感應(yīng)電爐熔煉球墨鑄鐵，如何解決這三大問題？
發(fā)布時(shí)間：2018-01-09 11:37 來源：tommy 閱讀：
我公司是國有大型企業(yè)，每年生產(chǎn)眾多品種球墨鑄鐵件，以往采用沖天爐作為熔煉設(shè)備，生產(chǎn)的球墨鑄鐵件質(zhì)量一直非常穩(wěn)定。
為進(jìn)一步落實(shí)國家關(guān)于節(jié)能減排、優(yōu)化環(huán)境的要求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高效益、更好的發(fā)展前景，采用了高效、低電耗的中頻感應(yīng)電爐取代沖天爐作為熔煉設(shè)備生產(chǎn)球墨鑄鐵件。
電爐投產(chǎn)后，一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)過程中陸續(xù)出現(xiàn)以下幾個(gè)問題:
?。?）冶金牽引車蓋板等鑄件出現(xiàn)了裂紋缺陷。
（2）鑄球模具出現(xiàn)白口。
（3）鐵液車后壓蓋白口嚴(yán)重，有的出現(xiàn)縮松缺陷。
鑄件質(zhì)量問題產(chǎn)生后，公司有關(guān)技術(shù)人員分析認(rèn)為，采用電爐冶煉后，所用的熔煉原材料基本沒有變化，并且對(duì)入廠的原材料進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量指標(biāo)都在規(guī)定的范圍內(nèi)。因此，由原材料造成的質(zhì)量問題基本排除。
通過對(duì)產(chǎn)生缺陷的鑄件進(jìn)行金相檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂紋缺陷的鑄件均為E型石墨，產(chǎn)生白口缺陷的鑄件石墨形態(tài)以D型為主，化學(xué)成分分析這些球墨鑄鐵件鐵液的wS平均在0.028%左右。據(jù)文獻(xiàn)資料指出，鐵液低硫時(shí)共晶團(tuán)數(shù)量少，即成核度很小，隨著含硫量的增加，共晶團(tuán)數(shù)急劇增加，當(dāng)wS達(dá)到0.05%左右時(shí)，共晶團(tuán)數(shù)增加趨向減緩。實(shí)踐證明，當(dāng)感應(yīng)電爐鐵液wS在0.05%以下時(shí)，常規(guī)孕育效果極不明顯，當(dāng)wS≤0.03%時(shí)，鑄件白口傾向增大。主要原因是由于硫及硫化物含量低，晶核數(shù)量減少，形核能力低，白口增大，A型石墨減少，D型、E型石墨增加。由于E型石墨的方向性較強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度小，沖擊韌度小，鑄件易產(chǎn)生裂紋缺陷。含硫量低的主要原因是鐵液高溫保溫時(shí)間長。在使用沖天爐熔煉過程中，焦炭含硫高，鐵液和焦炭直接接觸，出現(xiàn)鐵液增硫，而電爐熔煉過程中，由于原材料生鐵、廢鋼含硫量低，不存在增硫，反而熔煉過程中與其他元素化合成硫化物形成熔渣上浮于鐵液表面，與渣子一起被扒除，鐵液中的硫含量減少。電爐熔煉鐵液由于本身的熔煉特點(diǎn)，高溫保溫時(shí)間較長，作為形核晶粒，硫的化合物在保溫期間大量熔融，從而導(dǎo)致硫化物晶核減少，石墨成核能力降低，并且隨著鐵液保溫時(shí)間的不斷延長，過冷度繼續(xù)增大，白口深度增加。
為克服因含硫量低，石墨形核能力低的現(xiàn)象，我公司在電爐熔煉時(shí)使用了增硫劑，使鐵液wS由0.028%增加到0.06%～0.08%，形核能力增加，此時(shí)鑄件金相組織中全部為A型石墨或以A型石墨為主。
為避免E型石墨的出現(xiàn)，經(jīng)研究并借鑒文獻(xiàn)資料，引進(jìn)使用了硅鋇長效孕育劑替代傳統(tǒng)孕育劑75SiFe，增加了二氧化硅質(zhì)點(diǎn)，給A型石墨的形成提供了必要的條件，同時(shí)由于硅鐵中鋇的加入，延長了有效孕育時(shí)間，抑制了E型石墨的產(chǎn)生。
對(duì)于白口缺陷嚴(yán)重的鑄件，加大了孕育劑使用量，且出鐵液前，在包內(nèi)加入2%的干凈無銹原生鐵塊，有效增加石墨質(zhì)點(diǎn)，消除了白口缺陷。
另外，在球墨鑄鐵件生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)電爐鐵液與沖天爐鐵液在特性上存在著差異，電爐熔煉與沖天爐相比有優(yōu)良特性，如溫度、成分易于控制，鐵液純凈度高；但也有不良特性，如白口傾向大，收縮傾向較大。因此在我公司生產(chǎn)球墨鑄鐵件時(shí)，除要求做到爐料要純凈，要清除生鐵、廢鋼表面的鐵銹，還要求碳當(dāng)量略高于沖天爐熔煉的鐵液，且熔煉操作要快熔快出，減少鐵液在爐中的保溫時(shí)間，尤其是高溫保溫時(shí)間外，認(rèn)為鐵液的處理也至關(guān)重要，生產(chǎn)過程中主要做到控制鐵液wS為0.06%～0.08%，如鐵液wS≤0.03%時(shí)，要加增硫劑并使用長效孕育劑，生產(chǎn)薄壁球墨鑄鐵件白口傾向很大時(shí)，除加入孕育劑外，再另加2%原生鐵快，以增加石墨質(zhì)點(diǎn)，消除鑄件白口缺陷。在生產(chǎn)過程中實(shí)施上述工藝技術(shù)后，冶金牽引車蓋板等鑄件裂紋缺陷、鑄鐵球模具、鐵液車后壓蓋白口缺陷基本得到消除，金相組織中石墨形態(tài)以A型為主，珠光體含量在90%以上。由于成分的穩(wěn)定和石墨形態(tài)的改善，鑄件縮松傾向也得到改善，力學(xué)性能得到了提高。
