中频电源生产厂家高氏讲讲大中吨位变频电炉熔炼铸铁的质量控制

日期:2018-11-29 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

中频电源生产厂家高氏讲讲大中吨位变频电炉熔炼铸铁的质量控制

某公司为国内及国外客户生产各种铸件,年产量二万多吨,主要是铸铁件,采用IMF呋喃树脂砂造型线造型,两台美国PIL-LAR公司的6t变频电炉熔炼。铸件品种多、批量小、要求高,各种铸件对铁液的要求差别很大,给熔炼和铁液质量控制带来一定难度。以下是作者的一些体会和看法。

(1)熔炼生产安排 按照每天的造型完成情况来安排熔炼牌号、吨位和熔炼时间,发现有如下问题。

①有时铁液牌号需求与熔炼安排难以协调,造成或者生产线上铸型浇不完,影响造型线运转;或者炉内铁液无铸型可浇注,致使铁液长时间在炉内保温,对质量和生产运转都不利。

②电炉容量大,同一炉浇注多种牌号铸件会增加能耗、降低生产率,并且不利于保证质量。

③大小、厚度不一的同牌号铸件需要成分不同的铁液浇注,只按牌号组织熔炼不可能满足要求。

④同一牌号铁液可有不同配方,成本各不相同,而每种配方往往只适合某些铸件。因此,建议按照铸件生产需要,综合熔炼和造型能力,作出多种预排方案,尽量减少熔炼过程成分调整次数,使熔炼生产尽可能稳定正常进行,以提高生产效益和质量。

(2)熔炼过程的质量控制

①铁液保温。铁液在高温下保温会引起温度变化、元素烧损、溶入气体及其他铁液状态变化。实践证明可以采取以下对策。长时间保温应尽量降低保温温度,如加入少量干净、干燥的回炉料降温,并用玻璃等材料造渣覆盖铁液表面。保温结束后用增碳剂、各种合金调整成分。这些添加剂完全熔化后,20min内不能出铁,以保证铁液能充分吸收。球铁增碳剂加入量较多时,应将铁液升温至1550℃以上,并且至少保温30min, 才能使铁液充分吸收。否则,铸件厚大部位宏观断面上表面会出现一层类似石墨漂浮,金相检查是粗细、长短不等的条状为主、夹有一些块状石墨的石墨层。灰铸铁如果在增碳剂、合金钢完全熔化后就出铁,孕育效果较差,铸件厚大部位会出现组织疏松。

②铁液成分选择。同一炉铁液要浇注几种牌号铸件时,宜按成分为中间成分、批量又较大的,或较重要的牌号进行配料,并略微偏高一些,出铁时用不同的孕育剂(如碳硅孕育剂、钡硅合金、稀土钙钡合金等>及合金(电解铜或其他合金)调整牌号,效果狡好。在熔炼球铁时,宜按高碳牌号配料,因为在保温、出铁过程中碳会烧损。在高碳牌号出铁完毕后,可以加入废钢降碳。这样做对铁液质量影响较小,而且速度快。如果用相反方法,也就是用增碳法调整成分,会引起铁液质量波动较大,调整时间长,容易发生增碳剂吸收不好和孕育效果不良。在出铁过程中,炉内碳量会不断降低,最好是用孕育剂进行调节,只有在碳量降低较多时才进行增碳。

③铁液品种改变。当炉内尚剩余有球铁铁液,而要改为熔化灰铸铁铁液时,如果剩余铁液较多,最好升温到1550℃,并保温一段时间,否则铸件组织会出现许多杂乱、破碎的石墨条、块,即使经过孕育也难以获得A型石墨,影响铸件性能。如果炉内剩余的是灰铸铁铁液,须改熔炼铁素体球铁,则应考虑锰量和反球化元素是否过高,应在选用生铁时就要注意。

④铁液保温溶气问题。铁液在高温保温时间较长(如超lh),应考虑铁液氧化和溶气问题,特别是树脂砂芯较多的缸体、箱体类铸件要防止产生氮气孔。根据经验,铁液中㈧(Ti) 高=0.04%时,就可以有效地防止氮气孔的产生。

⑤增碳问题。采用焦炭粉增碳价格便宜,但如果用量较大会带来问题:一是烟尘大,污染环境:二是增硫量大;三是烧损大电极碎块含碳高、硫低,可用于工频炉做增碳剂,但对于500kW 以上的变频电炉,由于熔炼时间很短,升温速度快,电极碎块在短时间内很难熔解吸收,"特别是要在出铁过程中增碳时,更难以吸过对几种材料对比试验后,我们选择了使用增碳剂。增碳剂原料和制造工艺不同,使用工艺也不同,必须认真进行试验,我们曾为此付出过惨重代价。铁液加入增碳剂后一定要有足够的保温时间,时间长短与增碳剂的种类、生产工艺和铁液温度有关,否则会导致铸件石墨形态异常,材质异常等现象。一般而言,如果加人量大,建议熔炼温度要达到或超过1520℃,保温时间在15rnin以上。熔炼过程中增碳时,宜在炉料刚开始熔化,看得见铁液时,分批加人增碳剂,不要一次加入太多。在熔化期可加入总量的90%一95%,剩余少量在成分调整时加入。

⑥铁液氧化问题。由于炉料不干净或熔炼控制不好会导致铁液严重氧化,影响铸件基体组织和石墨形态、引起孕育不良和球化不良、白口和缩松、缩孔倾向大、气孔、渣孔多等问题。为此要选用洁净、干燥的炉料。增碳、增硅处理带有一定的脱氧作用,故当铁液氧化严重时可以考虑使用碳化硅、硅钙合金、铝硅铁、稀土镁铁液氧化严重时可以.考虑种用碳化磋,硅钙合金。

(3)按质量和成本合理优化组织生产 生产实践表明,单纯从造型或熔炼角度考虑生产安排难以兼顾生产、质量和成本问题。因此,只有进行动态的、整体的平衡,才可能取得最好的经济效益。但需要以下几个条件。

①熔炼技术有较强的应变能力。

②造型能力可调整性强,能快速转换造型品种。

④协调并激发生产人员的积极性、创造性和责任心。

⑤生产线应保证以较低成本的产量投产。