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8 E2 x9 k8 `4 j, O8 W7 j& X+ z8 [3 y% O
球墨铸铁生产工艺 1 设备选择
- S+ Q# x/ L- r! {9 ^2 s1 d# D8 J' s) N/ F: q/ r- A" X
1.1 熔炼设备选择& n4 ^- l% C; X8 W+ @6 U
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
: ] ~) h# x) }4 \, S1.2 球化包的确定
2 z/ E7 P# O# s) `2 R2 a6 T1 c5 W5 b 为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。/ V0 \( a2 X* }8 g2 t- @
( p8 O6 u- ~8 W& t- s# E2 原材料选择3 U7 H1 l% H7 d% i; f6 C8 d4 S; Z: L
+ m+ Z) D% M& ]$ t. z2.1 炉料选择
* u4 L! g; Y% v3 i8 K5 }8 l 球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。( p0 ~. {4 J* t
2.2 球化剂的选择$ M; U+ o; \ x( B8 ^
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。 表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
2 U( f1 q: T$ c, ? e项目 出铁温度 * [5 s; C3 [$ k
/℃
% d, V# ?! k/ T: G* g9 C
5 x! j8 X. L( P/ Y% T: f; ]& `S % 球化剂成分/%7 m, D$ e" z7 g5 c$ O$ E' `
1 v7 W% J5 }3 M. z4 u, l" k
Mg, E$ _9 ^+ n" R1 B1 o- b
Re1 [& }0 k& v- m n5 `% u9 G- t5 C( D
Si
7 W3 ?7 m% k' E! E! w) k0 q电炉 1420~1480
: o% ^1 W5 v% ^, X& R≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0
. _8 u! }) _: Q$ c
; u; ?0 Z; }, t/ c2 U3 炉前控制
( V8 {$ i* {5 o; ^8 }; H+ P9 K C/ G5 a) n/ v$ `7 D
3.1 化学成分选择
7 w$ t' ` l8 M2 g- K( t6 w6 D% Y 球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。+ Q/ O6 \- x1 O$ Y0 j8 V3 R7 m' o0 L
3.2 球化和孕育处理5 `/ H) r* L8 p0 l. }/ B
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率
1 K0 M. q; P9 h" B 表2 球铁化学成分 ％
, c- j' ^1 V! _' z/ [) w牌 号 C Si Mn S P
9 m% }- k% k+ N' ]2 A: Z, YQT400~18
) b1 { X+ h/ N5 _球化前
) Y& r( ?) p4 T ; i! A) \& A- U% k4 l5 }
球化后
1 H$ W4 ?- n+ u9 ~: x- F4 Q1 ?5 {# m3 s( O& w6 \
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 7 h+ A" f9 ^9 g: |
3.5~4.0 2.6~3.2
: \; M2 A" x- y o- Z, ?1 z0 S≤0.02
2 ]2 g' A0 s/ O( H4 G& H0 x
3 ?, \! ^& s4 O5 w3 XQT450~10
" A) X Z- _" l9 w; U4 y球化前 # U" ~. H4 Z4 {: I0 [ G2 F7 O- M
球化后
7 e) m" }: V1 P/ ~2 L- Z2 K8 j* o3 o! A6 e7 e
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 + q7 y$ p6 U7 }6 q1 Q$ i7 a
3.5~3.9 2.5~3.0/ q3 _) F* f6 z( O z) n G( v7 @
≤0.02
9 G& R! e: `# e
" ?; |. l. k0 B$ r3 cQT600~33 ~: `/ C3 H" X1 _0 E9 t
球化前
/ E$ ^. q' d: t0 ]4 ~4 g 球化后
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3 e3 h+ Q* P) T Q+ ]: p3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
" l/ C# |/ n0 ]( B9 n3.5~3.8 2.2~2.6$ a% P" z$ o# A5 P
≤0.02" J/ d& {; E' C V& m, {
7 r8 M2 W: {' p3 ?0 ]QT700~2
6 ]3 h8 S! G* \: R1 w球化前
2 K/ x6 N* a8 e1 L1 W# v 球化后# ?) ~+ Y/ g2 n- ?' l1 J) [
3 j4 F/ |5 ^6 R- _3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 * _* J8 e# ]' P
3.5~3.8 2.1~2.58 X: j' G' c2 y; U4 c' J4 @+ X+ H
