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電爐熔煉鑄鐵實戰問答

2018/9/11 14:34:11??????點擊:

  目前大多數中小型鑄造企業,電爐爐工和配料工作的狀況如下:

  1、爐工兼配料,在一些材質要求不高的工廠,直接由有經驗的老工人自行配料并操作電爐,配料以經驗為主,產品檔次不高;

  2、在比較正規一點的工廠,有專人配料,交爐工操作,當然爐工應有基本的熔煉知識,這其中有兩種情況,一是配料人員不是科班出身,懂一點基本的計算,也是經驗為主;二是正規專業學校出來,有理論基礎并有較豐富的實踐經驗。)

  在上述不同情況下,鑄件產品的性能、可靠性、安全性、壽命、經濟性有很大差別。如果要提高企業產品的競爭能力,就要配備有相當水平的配料和熔煉人員。下面就配料熔化中的一些問題談一點心得體會,有不妥之處請指正:

  1、問:鑄鐵的配料只要根據不同的牌號,計算出所需化學成分就行了,對嗎?

  答:化學成分是鑄鐵牌號的基礎,但化學成分相同的鐵水,它的性能卻會有很大差異,這是因為在相同成分條件下,生鐵廢鋼和返回料的比例、熔化工藝(爐工操作和溫度等)、孕育工藝,都對鑄件的性能有很大影響。

  2、問:一般灰鑄鐵的熔化,入爐時只要稱量好廢鋼和生鐵,回爐料不必準確稱量,估計差不多,或裝滿爐子就行,是嗎?

  答:爐中回爐料的誤差,直到接影響到了廢鋼和生鐵在爐料中的比例,也就變化了鐵水的成分和質量,所以不準確地稱量返回爐料是錯誤的。

  3、問:任何剛進廠的新生鐵,我們按照供應商提供的成分計算出配料就可以了?

  答:一般供應商提供的成分可作參考,但不同的供貨批次,成分有波動,最好在新的生鐵開始使用時,按照標準方法取樣化驗,在配料使用中還要根據爐前數據進行驗證和調整。

  4、問:電爐熔煉,各種不同牌號的灰鐵回爐料可以混裝,只要在做不同牌號時調整廢鋼加入量和硅鐵合金加入量即可;行嗎?

  答:鑄鐵熔煉時,從碳硅分析儀可以讀出鐵水的碳硅含量,但不能讀出或看出錳的含量,不同牌號的回爐料混裝,不僅對碳硅的調整帶來麻煩,最大的問題是錳的波動對鑄件質量影響很大。

  5、問:根據書本介紹,高牌號孕育鑄鐵孕育劑的加入量一般是0.3-0.4%,加0.5%頂到天了,為什么有些企業孕育量高達0.6-1.0%呢?

  答:原先書本介紹,高牌號孕育鑄鐵孕育劑的加入量是0.3-0.4%,那主要是指沖天爐熔煉,現在電爐熔煉,鐵水過冷度增大,為消除過冷傾向,減少過冷石墨 的生成,需要加大孕育量。

  6、問:灰鐵和球墨鑄鐵的孕育處理,由一次孕育發展到多次孕育,實踐和理論分析都認為距離鑄件開始凝固的時間越短,孕育效果越好,所以為提高鑄件性能普遍實施二次孕育,對嗎?

  答:一般來說二次或多次孕育適用于厚大件或厚薄不均勻的鑄件,促使壁厚部位增加結晶核心,促進鐵水同時凝固,而對壁厚相對均勻和薄壁的中小件,不宜實施二次孕育,否則增加鐵水補縮的困難和產生孕育硅的偏析。

  7、問:許多廠家用電爐熔煉高牌號灰鑄鐵,都把鐵水中的硫含量選擇控制在0.5-1.0%,一些書本和資料也如此推薦,但實踐中卻常發現氣縮孔增多,為什么?

