感應電爐熔煉球墨鑄鐵，如何解決這三大問題？
發(fā)布時間：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備，生產(chǎn)的球墨鑄鐵件質量一直非常穩(wěn)定。
為進一步落實國家關于節(jié)能減排、優(yōu)化環(huán)境的要求，實現(xiàn)企業(yè)高效益、更好的發(fā)展前景，采用了高效、低電耗的中頻感應電爐取代沖天爐作為熔煉設備生產(chǎn)球墨鑄鐵件。
電爐投產(chǎn)后，一段時間內生產(chǎn)過程中陸續(xù)出現(xiàn)以下幾個問題:
?。?）冶金牽引車蓋板等鑄件出現(xiàn)了裂紋缺陷。
?。?）鑄球模具出現(xiàn)白口。
?。?）鐵液車后壓蓋白口嚴重，有的出現(xiàn)縮松缺陷。
鑄件質量問題產(chǎn)生后，公司有關技術人員分析認為，采用電爐冶煉后，所用的熔煉原材料基本沒有變化，并且對入廠的原材料進行抽樣檢驗，發(fā)現(xiàn)質量指標都在規(guī)定的范圍內。因此，由原材料造成的質量問題基本排除。
通過對產(chǎn)生缺陷的鑄件進行金相檢驗，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)文獻資料指出，鐵液低硫時共晶團數(shù)量少，即成核度很小，隨著含硫量的增加，共晶團數(shù)急劇增加，當wS達到0.05%左右時，共晶團數(shù)增加趨向減緩。實踐證明，當感應電爐鐵液wS在0.05%以下時，常規(guī)孕育效果極不明顯，當wS≤0.03%時，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，機械強度小，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，高溫保溫時間較長，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)研究并借鑒文獻資料，引進使用了硅鋇長效孕育劑替代傳統(tǒng)孕育劑75SiFe，增加了二氧化硅質點，給A型石墨的形成提供了必要的條件，同時由于硅鐵中鋇的加入，延長了有效孕育時間，抑制了E型石墨的產(chǎn)生。
對于白口缺陷嚴重的鑄件，加大了孕育劑使用量，且出鐵液前，在包內加入2%的干凈無銹原生鐵塊，有效增加石墨質點，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，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間，尤其是高溫保溫時間外，認為鐵液的處理也至關重要，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，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，除加入孕育劑外，再另加2%原生鐵快，以增加石墨質點，消除鑄件白口缺陷。在生產(chǎn)過程中實施上述工藝技術后，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，力學性能得到了提高。
