高炉铁水在铸件生产中的应用

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球墨铸铁铸件缩松缺陷怎样防治?

球墨铸铁铸件缩松缺陷怎样防治?

球墨铸铁铸件缩松缺陷怎样防治?球墨铸铁铸造生产中经常遇到缩松方面的质量问题,于是就学习,就在实际工作中去想办法解决。

很多时候,通过学习解决了一些问题,也有难以解决的缩松现象。

最近看见了周启明老师的文章和陈子华的报告,结合之前实际工作,汇总以下。

一.影响球铁缩松的一般规律:1.球墨铸铁铸件的模数。

铸件模数大于2.5,容易实现无冒口铸造,但有专家对此规定限制值,有疑问。

一般来讲,比较厚大铸件,由于石墨化膨胀,容易铸造无缩松铸件。

此时,碳当量控制不要大于4.5%,避免石墨漂浮。

而热节分散的薄小铸件,容易产生缩松,通过冷铁,铬矿砂或局部内冒口设置解决。

特别要注意浇冒口系统的补缩,一般来讲,冒口尽可能使用热冒口,避免冷冒口使用。

2.要充分注意砂箱的刚度和砂型的硬度。

在砂箱刚度和砂型紧实度方面,设置再充分都不为过。

3.浇冒口工艺设计的合理性。

尽可能使用热冒口加冷铁,冷冒口补缩效果很差。

4.铸型的冷却速度。

5.浇注温度和浇注速度的合理选择。

一些比较厚的铸件,可以考虑适当调高浇注温度,同时延长浇注速度来解决缩松。

同时利于二次氧化渣浮出铸件内部,增加探伤检测的合格。

6.化学成分的合理选择和适当的残余镁,稀土含量。

7.在砂型冷却条件下,争取较多的石墨球数对减少缩松有利,对提高力学性能有利。

8.比较好的原材料和好的铁水冶金质量,要特别注意铁水不要在出炉前高温下保持时间过久,同时出炉前做好增加铁水石墨结晶核心的预处理,这样可以提高石墨球数,减少缩松。

二.新的减少缩松的观点:1.埃肯陈子华总监最近报告指出:球墨铸铁因为铁水含有镁,促使状态图上共晶点右移,镁含量在0.035-0.045%时,其实际共晶点大约在4.4-4.5%。

2.球铁成分选择在共晶点附近,铁水流动性最好,则凝固时铁水容易补充收缩。

3.球铁球化前后的硫含量不要变化太大。

即原铁水硫含量不要太高。

硫含量高,石墨容易析出过早。

容易产生缩松。

4.锡柴周启明老师今年文章“防止球墨铸铁缩松缩孔方法的新进展”中指出:在不发生石墨漂浮和没有初生石墨析出前提下,尽量提高碳含量。

高炉铁水短流程工艺在铸造生产应用中02

高炉铁水短流程工艺在铸造生产应用中02

高炉铁水短流程工艺在铸造生产中的应用裴柯兴(曲沃县民政福利企业有限公司,山西曲沃043400 )之所以写这篇文章,主要是基于以下三个方面的原因。

1、一些我认为可以称作铸造专家的朋友,由于没有进行过短流程生产实践,对短流程铸件的质量持怀疑态度。

2、短流程理论上是节能降耗并能降低生产成本,但是细节工作做不好,成本反而会升高。

3、有必要重申一下短流程工艺中应注意的重要危险源及安全措施。

一、短流程工艺对铸件组织及性能的影响(兼答短流程铸件质量问题)短流程工艺对铸件组织及性能的影响理论,主要有以下几种:①有害元素论;②有利的组织遗传性“缺失”论;〔1〕③石墨组织粗大论;④硬度较高论〔2〕。

这些理论探讨是短流程工艺发展中的一个重要阶段。

我认为有害元素论缺乏定量分析数据的有力支持。

在铸造生产实际中,生铁的矿源不同,微量元素千差万别,加上生产工艺的差异对铸件组织的影响,这些因素已经远高于短流程因素对铸件组织的影响了,因此我认为只提要注意微量元素及生产工艺对铸件组织和性能的影响,而不提短流程工艺会加大有害元素对铸件组织和性能的影响为妥。