  答:電爐熔煉高牌號灰鑄鐵需要鐵水含有一定的硫量,用來形成硫化錳和其它硫化物作為結晶核心,但當鐵水中錳含量在1%左右時,鐵水化驗出硫含量超過0.07%時,極易形成硫化錳鐵渣反應氣縮孔,大量的實踐證明,鐵水最終化驗成分含硫量在0.03-0.05%最佳。

  8、問:許多液壓件生產廠家,為了保證HT300鑄件的硬度,通常在鐵水中配以高錳成分(有時高達1.3%),而為了保證加工性能再增加鐵水中硅的含量(有時高達2.1),這種做法可行嗎?

  答:這種配料方法一般硬度可以達到標準,但在鐵水溫度降低和鑄型激冷的情況下,鑄件收縮率增大,極易變硬,甚至產生白口。本人推薦含錳量不超過1.2%,含硅量不超過1.8%,并加大孕育量。同樣的牌號,相同的質量指標,不同的配料,質量的穩定性不一樣,成品率大有差別。

  9、問:在鑄鐵生產中,有時用低牌號鐵水澆注高牌號鑄件,也有時用高牌號鐵水澆注低調牌號鑄件,這種處理對嗎?

  答:用低牌號鐵水澆注高牌號鑄件,涉嫌弄虛作假(如果客戶默認降低牌號可行,能提高成品率),用高牌號鐵水澆注低調牌號鑄件,也不妥,因鐵水的機械強度和收縮性能不同,極易造成鑄件報廢。

  10、問:對于薄壁鑄件,配料時碳當量越高越好,這樣可以不出白口,保證加工性能,對嗎?

  答:鐵水的碳當量要與鑄件大小、壁厚和形狀相配合,當碳含量超過共晶碳量成分時,并且硅量超過3.0%時,鑄件凝固時極易產生石墨漂浮,導致鑄件缺陷。

  11、問:生產球墨鑄鐵時,一般要求澆注時間在15分鐘內,超時則會衰退,為防止球化衰退多加球化劑可行嗎?

  答:球墨鑄鐵的衰退,主要原因有兩種,一是球化處理后鐵水中的殘留鎂量和稀土含量偏低,二是孕育不足;通常都用增加球化劑量來保證球化防止衰退,往往忽略 充分的孕育;球化劑加入量的多或少,可根據球化處理時的化學反應情況,以及三角試片或爐前快速金相分析來判斷,而充分的孕育是延緩球化衰退的重要因素,球化和孕育處理得好,澆注20分鐘可以不衰退。

  12、問:對于球化不良的鐵水可以二次球化處理嗎?

  答:理論是可行的,實際生產時,一般情況下不需要,二次球化的效果并不好,因為二次球化時要鐵水有足夠高的溫度,還要鐵水的含硅量有允許增加的余地。通常 在新產品開發時,調試球化劑的加入量,可以考慮做好二次球化處理的準備,在發現球化不良時(有經驗的師傅可以根據球化反應情況及時判斷出來),適當補加球化劑或倒包二次球化。對球化不良的鐵水,最好的辦法是分兩部分回爐,搭配廢鋼和生鐵,重新熔化。

  13、問:在熔化高牌號灰鑄鐵時,在配料無變化成分溫度正常,造型工藝也一樣的情況下,為什么有時鑄件收縮率忽然增大,鐵質偏硬?

  答:原因之一是電爐的熔化速度過快(大功率變壓器帶偏小的爐體),如果高溫下保持時間不足或沒有保溫階段,此時就燒了急火飯,廢鋼和增碳劑沒有充分熔合, 過冷度加大,鐵質偏硬;其二是當鐵水完全熔化后,在調整鐵水成分時補加了一定量的廢鋼、回爐料和增碳劑,剛熔化清后即出爐,缺少高溫保持時間,等于燒了夾生飯,稀飯煮熟了,再加米,能不會夾生嗎,這種鐵質也就變硬了。

  14、問:在電爐熔化灰鑄鐵時比在熔化球墨鑄鐵時增碳劑的吸收率低約5-10%,這是什么原因?

