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球墨铸铁生产工艺 1 设备选择
0 O4 }+ j, N; o- t, F; h$ S7 O9 ~5 X7 j8 G& y- Q7 v$ A4 H! A0 k C; R
1.1 熔炼设备选择
8 _/ ^0 m$ Z' `2 `! n$ V/ M1 B 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％。
F) T1 {4 y3 V1.2 球化包的确定8 I5 I6 Q& [5 y+ H) p1 n3 J
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。( i4 K8 w$ `' P X2 [4 C% F
H4 z4 p3 D' J
2 原材料选择- \) l- a5 L2 B
+ p& [( Z/ s& \! B0 o4 b% ~; W
2.1 炉料选择
{ {& j; e' O* V' h: G2 O 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％。
& X* {: K' a0 A8 g- t1 n; n: Z2.2 球化剂的选择
5 r$ v4 [6 V# { 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# i3 Y' E7 Q9 j+ P7 t5 Z3 a
项目 出铁温度
* q% @4 A; y9 c+ p! r& C/℃" k( k) F9 W$ y/ c# _1 f
$ u- S; X$ N* |; `6 [& nS % 球化剂成分/%; M! z. P3 Q/ |: L' R) X
. |7 `$ x4 O2 H8 A6 [Mg
) `( Q8 \) N \' o# ^; f* YRe0 l3 N* l" P& x. F9 u# ]3 G: A
Si
8 x; o3 q+ `4 G电炉 1420~1480
6 J8 d0 p6 i' N% }% E≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0 8 D. C# i/ y; _& } s e# ^+ {) W
. Q: V0 L5 d+ n3 S B6 G3 炉前控制
) {% V' O* X" d: ` O8 t$ Q2 K* y& s
3.1 化学成分选择$ f- H; |0 T5 F* x9 d2 s/ Z% P2 {
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。
6 ~- b x! J# f1 _0 K9 B3.2 球化和孕育处理
" l& o4 i% w3 ^% Y" n" F 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
& G/ L$ l/ D4 L) Y5 L2 D 表2 球铁化学成分 ％" n8 K; d' }+ }& n
牌 号 C Si Mn S P & Y8 L$ m4 T3 P
QT400~18( Z0 ^7 K8 Q) X/ j# E3 Z" |
球化前 7 l2 [; i* A* P
+ @( A* F9 @: S
球化后
/ ]" Y" X( F& f: r C3 m1 @' J
1 v- N& q4 M: v/ ?3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 . h9 A8 @8 U' ?* y; S+ P8 L- r
3.5~4.0 2.6~3.2
; p' X+ J* S' b! r/ k3 U8 X' K≤0.02
: q/ `6 j+ O, J! Q
, g! f5 z* u: N* KQT450~10! @! U& Y$ q8 Y4 {4 [$ i7 P( G
球化前
1 `0 a7 B+ f4 C- y% ~* w( Y/ r 球化后0 k) G+ y0 i @4 x3 W' d
1 v( W$ w: {7 o& ^! n
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 7 C+ I: s; P/ H; }
3.5~3.9 2.5~3.0. a0 l. D l/ i% R3 c
≤0.02/ u' r" P9 {8 N& ?, ~3 B7 r' [* m) n
: U# |9 r0 i! K- e+ Y kQT600~33 Z4 j" u* s/ C; {
球化前
( Z$ g# \$ U# C( I( t# R8 n 球化后, r9 t5 d( n% I; v ^
: W/ Y* ?4 L# A4 C, T0 R# \3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 % W4 S# G( I* n1 M% d/ d
3.5~3.8 2.2~2.6
8 K) p0 C* k: q9 H# g! x≤0.02
, o: ~' F- l- m4 T
# Y# q: f# w% i( F2 X5 r$ s7 t2 sQT700~2
X" ]2 ?# _2 U& T" S! @* T" b球化前 / D+ `2 D# c1 ?! t$ c
球化后
4 d3 \0 q. n/ f6 ~0 y4 V0 a/ J2 ~8 P- v' x/ Q f% i0 I/ G
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
# B0 o! S/ s, E3.5~3.8 2.1~2.5
9 x/ {8 _; }. }: {$ N* X0 N: `# v≤0.029 W5 z; C4 Q9 C; A( u" `
3 ^2 ~0 ^' E+ C/ O
0 V8 z- O) C- ^8 ?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。
`: n+ B0 f& H) x$ N" p 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。
# T/ v: z9 R( [3.3 球化效果炉前检验
5 L0 j6 f( W5 m 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。0 Z- P: s; `. K( L/ c# ?
3.4 浇注
* U/ d: i* \8 `% ~ 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3 X7 N4 C2 b& W/ L3 _9 ?
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%。
8 `! G# v1 w% k: q& f: a% A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。
4 [4 l3 I" N8 @5 Y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。
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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。
8 G& Q9 ?' V* Q: A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
5 }3 }( V( }/ O s铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法: h, a1 V0 o* ^
1．
* G, l$ T" h) ~6 l! V& q* ^铸铁牌号表示方法
$ h! m) y, p3 I; y6 D P( t9 s1．
" Q( ]) o- k6 {+ |4 R1各种铸铁代号
. l. V# X, o. l( b# i( j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）。/ X! H2 @+ ^& t
1．
6 b: f; t3 S' R- l {9 s2元素符号、名义含量及机械性能
3 b. p7 q2 P$ ]1 O9 s8 T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。& A7 {7 h* R( u) J C
1．2．1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。
3 z6 N3 e5 T: ~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。4 V" g( h$ g( J4 H9 T! C
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。
# o" h2 e" G6 T9 f1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则5 H, z: n- t4 o( ~
编写标准的一般规定》附录C。" K: T1 c2 q5 t2 {# D& D3 {9 \
1．2．5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。
7 R" B4 L7 I' h1．2．6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。& F! V3 X2 @! x `8 y2 R
" s! H1 P7 O1 |. o& Y. j0 ^
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
