資源描述：
《電爐熔煉灰鑄鐵》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、用感應(yīng)電爐熔煉灰鑄鐵時的一些冶金特點從上世紀60年代起，鑄鐵行業(yè)中采用感應(yīng)電爐作為熔煉設(shè)備的企業(yè)逐漸增多，尤其是70年代以后，中頻無心感應(yīng)電爐的電源有了重大的改進，熔制鑄鐵時熱效率可達到70%，電爐設(shè)備和所用的耐火材料也在不斷發(fā)展，因而其應(yīng)用日益廣泛。對于不適于采用長爐齡大型沖天爐的中、小型鑄鐵企業(yè)，用無心感應(yīng)電爐熔煉有很多優(yōu)點，宏觀方面看來主要有：◆熔煉時排出的廢氣、煙塵和爐渣大幅度減少，便于治理環(huán)境和改善作業(yè)條件；◆可利用廉價的金屬爐料，尤其是便于循環(huán)回用加工的切屑和邊角余料；◆生產(chǎn)安排的靈活性較好；◆鑄鐵的化學(xué)成
2、分和溫度比較均勻且易于控制。但是，感應(yīng)電爐熔煉的冶金過程與沖天爐有本質(zhì)上的差別，如果不能切實了解其冶金特點，正確執(zhí)行熔煉過程的各項作業(yè)，則用于制造灰鑄鐵件時，不僅不能充分體現(xiàn)感應(yīng)電爐熔煉的優(yōu)越性，反而會導(dǎo)致顯微組織不符合要求、鑄件的加工性能惡化等各種問題。以下，簡單地談?wù)動酶袘?yīng)電爐熔煉灰鑄鐵時的一些主要冶金特點，供參考。一．感應(yīng)電爐熔制的鐵液中氣體含量與用沖天爐熔煉相比，用無心感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時，金屬爐料與爐氣接觸的時間很短，熔融的金屬液與爐氣接觸的界面很小，因而，感應(yīng)電爐熔煉制得的鐵液中，氫和氧的含量都低于沖天爐熔煉
3、的鐵液，但是，由于爐料配比的差別很大，氮含量卻較高。1．氧含量沖天爐熔煉的鐵液中，氧含量一般為0.004~0.006%（質(zhì)量分數(shù)，以下均同此），無心感應(yīng)電爐熔煉的鐵液，氧含量一般在0.002%左右，有時還會更低些。一般說來，鐵液中的氧含量低，有助于改善鑄件的冶金質(zhì)量，但是，如果鐵液中的氧含量太低（0.001%或更低），則不利于孕育處理時晶核的形成，導(dǎo)致產(chǎn)生過冷石墨（D型），即使增加孕育劑的加入量，孕育效果也不好。2．氫含量在灰鑄鐵中，氫是有害元素，其含量越低越好。由于鑄鐵中碳、硅含量高，氫在其中的溶解度低，沖天爐熔制的
4、鐵液中，氫含量一般為0.0002~0.0004%。感應(yīng)電爐熔制的鐵液，因為金屬與爐氣接觸的界面小，氫含量一般都更低，約在0.0002%左右，鑄件產(chǎn)生氫致皮下氣孔、針孔的可能性較小。3．氮含量用沖天爐熔煉時，灰鑄鐵中的氮含量一般為0.004~0.007%。鑄鐵中含有少量的氮，有促成珠光體的作用，有助于改善鑄鐵的力學(xué)性能。如果氮含量在0.01%以上，則鑄件就易于產(chǎn)生氮致氣孔。通常，廢鋼中的氮含量比鑄造生鐵中的高得多，用感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時，由于爐料中所用的鑄造生鐵錠很少、廢鋼較多，熔煉制得的鑄鐵中氮含量會相應(yīng)較高。此外，由于
5、爐料中使用大量廢鋼，必須用增碳劑，而大多數(shù)增碳劑中氮含量都比較高，這又是導(dǎo)致鑄鐵中氮含量增高的另一因素。因此，用感應(yīng)電爐熔煉時，鑄鐵中的氮含量比用沖天爐熔煉的要高一些。一般說來，爐料中廢鋼用量為15%時，鑄鐵中的氮含量約為0.003~0.005%；廢鋼用量為50%時，氮含量可達0.008~0.012%；爐料全部為廢鋼時，氮含量可高達0.014%以上。為避免鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時所用的增碳劑，一定要選購含氮量低的品種，如有可能，應(yīng)核查增碳劑的含氮量。當前的問題在于：分析增碳劑中的含氮量，尚缺乏簡便而準確的方
6、法。美國ASTMD3197標準所認定的兩種方法：一種是濕法，分析一個樣品需時2周之久；另一種是用Leco公司分析裝置的燃燒法，此法分析樣品所需的時間約2～3min。但是，有報道說：就同一樣品用這兩種方法測定的結(jié)果差別很大，濕法的分析值偏低，燃燒法的分析值偏高，二者的差別竟可能高達3～4倍。常用的增碳劑主要是石墨和石油焦，兩種增碳劑的含氮量都可能在較大的范圍內(nèi)改變：石墨的含氮量可在0.15～2.5%之間；石油焦的含氮量則在0.3～2.0%之間。無論采用何種增碳劑，都應(yīng)選含氮量低的品種。有報道稱：含氮量低的石墨，質(zhì)地致密而
7、柔軟，有韌性，可以在紙上劃出痕跡；含氮量高的石墨，質(zhì)地硬而脆，有氣孔，劃在紙上不留劃痕。碳化硅中的含氮量較低，雖然其中的含碳量不高，主要作用是增硅，但在改善鑄鐵對孕育處理的回應(yīng)能力方面有很好的效果，是電爐熔煉鑄鐵時不可或缺的重要添加材料。如果鑄件氣孔缺陷較多，可考慮在爐前加入少量鈦、鋁、硼等固氮元素。二．感應(yīng)電爐熔煉時鑄鐵的結(jié)晶特性金屬、爐襯、爐渣和爐內(nèi)氣氛之間的相互作用，是熔煉爐中冶金過程的基礎(chǔ)。只要對沖天爐和感應(yīng)電爐的熔煉過程作簡單地分析，就可以看出，二者熔煉鑄鐵的冶金過程差別很大，因而，熔制得到的鐵液就具有不同的
8、特性。在碳當量相同的條件下，用感應(yīng)電爐熔煉的鑄鐵與用沖天爐熔煉的相比，共晶結(jié)晶時的過冷度大得多，參見圖1。碳當量[C+1/3（Si+P）]圖1在不同的碳當量下熔煉工藝對共晶結(jié)晶過冷度的影響a－沖天爐熔煉；b－感應(yīng)電爐熔煉在碳、硅含量相同的條件下，用感應(yīng)電爐熔煉的鑄鐵與用沖天爐熔煉的相比，三角試片的白口寬度也有明顯的差別，見圖2。（