≤0.029 L2 D @1 z% g, M: }5 |) f
+ F. H. n# c- p
( f+ N/ X) b' L+ `0 F( e- }高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。
9 V! d% j5 ^( I2 V" F 球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。% ?! ^0 i8 A* S1 Y, l5 G. @0 i" F
3.3 球化效果炉前检验
B p3 d( e( g; ?9 ] 炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。
$ y" `* P- Q' v: o3.4 浇注
$ _9 J' f; A/ Y$ T 由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 4 结 语
. z5 T: o5 a/ [ 在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。6 }* t8 O4 z0 L$ Z& Z! H1 x- B
孕育剂：促进铸铁石墨化，防止球化元素造成的白口倾向，使石墨球圆整、细化，改善球铁的力学性能。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%。由于球化元素有较强的白口倾向，故球墨铸铁不适合铸造薄壁小件。! A( ^* K+ q# _# X1 Z7 ~/ l( n5 T
球化处理：以冲入法最为普遍，如图1-50所示。将球化剂放在铁液包的堤坝内，上面铺硅铁粉和稻草灰，以防球化剂上浮，并使其缓慢作用。开始时，先将铁液包容量2/3左右的铁液冲入包内，使球化剂与铁液充分反应。尔后，将孕育剂放在冲天炉出铁槽内，用剩余的1/3包铁液将其冲入包内，进行孕育。
: f3 `* O, V4 ?4 O" N/ x. F& w% \/ ^/ N. R- b: V
BBB*由于原铁液含硫量较高,不可能达到<0 018%的要求,球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定,能及时提供原铁液的含硫量,试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%,去硫耗镁量在0 0076%上下波动,这在工艺上是可以接受的。! R$ {( ]' S) `1 M S# M
球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多,就会引起残余镁量过多,虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常),但是它会增加收缩,引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高,球化剂加入量过多,较易出现碳化物,白口倾向严重,导致球数合格率的下降;如果球化剂加入量过少,就会导致残余镁量不足,影响球化的合格率,球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果,并说明如下:①球化剂加入量1 4%时,由于残余镁量不足,出现蠕虫状石墨;②加入量1 8%时,由于残余镁量过多,出现碳化物,导致球数下降,不过二者球径大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率
& R0 @: d7 G) c. u- V) S铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法
9 k$ j( {4 S' n; w1．0 U4 ^1 T9 n' A: l% j
铸铁牌号表示方法
2 i* D+ i$ _, K- H" B8 u9 h1．5 K7 L. z! G6 j
1各种铸铁代号) g8 E! G' Y! R: N* |
各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音字第一个大写正体字母，排列在后面。其代号见附录A（补充件）。6 l2 K7 Q" L, \
1．5 A8 e/ R$ {4 ]" y; x$ O
2元素符号、名义含量及机械性能' J, ?2 m, }5 G( B6 C+ Y- D
合金化元素符号用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号用“R”表示。含量及机械性能用含量。
7 D7 A% ^6 l: ?" h7 e C5 W1．2．1在牌号中常规碳、硅、锰、硫、磷元素，一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。; R p$ Q% z6 }. D, h( Y
1．2．2合金化元素的含量大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响时，才予标注。, Z) |/ \& F$ F6 T! ~
1．2．3合金化元素按其含量递减次序排列，含量相等时按元素符号的字母顺序排列。
. d; v, a6 ^& z2 g- `6 s; G1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则& \. q/ o) H& [' n- ^4 p+ D1 n
编写标准的一般规定》附录C。
* `4 X: B Y. w# a- x& j8 B1．2．5牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值，两组数字间用“-”隔开。% Z* l3 N; K: x
1．2．6当牌号中标注元素符号及含量还需标注抗拉强度时，抗拉强度值置于元素符号及含量之后，之间用“-”隔开。
# U6 @1 L/ @' \% W" ]7 g( b; g3 h' ^" x, c# ~
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
