球墨鑄鐵熔煉處理工藝及其注意事項
鑄鐵的合金化處理可以追溯到20世紀三四十年代,合金化處理使得鑄鐵性能有了質(zhì)的飛躍,同時也誕生了一些特殊用途的鑄鐵如耐磨、耐蝕和耐熱性能。采用孕育的方式來生產(chǎn)鑄鐵也是在這個時期內(nèi)產(chǎn)生的。在20世紀40年代末,孕育后具有球形石墨的的鑄鐵替代了通常的片狀石墨鑄鐵,我們稱這類鑄鐵為球墨鑄鐵。
球化元素與反球化元素的分類
球化元素按其球化效果,一般分為三組。
第一組:Mg、Y、Ce、La、Pr、Sm、Dy、Ho、Er。
第二組:Ba、Li、Cs、Rb、Sr、Th、K、Na。
第三組:Al、Zn、Cd、Sn。
第一組球化能力最強,第二組次之,第三組最弱。
當用鎂作球化元素時,第三組元素往往產(chǎn)生反球化作用。
反球化元素 :硫和氧是鑄鐵中常見的反球化元素,此外Ti、Al、B、As、Pb、Sn、Sb、Bi、Te、Se等則屬于鐵液內(nèi)常見的反球化元素。附表是按其作用機理分類。
如何選擇球化劑
球化劑和孕育劑是球化處理過程中最重要的材料,除了質(zhì)量穩(wěn)定外,選擇合適的球化劑還需要考慮以下幾種因素。
球化處理溫度:如果球化處理溫度>1480℃,球化反應(yīng)會比較劇烈,進而造成較低的鎂吸收率。為了使球化反應(yīng)平穩(wěn),則可選擇鈣含量相對較高的球化劑。如果球化溫度<1480℃,則可以使用鈣含量相對低一點的球化劑。
處理包尺寸:如果處理包的高徑比為1:1,則由于鎂蒸汽的散失會導(dǎo)致鎂吸收率的降低,建議使用鈣含量較高的球化劑。如果處理包的高徑比為2:1,則球化反應(yīng)會比較平穩(wěn),鎂蒸氣會擴散到鐵液中,鎂吸收率得到提高。
球化處理工藝:如果不使用蓋包法,那么球化反應(yīng)產(chǎn)生的煙霧就會進入到大氣中,并且會產(chǎn)生刺眼的白光。為了使球化反應(yīng)平穩(wěn),可以采用低鎂高鈣的球化劑。如果使用蓋包法工藝,鐵液不會飛濺,并且產(chǎn)生的煙霧較少,可使用高鎂低鈣的球化劑,以減少加入量,降低球化成本。
處理重量:如果處理鐵液的重量小于500kg,那么可使用粒度較小的球化劑,推薦使用粒度12mm以下的球化劑。如果處理鐵液的重量在 500~1000kg,可使用粒度較大的球化劑,如粒度為3~25mm的球化劑。如果處理鐵液的重量大于1000kg,則可以使用4~32mm的球化劑。
硅含量:如果鑄造產(chǎn)品的工藝出品率較低或者廢品率較高,想通過多加回爐料和廢鋼的方式進行熔煉,而最終鑄件對鐵水的硅含量有嚴格要求。在孕育量沒法進一步降低的前提下,可使用低硅球化劑進行處理,這樣可使回爐料多加8%~15%,可降低鑄造廠的生產(chǎn)費用。
原鐵液硫含量:如果原鐵液硫含量較高,如果不進行脫硫處理,則需要高鎂高稀土的球化劑,并且加入量會較高,如果原鐵液的硫含量較低,則可以使用低鎂低稀土的球化劑,且加入量會較低,低鎂低稀土的球化劑成本也會比較便宜。
球化元素與反球化元素的分類
球化元素按其球化效果,一般分為三組。
第一組:Mg、Y、Ce、La、Pr、Sm、Dy、Ho、Er。
第二組:Ba、Li、Cs、Rb、Sr、Th、K、Na。
第三組:Al、Zn、Cd、Sn。
第一組球化能力最強,第二組次之,第三組最弱。
當用鎂作球化元素時,第三組元素往往產(chǎn)生反球化作用。
反球化元素 :硫和氧是鑄鐵中常見的反球化元素,此外Ti、Al、B、As、Pb、Sn、Sb、Bi、Te、Se等則屬于鐵液內(nèi)常見的反球化元素。附表是按其作用機理分類。
如何選擇球化劑
球化劑和孕育劑是球化處理過程中最重要的材料,除了質(zhì)量穩(wěn)定外,選擇合適的球化劑還需要考慮以下幾種因素。
球化處理溫度:如果球化處理溫度>1480℃,球化反應(yīng)會比較劇烈,進而造成較低的鎂吸收率。為了使球化反應(yīng)平穩(wěn),則可選擇鈣含量相對較高的球化劑。如果球化溫度<1480℃,則可以使用鈣含量相對低一點的球化劑。
處理包尺寸:如果處理包的高徑比為1:1,則由于鎂蒸汽的散失會導(dǎo)致鎂吸收率的降低,建議使用鈣含量較高的球化劑。如果處理包的高徑比為2:1,則球化反應(yīng)會比較平穩(wěn),鎂蒸氣會擴散到鐵液中,鎂吸收率得到提高。
球化處理工藝:如果不使用蓋包法,那么球化反應(yīng)產(chǎn)生的煙霧就會進入到大氣中,并且會產(chǎn)生刺眼的白光。為了使球化反應(yīng)平穩(wěn),可以采用低鎂高鈣的球化劑。如果使用蓋包法工藝,鐵液不會飛濺,并且產(chǎn)生的煙霧較少,可使用高鎂低鈣的球化劑,以減少加入量,降低球化成本。
處理重量:如果處理鐵液的重量小于500kg,那么可使用粒度較小的球化劑,推薦使用粒度12mm以下的球化劑。如果處理鐵液的重量在 500~1000kg,可使用粒度較大的球化劑,如粒度為3~25mm的球化劑。如果處理鐵液的重量大于1000kg,則可以使用4~32mm的球化劑。
硅含量:如果鑄造產(chǎn)品的工藝出品率較低或者廢品率較高,想通過多加回爐料和廢鋼的方式進行熔煉,而最終鑄件對鐵水的硅含量有嚴格要求。在孕育量沒法進一步降低的前提下,可使用低硅球化劑進行處理,這樣可使回爐料多加8%~15%,可降低鑄造廠的生產(chǎn)費用。
原鐵液硫含量:如果原鐵液硫含量較高,如果不進行脫硫處理,則需要高鎂高稀土的球化劑,并且加入量會較高,如果原鐵液的硫含量較低,則可以使用低鎂低稀土的球化劑,且加入量會較低,低鎂低稀土的球化劑成本也會比較便宜。
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