  答:一般來說熔化灰鐵用的廢鋼量比熔化球墨鑄鐵多(合成鑄鐵另講),這時廢鋼用量大的爐料,在熔化過程中帶入大量的氧,消耗了一定量的碳,使增碳劑在鐵水中的吸收率下降,也就是說,增碳劑吸收率的高低與廢鋼用量有關。

  15、問:關于電爐熔化溫度,有人認為不易過高,在1500-1540度就可以,溫度過高會消化掉石墨核心,對嗎?

  答:電爐熔化鑄鐵,一般需要加入增碳劑,如果溫度不高,或高溫保持時間短,增碳劑中的石墨就不會被鐵液充分吸收,這是其一,另一方面為了保證球化和孕育, 還有二次孕育的質量,需要較高的鐵水出爐溫度。一般高牌號小件灰鐵,需二次孕育的,出爐溫度1580度以上,球墨鑄鐵小件出爐溫度也要在1580度以上, 對于大件灰鑄鐵和球墨鑄鐵溫度可調整到1550度左右出爐。

  16、問:電爐熔煉厚大球墨鑄鐵件(單件重1噸以上,壁厚100以上),出爐溫度和澆注溫度如何掌握?

  答:出爐溫度1550度,澆注時進行隨流孕育,澆注溫度在1380-1400度,沒有這樣的澆注溫度二次隨流孕育劑不會充分吸收,而且球墨鑄鐵的二次渣不能及時上浮,鑄件會產生渣孔和氣孔缺陷。

  17、問:現在許多企業為節約成本和提高材料質量,熔制合成鑄鐵,有何見解?

  答:大量的研究和實踐證明,合成鑄鐵是在使用電爐熔煉后出現的,沖天爐很難做到,合成鑄鐵更適宜生產球墨鑄鐵,而不太適應灰鑄鐵?;诣T鐵配合成鑄鐵材料, 當廢鋼加入量超過50%時,由于鐵水中吸入大量的氧、氮、氫等氣體,增碳困難,而且反復熔煉后,含硫量累計升高,鐵水收縮量加大,鐵渣反應氣縮孔增多,鑄件報廢量增加;球墨鑄鐵由于球化劑中稀土鎂的脫氧脫硫和沸騰去氣作用,有效地抑制了增加廢鋼帶來的負面影響。

  18、問:鑄鐵配料中能否根據不同的牌號制定各自統一的配方,以達到穩定操作?

  答:如果企業產品相對固定,可以根據本單位的產品特點和技術要求,針對不同牌號制定相對不變的配料方案,在操作中只做微調。但這只是一種動態的平衡,許多 質量問題在人、機、料、法、環五大要素發生細微變化時會產生,能及時捕捉這些細節,并用最簡單實用的方法解決復雜的難題,這就是技術高手的水平。

  19、問:鑄鐵材料的機械性能和鑄件質量之間的關系如何?

  答:鑄件作為一種產品,其質量包括性能、可靠性、安全性、壽命、經濟性五大要素。鑄鐵材料的機械性能是基礎,但其它方面都要兼顧,尤其是鑄件的缺陷決定了 產品的可靠性、安全性、使用壽命,如果僅僅機械性能合格,而鑄件內部有氣孔、縮孔、渣孔,裂紋,還有金相組織不良等,那產品還是不合格。

  20、問:鑄鐵配料的結果如何預測?

  答:鑄鐵配料有兩種境界,一種是打到哪兒,指到哪兒;另一種是指到那兒,打到哪兒。前者配料,強度或高或低,鑄件硬了軟了,這廢品那廢品,反復調整,終于 成功;后者根據產品技術要求、驗收標準,準確地配出所需材料,不僅達到機械性能指標,而且保證內部缺陷最少,加工性能優良,還要降低成本。

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