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嚴(yán)抓4關(guān)鍵，解決15問(wèn)題，掌握5方案，才能提高中頻爐熔煉鑄鐵的強(qiáng)度

發(fā)布日期：2022-03-17

一、感應(yīng)爐鐵液質(zhì)量控制的四個(gè)方面
　　人們常說(shuō)：“成分決定組織，組織決定性能。”這句話大體上是對(duì)的，但不夠全面。因?yàn)椋^(guò)去一提化學(xué)成分，往往只是５元素和合金元素；除了成分因素外，結(jié)晶的控制對(duì)組織的形成亦很重要，比如與鑄鐵壁厚、鑄型條件有關(guān)的冷卻速度，結(jié)晶核心的預(yù)設(shè)，石墨形態(tài)的走向等等。把冷卻速度的外因放在一邊，鑄鐵熔煉方面應(yīng)著力做到化學(xué)成分準(zhǔn)確、鐵液干凈、干擾元素少和石墨核心有布控等四個(gè)方面。
　　１．鐵液化學(xué)成分要準(zhǔn)確穩(wěn)定
　　把鑄造做強(qiáng)，提高鑄件的競(jìng)爭(zhēng)力，贏得鑄件定價(jià)的話語(yǔ)權(quán)，性能穩(wěn)定達(dá)到客戶的要求非常重要。一時(shí)一事把化學(xué)成分做準(zhǔn)，不算本事，始終準(zhǔn)確，穩(wěn)定生產(chǎn)才有水平。
　　感應(yīng)爐比沖天爐的燒損少的多，但畢竟有燒失。應(yīng)當(dāng)盡量減少燒損，并減少燒損波動(dòng)的因素。
　　要特別提醒幾點(diǎn)：
　　（１）凈料入爐好，爐料又臟又雜是大忌。
　　（２）采用比功率大的爐子，并輔以合理的裝料投料操作，以實(shí)現(xiàn)快速熔煉。縮短熔解期，并防止?fàn)t底過(guò)熱尤其重要，因?yàn)檠趸饕阼F料的熔解階段。
　　（３）鐵液過(guò)度過(guò)熱，分次出鐵和澆鑄拖沓都會(huì)引起成分的波動(dòng)。
　　（４）在弄清各種爐料成分的基礎(chǔ)上，要仔細(xì)計(jì)算配料。配料時(shí)務(wù)必把熔煉后期因“自沸騰”而引起的脫C量和增Si量考慮在內(nèi)。
　　２．凈化鐵液
　　凈化鐵液是指排除鐵液中的非金屬夾雜物和氣體。
　　借電磁攪拌和“自沸騰”，感應(yīng)爐有較好的排渣除氣作用。如果爐料比較干凈，又認(rèn)真用除渣劑清渣，非金屬夾雜物不成問(wèn)題，有無(wú)非金屬夾雜物從顯微檢驗(yàn)中也容易發(fā)現(xiàn)。H、O、N氣體就不那么直感了。但其中溶解H，即［H］，只要熔煉后期所用輔料不是潮濕的，［H］不會(huì)成問(wèn)題，可保證［H］＜2ppm。鑄件中產(chǎn)生針孔，是由鑄型或澆包中的水分造成的，不是［H］的過(guò)。熔煉中、后期由于［O］和［FeO］被C還原，感應(yīng)爐鐵液中的氧并不多。在生產(chǎn)灰鑄鐵時(shí)，有時(shí)甚至還要設(shè)法增O。所以除氣實(shí)際上是除N的問(wèn)題。
　　隨著我國(guó)廢鋼積存量的增加，感應(yīng)爐中廢鋼用量必然增加。多用廢鋼，不但降低爐料成本，還可以提高鑄鐵性能，一舉兩得。廢鋼的含N量高，此外多用廢鋼少用生鐵，必然要用增碳劑增C，增碳劑又會(huì)帶來(lái)一些N。所以［N］可能超標(biāo)（如薄壁件＞100ppm，厚壁件＞80ppm）,致使鑄件中產(chǎn)生裂隙狀氣孔，對(duì)性能的穩(wěn)定性也不利。所以不要用含N高的廢鋼和增碳劑，除N需要采取附加措施，如吹A(chǔ)r。個(gè)別工廠借用鑄鋼經(jīng)驗(yàn)，用LF爐精煉，生產(chǎn)純凈的鑄件。如果［N］不是很高，又無(wú)妨于機(jī)加工性能，則加Ti等使［N］生成TiN等,進(jìn)行固N(yùn)處理，則是簡(jiǎn)捷的辦法。
　　３．控制有害微量元素
　　有害微量元素是通過(guò)異化石墨形態(tài)，產(chǎn)生脆性相和影響基體組織等而起不利作用的，它們主要由某些地方生鐵和廢鋼帶來(lái)。控制有害微量元素的辦法，一是把好爐料關(guān)，防止有害元素混入。二是采用鑄造用高純生鐵，稀釋有害微量元素含量。
