當前位置:首頁 > 新聞中心> 行業資訊
球化不良17大原因及控制 “鑄友”內參
安陽市長海冶金有限公司

在20世紀六七十年代,生產球墨鑄鐵主要是使用沖天爐,由于焦炭質量差(塊度大、密度低、固定碳含量低、含硫量);鐵液溫度低;使用的球化劑制備的方式不完善;生鐵的含硫、磷量高等,所以生產出的球墨鑄鐵的質量較差,球化質量不穩定。現在生產球墨鑄鐵大都是用電爐熔煉,爐溫的高低容易控制;生鐵等原材料的質量好;球化劑的種類多且質量好,因此球墨鑄鐵的質量也比較容易控制。但是球化不良仍是球墨鑄鐵生產中的主要缺陷之一。

  球化不良表現在鑄件斷口上(一般多觀察澆冒口斷口),有大塊黑斑或明顯可見的小黑點;敲擊鑄件發出的聲音不清脆;金相顯微組織上有較多的厚片狀石墨,有少量球狀、團狀石墨,或枝晶石墨(有時球化不良在金相上還有一個特征,即在厚片狀石墨叢中,個別球狀石墨反而還很圓整)。

  產生球化不良的原因,總的來講皆由以下三大類因素所影響:殘留鎂量或稀土量過低(但稀土含量過高時,則石墨圓整度變差,鑄件易產生白口及縮松);孕育作用不強或衰退;干擾元素過高。

  但在實際生產過程中,產生球化不良的因素很多,有技術上的問題、有操作上的問題、也有管理上的問題。


  1.球化劑質量差  

  球化劑中Mg、RE含量經化驗雖達到質量要求,但因熔煉技術不佳,含MgO較高(球化劑中含MgO>1%,對球化質量就可能有影響),MgO對提高球化質量幾乎沒有作用,反而使球墨鑄鐵易產生夾渣缺陷;球化劑里含Ca等元素少,球化處理時反應激烈,Mg燒損較多。

  防止措施:不使用質量差的球化劑(要對供應商、生產廠家進行考察,先少量購進,試用后再批量購買)。球化劑放置時間過長,易受潮氧化。


  2.爐前球化處理操作不當   

  球化劑倒入鐵液包堤壩挖坑里后,未攤平拍實;表面覆蓋物少,或覆蓋層薄,或未填滿球化劑塊縫隙,沖入鐵液后,不僅外露球化劑馬上熔化反應,同時鐵液大量進入球化劑塊縫隙里,直接熔化球化劑或把球化劑沖起漂浮鐵液表面,反應過早過快,Mg燒損較多。

  防止措施:把倒入包底凹坑里的球化劑攤平、適當舂實,再把上面覆蓋的孕育硅鐵攤平并適當舂實,表面覆蓋適當量的球墨鑄鐵屑(舂實)或一定厚度的球墨鑄鐵板。這樣不僅把合金的縫隙填滿,且有一定厚度覆蓋層。


  3.原鐵液含硫量高  

  硫是主要反球化元素,含硫量高會嚴重影響球化質量,當原鐵液中的wS>0.06%時,即便是加入較多的球化劑,也很難得到合格的球墨鑄鐵質量。在球化處理過程中,球化劑中的Mg,首先與鐵液中的S起化學反應,生成MgS的熔渣,剩余的Mg才起到球化作用,RE同樣如此。由于球化元素少,所以影響了球化質量。鐵液含硫量高,即便加入大量的球化劑,如果澆注時間過長,扒渣不凈,還會發生“返硫”現象,影響澆注到后期的鑄件質量。原鐵液中硫的主要來源是:使用了含硫量高的焦炭或新生鐵。

  防止措施:使用含硫量低的生鐵及回爐料和焦炭;掌握好球化劑加入量與原鐵液含硫量的關系;爐前及球化處理過程中采取脫硫措施(往焦炭上噴灑石灰水、電爐脫硫較為容易、球化包內加入堿面或燒堿)。

  隨爐料代入的球化干擾元素過高,如Ti、Sb、As、Pb、Al、Sn等。稀土元素雖有一定的消弱或抵消反球化干擾元素的能力,但鐵液中含干擾元素太多,仍會惡化石墨球形狀(畸形石墨);即便球化,球墨鑄鐵材質的物理性能也會趨向很脆。因此,在生產QT400—18以及抗低溫球墨鑄鐵時,要選用高純生鐵。


  4.接鐵液澆包放置不當   

  出鐵時鐵液直接沖到壓在凹坑里的球化劑上,不僅把覆蓋物沖跑,而且使合金塊直接受到高溫鐵液的沖擊,或過早熔化激烈反應,或迅速漂浮至鐵液表面,在鐵液表面熔化燒損被空氣吸收,減低了鐵液對Mg的吸收率。