短流程铁水有较大的过冷倾向,如果采取适当的孕育措施,这更有利于组织及石墨的细化而不会形成粗大的石墨组织。

同样是水平连铸球铁型材,冲天炉方式生产出的球铁型材其石墨大小为6—7级,而本公司采用短流程方式生产出的球铁型材的石墨大小均在8级以上。

也就是说,具体的孕育措施等工艺因素对铸件组织和性能的影响比短流程工艺的影响要更大些。

相关试验表明:短流程有增大原铁水过冷倾向的趋势,与提高铁水过热温度和延长保温时间的作用类似,且它们的影响程度为同一量级。

对于灰铁,两种流程孕育后铁水状态无明显差别,优化熔体处理工艺能够控制短流程对铁水状态的不利影响,使其与常规流程铁水状态相近。

〔3〕我们在组织金属型压铸铁锅铸件时曾经采用了短流程工艺(壁厚1.5mm左右),结果表明,只要将碳当量调整合适,生产工艺稳定,完全可以生产出硬度和强度都合格的薄壁灰铁铸件(布氏硬度小于180)。

铁水铸铁用途

铁水铸铁用途

铁水铸铁用途铁水是一种铸造中常见的材料,主要用于制造铸铁。

铸铁是一种铁碳合金材料,含有较高的碳量。

在各种工程和日常生活应用中,铸铁发挥着重要的作用。

首先,铸铁在建筑行业中被广泛应用。

铸铁制成的构件具有较高的强度和耐久性,能够承受较大的压力和荷载。

例如,铸铁管道广泛用于城市供水、供气和排水系统中,因为它们能够承受高压和耐腐蚀性能强。

此外,铸铁井盖、铸铁门窗框等也是建筑中常见的应用。

其次,铸铁在交通工具制造方面有重要用途。

铸铁用于制造汽车引擎的曲轴箱、活塞环、气缸套等部件。

由于铸铁具有良好的抗压强度和耐磨性,可以承受高温和高压环境,因此在汽车制造中得到广泛应用。

此外,铸铁也用于制造机车、火车和飞机等交通工具的零部件。

第三,铸铁还用于制造机械设备和工业设施。

铸铁制成的机床床身、轧机辊、机械零件等都能够承受较大的机械冲击和振动。

此外,铸铁机器人零件和管道阀门等也是重要的制造对象。

此外,铸铁还在农业和家居领域发挥重要作用。

在农业领域,铸铁用于制造农用机械和农机零配件,如犁、锄头、收割机刀片等。

在家居领域,铸铁被用于制造厨具、厕所设备、暖气片和壁炉等。

最后,铸铁还常用于艺术品和雕塑的制作。

铸铁的良好可铸性使得它成为制作复杂形状和刻纹的理想材料。

在城市公园、博物馆和建筑物中,我们常可以看到雄伟的铸铁雕塑和艺术装饰。

然而,铸铁也有一些局限性。

首先,铸铁的密度较高,重量较大,导致在某些应用中无法代替其他轻质材料。

其次,铸铁存在易脆性,容易发生裂纹和断裂。

此外,铸铁的抗腐蚀性较差,需要进行表面处理或涂层防护,以提高其耐久性。

总结起来,铁水铸铁是一种重要的铸造材料,广泛应用于建筑、交通工具、机械设备、农业、家居和艺术领域。

铸铁的高强度、耐用性和耐高温性使其成为制造强度要求高的各种元件和部件的理想选材。

然而,由于铸铁的一些局限性,使用时需要注意其特点和适用范围,以确保其能正常发挥作用。

炉前铁水热分析在铸铁领域的应用方法与策略

炉前铁水热分析在铸铁领域的应用方法与策略

炉前铁水热分析在铸铁领域的应用方法与策略铁水成份炉前快速热分析技术是以铸铁组织形成过程的凝固温度曲线为被测对象,由计算机对凝固温度曲线迸行解析,从而计算出铁水的碳当量(CE%),碳含量(C%),硅含量(Si%)等指标的铸铁炉前快速分析技术,测量精度可达到CE|O.1O%、C|0.05%、Si|0.l0%。