　　４．石墨核心的布控
　　眾所周知，感應(yīng)爐鐵液的過(guò)冷傾向大，因此白口傾向大，收縮傾向大，影響切削加工性能。追根溯源是感應(yīng)爐的熔煉時(shí)間長(zhǎng)，使生鐵及回爐料中帶來(lái)的石墨，殘存少或全部消溶了，而鐵液中某些SiO2之類可作為石墨外來(lái)核心的數(shù)量又不足，導(dǎo)致鐵液過(guò)冷傾向增大。
　　解決的辦法有兩個(gè)方面。一方面是快速熔煉，特別是占熔煉時(shí)間70%的化清過(guò)程要快。后期過(guò)熱溫度不要過(guò)高（一般視不同情況取1490～1540℃），保溫時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)。目的都是為了多保留些爐料中的細(xì)微石墨。另一方面更重要，就是如何用好增碳劑。前已述及，感應(yīng)爐用了較多廢鋼是需要增C的，應(yīng)選用晶型好的石墨增碳劑。如果增C量大，可以搭用一部分碳素增碳劑，在裝料期加，但要留一些石墨型增碳劑在化清后加。冶金型SiC,可以增C增Si，并起到石墨形核的作用，SiC是很受推崇的預(yù)處理劑。
　　以上是爐內(nèi)石墨核心布控的思路，至于爐外的各種處理則另當(dāng)別論了
　　二、感應(yīng)爐熔煉中15個(gè)常見問(wèn)題及對(duì)策
　　感應(yīng)爐工作中出現(xiàn)的問(wèn)題很多，以下僅就若干常見問(wèn)題作一介紹。
　　１．元素?zé)龘p偏大
　　感應(yīng)爐中Si、Mn、Cr等易氧化元素的燒損，多在3%～5%。燒損，鑄鐵化學(xué)成分波動(dòng)，必然要引起一系列的組織和性能問(wèn)題。元素?zé)龘p大，一般發(fā)生在熔清時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又未注意造渣保護(hù)的時(shí)侯。若廢鋼用量大，輕薄料多，爐料帶水帶銹，問(wèn)題更是加重。避免元素?zé)龘p過(guò)大的辦法是：
　　（１）爐料盡量干凈，形狀不要枝叉，尺寸不能過(guò)大、過(guò)薄。
　　（２）架料，并創(chuàng)造能快熔的條件。
　　（３）熔煉前期要及時(shí)造渣，后期高溫下有熔渣覆蓋。充分發(fā)揮熔渣的保護(hù)作用。
　　（４）如果工廠有切屑要利用，爐底可鋪一些，熔清向熔池分批添加一些。
　　２．鐵液中O偏高
　　感應(yīng)爐沒(méi)有沖天爐的氧化性氣氛，而且由于鐵液中的［O］和［FeO］與［C］產(chǎn)生反應(yīng)，使Fe受到了C的保護(hù)，鐵液中的溶氧是不多的。可是熔煉后期為了促使增C劑溶吸，常調(diào)低電頻率以加強(qiáng)熔池?cái)噭?dòng)。如果“駝峰”過(guò)高，調(diào)頻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鐵液與大氣接觸幾率增加，被離解的O離子將進(jìn)入鐵液。熔煉后期添加料未經(jīng)烘烤，也會(huì)使［O］、［H］增加。近期，有業(yè)內(nèi)人士提出：在1500℃以上保溫，［O］不會(huì)降低，而是提高的觀點(diǎn)，可供參考。防止O偏高的辦法是：
　　（１）熔煉后期調(diào)頻不要過(guò)度。
　　（２）后期不要使用潮濕的物料和工具。
　　（３）過(guò)熱溫度不要過(guò)高，切忌高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫。
　　３．鐵液C量低于預(yù)期
　　鐵液溫度超過(guò)平衡溫度，反應(yīng)SiO2+2C=Si +2CO向右進(jìn)行，造成鐵液降C增Si。所以配料時(shí)不能忘了補(bǔ)C。要掌握本廠的降C量，把C量如數(shù)補(bǔ)足。還要提醒一點(diǎn)，灰鑄鐵后期調(diào)整成分，要采取先Mn再C后Si的順序。

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