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球墨铸铁生产工艺 1 设备选择
D' h6 U( ~$ i" y7 Q* b6 Z) Z5 G8 _
1.1 熔炼设备选择; E3 K3 Y. p$ y
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％。
) G8 e' W1 U- r! }' C1.2 球化包的确定1 J7 q4 V0 p1 r6 L( s8 ?
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。
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2 原材料选择. g! s* V. m( | ]7 T3 T
( q2 B& k; S3 ~5 _
2.1 炉料选择4 z6 N8 A6 K$ C0 O. G
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％。
& C5 m- A! s/ O; P$ J5 M2 R2.2 球化剂的选择3 V% c0 O* j4 w' c% u
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& n$ {. H) i/ ]
项目 出铁温度 # x& D1 X- R1 s7 a; ^* E; u1 M% X
/℃
8 [! ]9 \% n1 b8 l* M0 p' p, G1 I/ M8 A: _
S % 球化剂成分/%3 l' h+ Q, {$ K
. x6 N( H. f. n, N6 o' T1 b0 WMg
/ v. m! c2 c# E, n vRe
6 y) ?6 e# C8 v" U. }" ZSi
% F- y6 w3 H) U' C. l/ z6 n电炉 1420~1480+ I4 w! g4 l+ y: F! H0 m' c
≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0 7 z! _# b* \$ p0 J2 |3 s
: R; ?* e/ T- E) q
3 炉前控制6 N; C' Y' \5 p8 g1 H4 v
. t( H0 G$ q- w. {3.1 化学成分选择( U- S4 l0 N; t1 e# r4 U
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。
# T0 |2 W7 {1 H* b: h3.2 球化和孕育处理
# l* @8 g" F! j* x8 h 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% X2 E6 R: H+ Z" Y2 [. Z* R
表2 球铁化学成分 ％
- Y9 _; j! ]5 x牌 号 C Si Mn S P : d5 ], G% y/ b& W
QT400~180 F0 z, L" l# f8 v
球化前 ) a: Q4 |7 y+ V3 E( l( ] _) a
, j& N1 a$ j' R球化后
5 x2 R1 ]0 w. m0 D6 _9 }6 r0 o d4 H8 W+ [& I& @4 q. U7 C
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
+ l! E9 X* r$ L- ~3.5~4.0 2.6~3.2/ Z7 k8 \+ {0 R2 Y9 w y. u
≤0.02
/ w9 ^, {" C( h+ @" a9 d+ a- D* q" h* s. W) u1 |% [% j' l. a
QT450~107 e8 }: K" V" x, |7 C! ]5 Z
球化前
& l. C" @$ B/ [2 F; u; N. T 球化后4 j) @4 _: x( Z% x+ B7 {& F
0 t$ F: o, C5 j0 Q- i3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
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QT600~3+ j4 u7 b3 v. D1 w4 |( P7 O8 H
球化前
6 r& p" R! ? l; x 球化后7 _4 l/ c% A1 a$ d+ A/ s, q
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3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 # ^$ o8 [. T; }0 x
3.5~3.8 2.2~2.6
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. H) ]+ v5 u2 L8 hQT700~2' s4 y& I% }& k. p; E) }; |
球化前 6 c1 d/ k6 T+ }0 a. A; {! Y, G9 S
球化后# {+ b- }- \2 N0 b' @' [
/ o) L. I5 l; w6 D! v3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07 % A3 J# O0 e+ S- u5 \1 T
3.5~3.8 2.1~2.5
( k& C- a! d& X$ ~≤0.02
# Q& x" J( z; _- p) B/ Q$ i3 l5 ?4 m J0 x
2 ~' l X' l, c4 {
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。" C5 K7 {6 b; Z2 Y+ ]
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。
( }7 e! L2 N, A1 L6 z3.3 球化效果炉前检验% o9 c! E$ \$ D6 n
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。1 s' n3 O$ q. C+ Z2 Q
3.4 浇注
1 ^- r8 I0 e$ x4 e9 K: i$ {3 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
! J# n2 T" T! ?1 T4 |! I, w* X 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%。; U8 J& N2 r7 |/ c2 m7 ~9 }
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。
( s0 a) c7 l- N8 L% ~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。( c5 a6 _5 u( W( [
* J* [, ] B* u) s) V* A# N2 RBBB*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。
5 {1 Z. w! _# y" B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
/ |* r4 m, E' S铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法( E( h) `: A1 _5 v
1．
8 e4 O9 r1 F1 o, J; Q铸铁牌号表示方法2 `; ^- H) ?$ a8 {
1．) p- q9 H3 C" i) l9 n
1各种铸铁代号# O6 g# a/ d2 q+ b9 V0 q
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）。
1 `, F" H! X" E0 {% j1．
3 `# `: M7 P( L! F% t2元素符号、名义含量及机械性能
( J* o& Q; A" F* e. E! j3 F! y6 l; O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 Q# O+ G" _% o/ P1 e% p
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。
& P, I! l+ _+ G' l1．2．2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。
, w3 }" B6 ~+ {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。8 c1 r% k) J; p/ h
1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则& g3 I& e( [! q9 H& c9 \) T0 ]
编写标准的一般规定》附录C。
/ X) @. ^# q4 V9 K5 }9 C. s( J1．2．5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。
: X* A2 M: F7 B8 m' n1．2．6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。$ v$ J: h0 Z- U+ w
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
