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怎么提高铁液处理水平

发布日期:2017-11-04 作者: 点击:

自21世纪以来,我国的铸造业得到了长足发展,已经连续多年铸件总量位居世界第一。如何将铸造大国变成铸造强国是我们这一代人为之努力的事情。目前人们对球墨铸铁件的质量要求越来越高,如何提高铁液处理水平,来保证满足生产球墨铸铁件质量要求,是行业工作者共同追求的目标。

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  各铸造厂家都非常重视铁液化学成分要求,炉料严格检斤入炉,并且炉前安装了热分析仪和光谱,C成分按热分析仪读数,其他元素按光谱成分。成分不合格,严禁铁液出炉(现有热分析仪设备有的是球墨铸铁、灰铸铁两条曲线,有的只有一条曲线,生产时容易搞乱)。为保证铁液的纯净度,将铁液升到较高温度保温10min精炼,然后出炉不可取,这样会使有些元素烧损,增加铁液冶金核心烧损数量,增加过冷度,减少球化反应石墨球数量,增加铸件缩松倾向。正确的方法为:将铁液升到较高温度(1490~1520℃,根据出炉温度调整),停电净化至出炉温度,扒渣、快速出炉,这样会减少元素烧损,使大量异质核心得到保持,增加球化反应后石墨球数量,减少过冷度和缩松倾向。过冷度大小反应了铁液熔炼质量,对于球墨铸铁生产来说,铁液过冷度越小越好,要做到铁液过冷度小就应快速熔化、快速出炉。若生产不能保证以上条件,铁液应采取预处理或重新加料调整。国外铸造厂家生产时已对铁液过冷度进行控制,热分析仪检测C含量时,同时检测过冷度,并对铁液过冷度范围值有要求;国内铸造厂家很少对铁液过冷度进行控制。因此,建议对铁液过冷度做进一步研究,设备制造厂家制造出更完善的检测过冷度设备供铸造厂家生产时使用。

  铁液熔化出炉是保证铸件质量的基础,铁液球化处理水平是保证铸件质量的关键。要想获得优质球化铁液,就要保证球化反应平稳,反应速度合适,Mg吸收率高。

  

  20世纪八九十年代,由于多为冲天炉熔炼铁液,S含量较高,人们热衷于高镁球化剂(wMg达7%~10%),球化反应异常激烈,球化不稳定,经常出现球化不良现象。到了21世纪,铸造生产球墨铸铁,铁液要么直接电炉熔化(不存在焦炭增S问题),要么冲天炉熔炼,电炉提温脱S。球化处理方法多采用冲入法和喂丝球化法,铸造厂家普遍使用冲入法球化,喂丝球化法多用在球化包使用频次多、温度较高的造型线,与冲入法相比其优点为机械化程度提高,反应烟尘可抽走,有利于环保;其缺点是球化反应脱S效果差(相差0.002%~0.003%),这样喂丝球化法生产时要增加残余Mg含量才能保证球化等级。但残镁量高会使铁液易产生二次氧化,出现夹杂、缩松铸造缺陷几率提高,生产要求质量高的铸件及厚大铸件不适合采用喂丝球化法。  

  为保证球化反应稳定,提高Mg的吸收率,球化包高度与直径比≥1.8(考虑修包因素取2.0为宜),凹坝深度230~260mm,根据使用球化包直径大小确定覆盖球化剂硅钢片(或干净球墨铸铁沫)重量,且不应以出铁重量确定覆盖硅钢片量,对不同大小球化包的最低出铁量要有控制。近些年来,人们为保证球化反应稳定,开始逐步降低球化剂中镁和稀土元素含量,现在球化剂中镁含量已降至4.5%~7.5%,铁液出炉温度低时镁取下限,铁液出炉温度高时镁取上限。


  球化反应后残余镁含量控制范围反应了球化处理水平,残余镁量根据铸件的薄厚、大小及凝固时冷却速度确定,冷却速度快的铁模覆砂工艺,残余镁控制范围0.01%~0.03%,粘土砂(潮砂)造型,残余镁控制范围0.03%~0.05%。残余镁高易产生氧化夹杂铸造缺陷,镁过高会恶化石墨球形态;残余镁低易产生球化不良缺陷。厚大铸件残余镁应取上限,现在很多铸件要求本体取样,残余镁首先要满足壁厚部位的要求,现有生产残余镁的控制范围为0.035%~0.055%。国内许多铸造厂家使用埃肯生产的球化剂,我公司使用扬中球化剂厂生产的QR-6A型号球化剂,球化反应稳定,效果较好。


  孕育处理是铁液处理的收官之战,提高孕育剂抗衰退性,尽量缩短孕育至凝固时间,保证一定孕育剂加入量是孕育处理的关键。

  20世纪80年代,人们主要使用硅铁做孕育剂,孕育机理为浓度起伏理论,到了90年代,开始往硅铁里加入少量Ba、Ca、Sr等合金,以提高孕育剂的抗衰退能力。为保证孕育效果,又发展了随流孕育。孕育处理水平的提高,改善了铸件的力学性能,提高铸件的可加工性,对铸造来说是一次质的飞越。

考虑成本,现在多数铸造厂使用低硅钡孕育剂,钡含量为4%左右,钡含量只能靠客户提供或外委检验,工厂只能检验硅成分,无法检验Ba、Ca、Sr等元素,建议检验设备厂家在这方面加以改进。另外,铸造工作者对随流孕育越来越重视,随流孕育剂加入量由原来0.1%左右增至0.15%左右。随流孕育剂粒度0.2~0.8mm,必须在铁液浇注时加到包嘴液面上,防止随流孕育剂未彻底熔化。


  综上所述,铸件质量要求越来越高,决定了要逐步提高铁液处理水平。只要采取控制铁液的过冷度;保证球化反应稳定,反应速度合适,镁吸收率高,残余镁量在控制范围内;使用高效抗衰退孕育剂,保证随流孕育剂加入量等措施,就能满足球墨铸铁件的质量要求。


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