在工业发达国家被广泛用于铸铁生产的在线测量,是一种成熟可*的测定方法。

我国在1979年到1990年的11年对热分析仪亦做了大量的研究工作。

20世纪90年代中期随着世界产业结构的转移,一些发达国家的厂商来我国采购铸件或投资建厂,为了获得高品质的铸件,把他仍依赖的热分柝技术也带进中国来,使热分析仪的应用首先在独资,合资和生产出口铸件的工厂展开,并取得很好的经济效益和社会效益。

由于外商铸造企业的示范效应和热分析生产厂商的大力推广,在近十年时间内使热分析技术应用迅速普及。

虽然热分析技术目前发展形势很快,但对于我国整个铸造业在热分析技术的应用水平上与外资企业相比还存在不小的差距,理论认识上有一定误区,使用过程中还存在一定问题,主要需要在以下几个方面加以改迸:1、认识热分析技术的特点,使其在实际生产中充分发挥作用我们从事铸造技术工作的人虽都知道铁碳平衡相图,它是我们从事金属材料研究与生产的基础工具,它给出了铁水成份下凝固过程相变温度之间的定量关系,铁水凝固相变温度的状态又与铁水铸造后的铸件的各项性能存在一定的关系,我们就是通过这种关系进行金属材料各项性能指标的预测,调控生产过程。

铁碳平衡相图的测定方法与热分析技术测得的铁水冷却曲线的方法类似,他们之间的差别在于铁碳平衡相图是在一种理想状态下测定出的结果,而热分析技术测定出的冷却曲线是生产实际中使用铁水,它的成份相对比较复杂,冷却曲线的形态与标准状态也有一定差异,但正是这种差异更能代表铁水的实际状态,我们使用这种实际铁水的冷却曲线进行铁水质量分析与控制更加接近生产实际,与单纯使用以成份为基础的铁碳平衡相图进行生产分析与控制相比减少了一个环节,其结果将更加准确,控制的精度更高,在生产中发挥的作用将更有力。

炉外精炼技术在铸钢生产中的应用

炉外精炼技术在铸钢生产中的应用

编订:__________________审核:__________________单位:__________________炉外精炼技术在铸钢生产中的应用Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-1582-91 炉外精炼技术在铸钢生产中的应用使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。

只要其中某一道工序或某一个过程失误,均会造成铸造缺陷。

当然,同一类缺陷由于场合和零件的不同,往往有不同的形成原因。

常言道“三分冶炼,七分铸造”。

钢液质量与铸件的质量密切相关。

本文中,主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。

1.炉外精炼技术简介20世纪炼钢技术中的革新,主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。

由于这些实用技术的采用,炼钢生产率飞速提高。

炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序,这一技术的实用化,大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。

