在球墨鑄鐵棒的傳統(tǒng)生產工藝中,一般使用10%左右的碳素廢鋼進行配料。在感應電爐內生產球墨鑄鐵棒時,提高碳素廢鋼使用比例后,生產過程中特別注意的一些問題,根據(jù)生產時間,筆者提出了自己的看法,僅供參考。
1、爐料的選擇
?。?)廢鋼生產球墨鑄鐵棒使用的廢鋼應為碳素廢鋼,其中不應含有阻礙石漠化的元素,更不應該有反球化合金元素,廢鋼的塊度應有30%左右呈厚片狀,可以平放于爐內;
?。?)生鐵主要用來調整鐵液焊貪涼,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,生產球墨鑄鐵可以減少硅鐵;
?。?)增碳劑*焦炭,焊流量要低,塊度60~80mm,具有較高的強度,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;
?。?)球化劑、孕育劑按照傳統(tǒng)的工藝使用,遵從各廠實際情況而定。
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:
?。?)焦炭塊裝于爐底,目的是要創(chuàng)造較長的焦炭塊在鐵液中的浸泡時間。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,對獲得*球墨鑄鐵更有利。
?。?)廢鋼使用比例主要決定于增炭效率。開始使用此法生產球墨鑄鐵的廠家,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***終產品的碳硅當量。
?。?)廢鋼熔畢,扦入電*棒,適當提高爐內溫度,提高增炭效率。但是,爐溫過高,增加電耗,對爐襯也不利。
?。?)預估含炭量夠高后,扒出焦炭塊和電*棒,取樣分析含炭量。
?。?)根據(jù)分析結果,計算生鐵加入量和回爐球墨鑄鐵使用量。
?。?)根據(jù)含硅量估算,決定是否可用回爐料補足鐵液總量。
?。?)回爐料熔畢,取樣分析Si、Mn等合金元素的含量。
?。?)適當提高鐵液溫度,按照分析結果補足合金元素,達到出爐溫后出爐前加入硅鐵。
?。?)硅鐵熔至熔融狀態(tài),立即出爐。
?。?0)球化、孕育、澆注照常規(guī)進行。
3.成分調整計算眾所周知,球墨鑄鐵的力學性能主要取決于化學成分、冷卻速度(鑄態(tài)球墨鑄鐵)和熱處理工藝?;瘜W成分是內因、是根本,又是變數(shù),幾乎每爐不一樣。因此,對化學成分*加強檢測,認真調整,不宜采用“固定比例生產”。在化學成分中,碳當量尤為重要。特別是使用廢鋼作為主要爐料生產的球墨鑄鐵,因為增炭效率難以控制,碳當量波動較大,因而尤其要注意調整碳當量。
?。?)計算生鐵加入量根據(jù)分析含碳量計算生鐵的加入量。實際上,就是調整球墨鑄鐵的碳當量,使生鐵和廢鋼二者形成的熔液碳當量達到球墨鑄鐵所需要的碳當量。
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)
?。?)回爐球墨鑄鐵加入量計算回爐球墨鑄鐵的碳當量基本上是正常的,而且加入量不大。因此,回爐鐵加入后,整個爐內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
?。?)含硅量估算計算式如下:
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,少加適量回爐球墨鑄鐵,改用等量比例為9∶1的生鐵和廢鋼補足爐料總量。
(4)硅鐵加入量計算計算式如下:
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
?。?)錳和其他合金元素加入量計算式如下:
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
上述計算中均不計燒損。這是因為感應爐中熔化球墨鑄鐵,各元素燒損不大,同時鐵也有一定燒損。如遇到特殊情況,則應注意燒損。
成分調整應用舉例:
使用1t感應電爐,生產珠光體球墨鑄鐵QT800—2,鑄件重1000kg。
控制化學成分為: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“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%,則原鐵液含硅量應為1.5%,高于估算含硅量。對此可以使用Z18鑄造生鐵調整碳當量,使用回爐球墨鑄鐵補足爐料總量。
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
在感應電爐生產中,我們用廢鋼生產QT800—2,強度在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,球墨鑄鐵棒生產任務的廠家,可以參考上述設想,“以鋼代鐵”生產球墨鑄鐵。