  防止措施:放置好鐵液包的位置,避免鐵液直接沖擊到合金上,讓鐵液平穩、快速的淹沒合金并瞬時達到一定的深度,延長合金上浮的路程,便于合金充分被鐵液吸收。


  5.開始出鐵液慢    

  如果開始出鐵液過于緩慢,液面在包內上升的速度慢,當鐵液淹沒合金后,表層部分合金就開始熔化反應,并接著上浮,由于合金表面與鐵液表面距離短,合金沒來得及熔化就大量的漂浮于鐵液表面,Mg在鐵液表面熔化燒損被空氣吸收而損耗掉,降低了鐵液對Mg的吸收率。

  防止措施:對于沖天爐來講 前爐缸內要存有充分的鐵液,出鐵前首先把堵塞出鐵口周圍的泥巴鏟凈,出鐵時快速打開出鐵口 ,讓鐵液很快達到鐵液包容量深度的2/3(即一定深度),此時的球化反應,由于合金表面距離液面距離大,合金在鐵液里上浮時,經過的路程長,合金邊上浮、邊熔化 、邊被鐵液充分吸收,球化劑中的球化元素Mg的吸收率高,球墨鑄鐵質量好。電爐出鐵更為方便,開始快速出爐,當反應劇烈時慢速出鐵或停止出鐵,在反應平穩時繼續出鐵至要求量,如果反應平穩,盡可能先快后慢(中間不停)的一次出完。


  6.裝加球化劑過早或堤壩凹坑內鐵液未倒凈  

  澆注后,紅熱的澆包底部,溫度高于900℃。如果馬上裝球化劑,Mg、RE在高溫的烘烤下損耗一部分(有冒煙現象);若堤壩凹坑內鐵液未倒凈,Mg的損耗更多;另外過熱的預熱溫度也會促使球化劑的過早熔化。

  防止措施:讓澆包冷卻降溫一段時間,在出鐵液之前裝球化 劑,同時,澆注后及時把澆包內剩余的鐵液倒干凈,并把包內的熔渣扒干凈。


  7.球化鐵液溫度過低  

  球化鐵液溫度低于1390℃時,合金不易熔化,球化反應不完全,球化級別難以達到要求。球化劑在上浮過程中,由于鐵液溫度低,不能迅速地把球化劑熔化吸收,致使球化劑上浮到鐵液液面熔化燃燒。


  8.球化鐵液溫度過高   

  球化鐵液溫度過高,覆蓋劑以及球化劑熔化速度過快,由于純Mg的密度為1.74g/㎝3,熔點651℃,沸點1105℃,即便是由于Mg與Si化合提高了合金的熔點,但也低于1400℃,更何況球化溫度常在1490~1520℃,有的可能會更高一些。根據鑄件的大小和鑄件壁的厚薄,確實需要提高球化溫度時,也要采取相對“低溫處理高溫澆注”的措施。另外,鐵液溫度過高,鐵液往往氧化嚴重,由于Mg和RE易與氧化物產生化合反應,高溫使得Mg、 RE的大量損耗和蒸發,降低了吸收率。


  9.球化劑塊度小、碎末多   

  當球化劑塊度碎小、碎末多時,雖然球化處理方法一樣,但由于合金塊之間沒有空隙,熔化反應只能是剝皮式地緩慢逐層進行,若按同樣的步驟去澆注,可能會出現前幾箱球化不良,后幾箱球化尚好的現象。

  防止措施:根據鐵液包的大小即球化處理鐵液的多少,而選擇球化劑塊度的大小。碎末過多時需要過篩處理;如果球化反應過慢,可用鋼釬穿過鐵液搗幾下所裝的合金,讓鐵液鉆入合金里,以便加快球化反應。


  10.球化劑塊度過大   

  球化劑塊度過大,在邊上浮邊熔化過程中,沒有及時的被鐵液吸收,而是漂浮到鐵液表面熔化燃燒,散發到空氣中而浪費掉。

  球化劑塊度的選擇,是根據鐵液包的大小即球化鐵液的多少而確定的。


  11.球化劑加入量少  

  球化劑加入量的多少與材質的要求、鐵液的含硫量、鐵液質量、球化處理溫度、鑄件大小等因素有關。球化劑加入量少有兩個原因:一是設計要求加入量本身就少;二是出鐵液量沒有控制好,出的鐵液量超過要求。


  12.鐵液氧化  

  鐵液氧化后含氧量高,由于O和Mg的親和能力很強,球化劑中的有效球化元素Mg,首先與O化合生產MgO熔渣,剩余的Mg才起到石墨的球化作用,由于氧損耗了大量的Mg,剩余的Mg不足于保證石墨呈球狀的量,所以球化級別低,球化質量差。

  防止措施:注意沖天爐低焦(炭)高度,防止鐵液氧化;電爐熔化,不要使用過于氧化的爐料,防止鐵液溫度過高或高溫長時間的保溫,特別是10t大爐熔化鐵液,每次球化處理1t,當球化處理后幾包時,由于鐵液在爐內的停留時間長,不但鐵液缺少“晶核”,且易氧化。在球化處理后幾包時,先在爐內進行“預處理”,添加適量的碳化硅、脫氧劑、增碳劑、硅鐵等進行脫氧處理,并適當多加一些球化劑。