要提高铸钢生产的质量和产量,同样离不开冶金冶炼技术的发展。

炉外精炼技术就是铸件生产中的适用技术之一。

1.1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。

针对上述功能,衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。

炉外精炼技术在铸钢生产中的应用

炉外精炼技术在铸钢生产中的应用

炉外精炼技术在铸钢生产中的应用炉外精炼技术,是指在钢液从高炉或电炉中流出后,进行一系列的气化、脱氧、除杂和调整合金成分等操作,以获得高品质的钢铁产品的技术。

炉外精炼技术可以优化钢铁生产的过程,提高钢铁的品质,同时减少环境污染,已成为现代钢铁生产中不可或缺的技术手段。

下面,我们就来探讨炉外精炼技术在铸钢生产中的应用。

1. 功能及原理在炉外精炼技术中,常用的设备有吹氧精炼炉、真空精炼炉和氩气保护炉等。

这些设备采用各种物理和化学方法,对钢液进行加热、混合、流动、脱氧、脱硫、脱铍、除杂、调合金等工艺操作,从而实现钢液的精炼。

这些设备在精炼钢液时,可以达到以下目标:(1)去除钢液中的杂质:通常是用各种化学反应或物理吸附技术去除氧化物、硫化物、硅化物、氮化物、碳化物等杂质。

(2)调整钢液中的合金元素含量:通常是添加各种孕育剂、合金元素,供给钢液中缺失的元素,以实现钢液调合金的目标。

(3)改善钢液的流动性和连续性:通常是使用高温气体流动作用、钢液涡流等技术,以优化钢液流动和热传导过程,并实现钢液的均匀和稳定的流动。

2. 应用范围钢铁生产中的铸钢生产是炉外精炼技术的主要应用领域之一。

铸钢生产通常包括炼钢部分和铸造部分。

炼钢部分通常采用冶炼技术生产钢液,其中炉外精炼技术是必不可少的环节。

在钢液流出高炉或电炉后,钢液通常需要进行加热、混合、流动、脱氧、脱硫、脱铍、除杂、调合金等工艺操作,这些工艺操作都需要通过炉外精炼技术来实现。

铸造部分通常是把钢液浇注成各种形状和尺寸的铸件,其中精炼的钢液可以使铸件具有更好的力学性能、抗腐蚀性能和热稳定性。

同时通过炉外精炼技术,可以减少钢铁生产中的环境污染,如脱硫、脱氮等操作可以减少大气污染,这对于保护环境具有重要意义。

3. 应用优点炉外精炼技术在铸钢生产中的应用有以下优点:(1)提高钢铁产品的品质:通过炉外精炼技术,可以获得更加高品质的钢铁产品,如抗腐蚀性能、耐高温性能和力学性能等方面均有显著提高。

高炉炼铁产物

高炉炼铁产物高炉炼铁是一种重要的冶金工艺,用于将铁矿石转化为铁的过程。

在高炉内,经过一系列的热化学反应,铁矿石中的氧化铁被还原为金属铁,并生成多种炼铁产物。

本文将介绍高炉炼铁产物的种类及其特点。

1. 铁水铁水是高炉炼铁的主要产物,也是最终得到的铁产品。

它是一种熔融状态下的铁合金,含有铁、碳和其他合金元素。

铁水的温度通常在1400℃以上,具有较高的流动性和可浇注性。

铁水经过处理后,可以用于制造钢材或其他铸造产品。

2. 高炉渣高炉渣是在高炉内产生的一种熔融物质,主要由矿石中的非金属杂质和炉料中的灰分组成。

高炉渣具有较高的熔点和粘度,可以与铁水分离。

高炉渣在炼铁过程中起到了多种作用,如吸附杂质、保护炉衬、调节炉温等。

经过冷却和固化处理后,高炉渣可以用于建筑材料等领域。

3. 炼铁石灰炼铁过程中需要加入石灰来调节炉温和炉渣的碱度。

炼铁石灰是一种石灰石的变质产品,主要由氧化钙(CaO)和少量氧化镁(MgO)组成。

它具有较高的碱度和熔点,可以与炉渣中的酸性氧化物反应生成稳定的化合物,从而调节炉渣的性质。

4. 炼铁焦炼铁焦是高炉炼铁过程中的还原剂,用于将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。

它是一种经过热解和炭化处理的煤炭产品,具有较高的固定碳含量和较低的灰分含量。

炼铁焦在高温下可以释放出大量的还原气体(一氧化碳),与铁矿石发生反应,使氧化铁还原为金属铁。

5. 炼铁矿石炼铁矿石是高炉炼铁的原料,主要由含有氧化铁的矿石矿物组成。

常见的炼铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等。

在高炉内,炼铁矿石经过干燥、预热和还原等过程,最终被还原为金属铁。

6. 炼铁煤气炼铁煤气是高炉炼铁过程中产生的一种气体,主要由一氧化碳(CO)、氮气(N2)和少量的氢气(H2)等组成。

炼铁煤气是一种重要的能源和原料,可以用于炉内燃烧、加热和发电等用途。

在炼铁煤气中,一氧化碳是一种重要的还原剂,可以与铁矿石发生反应,将氧化铁还原为金属铁。

除了以上提到的产物,高炉炼铁过程中还会产生一些其他的副产物,如炉尘、炉渣颗粒等。

河北工业大学科技成果——利用高炉铁水热装生产优质铸件

河北工业大学科技成果——利用高炉铁水热装生产
优质铸件
项目简介
利用先进工艺改变传统铸造产业是当今铸造企业的考虑的问题。

铸铁是常用的工程材料,以往的铸铁大部分是用生铁重新熔化的方式来实现的。

而利用高炉铁水生产优质铸件是国内多年来一直未能解决的课题。

本项目的意义在于采用高炉铁水热装工艺,通过电炉的调制处理,直接浇注生产优质灰铁是降低成本,节约能源的一项新技术,生产优质铸铁满足客户的需求,获得显著的经济效益与社会效益。

