設(shè)想,“以鋼代鐵”生產(chǎn)球墨鑄鐵。