  13.包的深徑比及包坑   

  (1)球化包的深度H與直接D的比例為:H/D=1.5~2。如果用球化包處理半包,則違背高經比的初衷。

  (2)球化包的包坑深度,在裝入球化劑和覆蓋劑后應尚余20~30mm,鐵液進入包坑與覆蓋劑熔融成半固態物質,延緩球化劑過早爆發,可以提高Mg的收得率。

  (3)包底凹坑的寬度,以包底直徑的1/4~1/3為好,投影面積小的凹坑增加了深度,有利于延緩爆發。

  (4)澆注完畢后及時清理包內的熔渣,使每包球化劑裝入凹坑的情況相同。


  14.因澆注時間過長等原因而產生的球化衰退  

  球化衰退的特征是:爐前球化良好,在鑄件上球化不好;或者同一包鐵液,先澆注的鑄件球化良好,后澆注的鑄件球化情況不好。澆注時間過長產生的球化衰退往往還和孕育衰退并存。保證石墨呈球狀化Mg殘量的多少,決定了鐵液的球化質量。Mg與O以及S的親和能力很強,Mg與O結合生成MgO而燃燒掉。特別是S,當S與Mg結合生成MgS的熔渣后漂浮到液面,漂浮到液面后MgS熔渣中的Mg,又與空氣中的O結合生成MgO而燃燒掉,而分離出的S又返回鐵液,又與Mg結合,鐵液中的S像小船一樣,不停的把鐵液中Mg帶到空氣中燃燒掉,這就叫做“返硫現象”。隨著澆注時間的延長,鐵液中Mg的殘留量越來越少。有資料介紹,隨著澆注時間的延長,每延長1min,鐵液中Mg的燒損為0.004%。

  解決措施:如果因故延長澆注時間,可以覆蓋適當厚度的保溫劑,減少鐵液與空氣接觸,減少鐵液中Mg的燒損量。另外還應采取適當的隨流孕育措施,把已經長大并呈畸形(長長后為片狀石墨)的石墨分解或截斷,使其形狀趨于團球狀。


  15.孕育衰退

  通過金相分析可以看到,孕育衰退的金相照片里,石墨球數量少,球徑大,密度稀,球化級別低,通常鐵素體含量少,珠光體含量增高,并且有碳化物的存在。孕育衰退產生的原因是:孕育劑加入量少,或孕育工藝不完善。 由于鎂的存在是球化的必要條件,而孕育中的元素,是參與石墨化的充分條件,因此只講球化處理而不重視孕育處理,是做不成高質量的球墨鑄鐵的。

防止措施:提高孕育劑的加入量;使用含鋇、鈣的長效孕育劑;采取二次孕育、浮硅孕育、隨流孕育的復合孕育措施。


  16.球化包或澆注包潮濕   

  球化處理沖入鐵液時,水經氣化分解產生出氫氣和氧氣,O會中和掉球化劑中的部分Mg,變成了MgO熔渣,不僅降低了鐵液中的含鎂量,還容易使鑄件產生渣孔及氣孔缺陷。


  17.現場管理

  球化劑的管理和堆放不規范,可能會混入硅鐵等;稱球化劑的重量不準,或沒有除皮、或看錯稱等。例如,某廠球墨鑄鐵的生產質量一直很穩定,突然有一天夜班前兩爐出現球化不良,化驗分析含硅量超標,經過研究分析,可能是白天打掃衛生時,把散落到地上的硅鐵,整理到球化劑槽中了。另外,球化劑存放時間過長且保管不好,球化劑氧化,都會消弱球化作用,影響球化質量。


  結語

  在日常工作中,用心工作和不用心工作,付出的辛苦和力氣差不多,但是對于提高、穩定產品質量,對提高操作工人自身的技術水平,卻有很大的差異。



本文鏈接:http://www.ucprn.tw/content/?1963.html
分享到:
點擊次數:  更新時間:2017-10-15 1:29:02  【打印此頁】  【關閉
上一條:國內鋼價1月份迎來開門紅          下一條:硅在鑄造中的作用
地址:安陽市龍安區西高平工業區
郵編:455000
電話:0372-5360560
傳真:0372-5360560
手機:13939998886
網址:www.ucprn.tw
Copyright © ayjdnc.cn 安陽市長海冶金有限公司 技術支持:安陽中飛網絡
莱特币(LTC) 重庆时时号码找盛通 三d字谜 幸运飞艇是什么国家的 福彩福建时时彩走势图 4676hk开奖 幸运农场走势图比分 金七乐走势图带连线图表度 功夫时时彩计划软件免费版 体彩票排列3走势图 正版资料第三份已更新 赛车pk计划软件手机版 广东时时玩法说明 天津快乐十分规律 上海快三app下载地址 天津快乐十分怎么玩 今天3d双双字谜汇总