市场前景采用高炉铁水的热装工艺,通过电炉的调制处理来直接生产铸件,减少了铸造过程中二次重熔的能耗;提高生产效率,缩短了生产周期,降低铸件的成本;从而提高了企业的竞争力。

具有广阔的市场应用前景。

规模与投资
规模:年产铸件5万吨,投资:4000万,年产值:20000万。

生产设备高炉铁水运输车、中频感应电路、高效的铸件生产线和相应的配套设备。

效益分析每吨铸件可以节约熔化用电500kWh,折合人民币300元(每千瓦小时按0.6元计),年产10000吨铸件可节约300万人民币,经济效益非常明显。

合作方式合作开发。

冶金领域新突破创新工艺提升铁水纯度的成功案例分析

冶金领域新突破创新工艺提升铁水纯度的成功案例分析在冶金领域,提升铁水纯度一直是一个重要的课题。

随着科学技术的不断发展,新的创新工艺不断涌现,为冶金工业带来了新的突破。

本文将分析几个成功的案例,说明创新工艺对提升铁水纯度的重要性。

1. 案例一:高温还原炉技术的应用高温还原炉技术是一种新型的冶炼方法,它采用高温还原反应,将在铁矿石中的杂质物质还原为易挥发的物质,通过蒸汽的带走,使得铁水中的杂质含量大幅降低。

该技术的应用大大提高了铁水的纯度,同时减少了废气排放量,具有环保和经济效益。

各大矿山企业纷纷引进高温还原炉技术,并取得了良好的效果。

2. 案例二:连铸技术的改进连铸技术是一种铸造铁水的方法,通过连续的铸造过程,可以使得铁水中的杂质更好地分离,并且有效地提高了铁水的纯度。

近年来,随着连铸技术的不断改进和创新,如真空连铸、电磁搅拌等技术的应用,铁水的纯度得到了进一步提升。

这些创新工艺不仅提高了产品质量和生产效率,还减少了能源消耗和材料浪费。

3. 案例三:氧气顶吹转炉工艺的引入氧气顶吹转炉工艺是一种将高纯氧气从炉顶喷入炉腔的冶炼方式,通过氧气的顶吹,可以有效地氧化铁水中的杂质,使其在反应过程中被吹出炉外。

此技术的引入显著提高了铁水的纯度,并且降低了操作成本和对环境的污染。

氧气顶吹转炉工艺已经广泛应用于钢铁行业,取得了令人瞩目的成果。

4. 案例四:高效过滤技术的运用高效过滤技术是一种通过过滤方法去除铁水中的杂质的技术。

传统的过滤方法效果有限,容易堵塞。

而新型的高效过滤技术通过使用特殊的过滤材料和改进的过滤设备,可以有效地提高过滤效率和耐堵塞性能,大幅度降低了铁水中的杂质含量,提高了铁水的纯度。

这项技术的应用对冶金工业产生了积极的影响,并被广泛推广应用。

综上所述,冶金领域的新突破与创新工艺在提升铁水纯度方面起到了至关重要的作用。

高温还原炉技术、连铸技术的改进、氧气顶吹转炉工艺的引入以及高效过滤技术的运用等都为提高铁水纯度带来了巨大的贡献。

铸造铁水调配实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究不同成分和温度的铸造铁水对铸件质量的影响,优化铁水调配方案,提高铸件性能和产品质量。

二、实验材料与设备1. 实验材料:- 生铁:碳当量4.5%- 硅铁:Si含量≥98%- 锰铁:Mn含量≥90%- 镁铁:Mg含量≥90%- 硫磺:S含量≤0.02%2. 实验设备:- 铸造炉:50kg- 铁水温度计- 精密天平- 铸造模具- 铸件检测设备三、实验方法1. 根据设计要求,配制不同成分和温度的铁水,具体如下:| 序号 | 碳当量(%) | 硅铁(%) | 锰铁(%) | 镁铁(%) | 硫磺(%)| 铁水温度(℃) || ---- | ------------ | ---------- | ---------- | ---------- | ---------- | -------------- || 1 | 4.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1500 || 2 | 4.5 | 5 | 0 | 0 | 0 | 1500 || 3 | 4.5 | 0 | 5 | 0 | 0 | 1500 || 4 | 4.5 | 0 | 0 | 5 | 0 | 1500 || 5 | 4.5 | 5 | 5 | 5 | 0 | 1500 |2. 将配制好的铁水分别倒入模具中,进行铸造实验。

3. 铸造完成后,对铸件进行外观检查、尺寸测量和性能测试。

四、实验结果与分析1. 外观检查:所有铸件表面光洁,无气孔、砂眼等缺陷。

2. 尺寸测量:所有铸件尺寸符合设计要求。

3. 性能测试:| 序号 | 硬度(HB) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) || ---- | ---------- | ---------------- | ------------ || 1 | 220 | 300 | 10 || 2 | 225 | 320 | 12 || 3 | 230 | 330 | 15 || 4 | 235 | 340 | 18 || 5 | 240 | 350 | 20 |根据实验结果,可以看出,随着硅铁、锰铁和镁铁添加量的增加,铸件的硬度、抗拉强度和延伸率均有所提高。

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高炉铁水在铸件生产中的应用
【摘要】对高炉铸造生铁铁水及铸铁产品的生产过程进行了介绍。

从灰铸铁与球墨铸铁两种材料产品的生产过程与检测结果论述了高炉铁水直接应用的可行性。

【关键词】高炉铁水;灰铸铁件;球墨铸铁件
1 高炉铁水介绍
高炉铁水通常分为两种:铸造生铁铁水及炼钢生铁铁水。

这里只介绍铸造生铁铁水在铸铁件生产中的应用。

高炉铁水是高炉铁厂通过对铁矿石进行还原冶炼处理得到的产品,一般不能直接用于铸件生产,主要原因是其化学成分及机械性能不能直接满足铸件要求。

高炉铁水的化学成分波动范围一般为:
C:3.7-4.8%;Si:1.2-1.6%;Mn:0.5-0.9%;P:0.06-0.1%;S:0.02-0.04%
抗拉强度σb一般为80-120Mpa,延伸率δ约为0%。

金相石墨形态为粗大的片状石墨加共晶石墨。

2 铸件的生产
目前我国灰铸铁件的生产一般采用冲天炉或冲天炉+保温炉进行熔炼,熔炼热量来源为焦碳的燃烧。

焦碳燃烧产生大量的CO2和SO2气体。

并随之产生大量的废渣和灰尘。

因此冲天炉熔炼污染较大。

球墨铸铁件的生产一般采用中频感应电炉。

相对于冲天炉生产来说,电炉生产质量稳定、劳动条件有较大改善、环境污染减少。

但电炉熔炼耗电大,在电力供应紧张的今天,耗电量大已成为制约铸造企业发展的重要问题。

铸件生产的原材料通常采用铸造生铁、废钢铁与回炉料。

其中铸造生铁为即为上述高炉铁水经冷却处理而来。

3 高炉铁水在铸件生产中的应用
铸件在生产过程中需将铸造生铁与废钢铁、回炉料等重新进行熔炼。

如果能将高炉铁水做简单处理之后直接浇注铸件,则可节约二次熔炼的能耗和原料损耗,缩短生产流程与生产周期,降低人工费用,从而使生产率与经济效益得到显著提高。

3.1高炉铁水在灰铸铁件生产中的应用
在铸造生产中,灰铸铁材料一般要求化学成分为:
C:3.4-3.7%;Si:1.4-2.4%;Mn:0.6-1.0%;P:0.15%max;S:0.12%max.
抗拉强度σb>241Mpa,硬度HB=187-255
从高炉铁水的成分来看,高碳含量使得其工晶度大于1,石墨形态为粗大的片状石墨与共晶石墨。

高炉铁水的出铁温度一般在1350-1450℃,以特制铁水运输罐从高炉铁厂运到铸件生产厂,如果运输距离在一百公里以内,则温度下降不会超过100℃。

当然为了满足铸件化学成分及机械性能的要求,需要将高炉铁水进行适当的处理,以调整碳、硅、锰等成分的含量。

可在现有冲天炉+保温炉双联熔炼的生产过程中,取消冲天炉熔炼过程,直接采用高炉冶炼的铸造生铁铁水,与保温电炉内已熔融的废钢、回炉料铁水充分混合,升温调质,以取得铸件要求的化学成分,进而达到机械性能要求。

(采用碳硫快速分析仪及光谱分析仪监控成分)。

用高炉铁水生产的灰铸铁件,由于金相结构中石墨片粗大,因此其导热性大大提高。

这里以汽车制动鼓为例说明,其典型化学成分如下:
C:3.43%;Si:1.82%;Mn:0.88%;P:0.08%;S:0.11%.
拉力σb为275Mpa,硬度HB=195
金相结构:珠光体99%,A型石墨>90%,石墨长度3级。

达到上述成分、金相及性能要求的制动鼓,按美国FMVSS 121仿疲劳测试程序,可以通过在80公里及100公里/小时的行驶速度下,紧急制动100次而产品不断裂的要求。

由此可见,只要控制好灰铸铁生产过程中的升温、调质过程,采用高炉铁水可以得到满足要求的灰铁铸件。

3.2高炉铁水在球墨铸铁件生产中的应用
在铸造生产中,球墨铸铁材料一般要求化学成分范围如下:
C:3.4%min;Si:2.2-2.75%;Mn:0.1-0.5%;P:0.06%max;S:0.03%max.
抗拉强度≥448MPa 屈服强度≥310 MPa 延伸率≥12%
同样需要关注高炉铁水的成分:高碳高硅使得其碳当量较高。

而当球墨铸铁中的碳当量高于4.5%时,则非常容易导致石墨析出异常,如开花、漂浮等。

但从高炉铁水的成分来看,即使是在未孕育增硅以前,铁水的碳当量已接近或超出此范围。

所以,如果采用通常的处理浇注工艺,铸件上极容易出现石墨漂浮现象。

石墨漂浮是高碳球铁铸件的材料缺陷之一。

有关文献认为,漂浮石墨主要是由过共晶铁水中析出过饱合碳长大聚集上浮而成,其构成为石墨。

这些上浮石墨运动到上部一定区域以后,由于受高粘度铁水的粘滞作用而停止运动,并依次堆积,从而形成漂浮区。

石墨上浮的动力主要来源于比重差异及凝固过程中的共晶膨胀力。

了解到石墨漂浮的机理以后,就不难找出利用高炉铁水直接生产球墨铸铁件的方法了。

可在通常的中频感应电炉熔炼过程中,取消生铁的熔炼而直接采用高炉铁水,与中频电炉内已熔融的废钢、回炉料铁水充分混合、升温、出炉之后,采用中镁、低硅、低稀土球化剂以冲入法进行球化处理。

同时需设计浇注系统使得铁水在型中顺序凝固,并采用悬浮浇注法,以抑制石墨漂浮。

从而达到铸件所要求的化学成分、金相及机械性能要求。

这里以汽车轮毂为例,说明用上述方法浇注出的产品,典型化学成分如下:
C:3.79%;Si:2.47%;Mn:0.31%;P:0.04%;S:0.019%;Mg:0.049%.
机械性能:拉力为510MPa,硬度为180HB。

金相结构:珠光体25%,球径6级,球化率85%。

达到上述成分、金相及性能要求的汽车轮毂,按美国SAE J1095疲劳测试标准,若按轮毂轴承负载能力不同而施以不同的力矩,产品可达到40万至100万次而不裂。

由此可见,只要解决了球墨铸铁生产过程中的石墨漂浮问题,并控制好球化过程,采用高炉铁水完全可以得到满足要求的球墨铸铁件。

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