Seit den 1960er Jahren hat sich der Schmelzprozess der Gusseisenindustrie auf der ganzen Welt stark verändert, und immer mehr Unternehmen verwenden Induktionsöfen als Schmelzausrüstung. Insbesondere nach den 1970er Jahren wurde die Stromversorgung von zentrierten Mittelfrequenz-Induktionsöfen stark verbessert, der thermische Wirkungsgrad von geschmolzenem Eisen kann 70% erreichen, die Ofenausrüstung und die verwendeten feuerfesten Materialien werden ebenfalls ständig weiterentwickelt, sodass ihre Anwendung immer umfangreicher wird .
Beim Schmelzen von Gusseisen durch Induktionsöfen wird die Menge des eingesetzten Roheisenblocks allmählich reduziert und der Anteil an Stahlschrott entsprechend erhöht, während die Legierungselemente im Stahl die Leistung von Gusseisen negativ beeinflussen (insbesondere Sphäroguss) und werden sogar zu Verschmutzungselementen.
In den letzten 20 Jahren entwickeln sich alle Arten von Stählen hin zu dünnwandigen, leichten und gehärteten Stählen, und das Anwendungsspektrum von hochfesten und niedriglegierten Stählen erweitert sich von Tag zu Tag. Um 1980 ist der übliche Stahl hauptsächlich Kohlenstoffstahl, und der Anteil an niedriglegiertem Stahl beträgt weniger als 20%. Im Jahr 2005 hat der Anteil von niedriglegiertem Stahl im Normalstahl etwa 50 % oder sogar noch mehr erreicht. Aus Sicht der vollen Ausnutzung der Ressourcen, der Leichtbauweise von Geräten aller Art und des technologischen Fortschritts ist es sicherlich eine gute Sache, und dieser Trend wird sich auch in Zukunft fortsetzen, aber die Zunahme solcher Legierungselemente im Stahlschrott der Gusseisenindustrie viele schwierige Probleme gebracht hat, ist es notwendig, die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen.
Darüber hinaus ist aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Stahlschrott, dessen Quellen in allen Lebensbereichen vorkommen, zusammen mit einigen umweltbelastenden Elementen wie Blei, Aluminium, Zink usw. ebenfalls unvermeidlich.
Gleichzeitig steigen mit der Entwicklung der Industrie und dem technologischen Fortschritt die Qualitätsanforderungen für alle Arten von Gussteilen von Tag zu Tag. Gegenwärtig achten die Menschen mehr auf die Nachfrage nach Hochleistungs-Sphäroguss, dickem Querschnitt, Ferrit-Sphäroguss nimmt zu, und isothermisch abschreckendes Sphäroguss und Vermiculareisen werden nach und nach populär und angewendet. All dies ist erforderlich, um die Reinheit des Gusseisenmaterials zu verbessern. Die Belastung durch den Einfluss störender Elemente ist zu einem Problem geworden, dem wir uns stellen müssen. Die Herstellung und Anwendung von hochreinem Roheisen wurde auch zum Schwerpunkt der Gussindustrie .
Es ist auch zu beachten, dass der Verbrauch verschiedener Graugussteile in verschiedenen Ländern der Welt bis heute noch weitaus größer ist als der Verbrauch von duktilem Gusseisen und Vermicularguss zusammen. Darüber hinaus werden zunehmend die innere Qualität des Graugusses, der dünnwandige Guss und die Konstanz der Produktqualität gefordert. Daher wird beim Schmelzen von Grauguss immer mehr darauf geachtet, hochreines Roheisen als Metalleinsatz zu verwenden.
Neben traditionellem Holzkohle-Roheisen aus Schweden ist der erste Produzent von hochreinem Roheisen das kanadische Unternehmen Qit-Fer et Titane mit Sitz in Sorel, Quebec, das etwa 1000 km nordöstlich titanreiches Eisenerz produziert. Das Unternehmen stellt hochreines Roheisen und titanhaltige Eisenlegierungen her. QIT bedeutet in der Tat Quebec Iron, Titanium Company.
Die Warenbezeichnung des von der Firma hergestellten hochreinen Roheisens lautet „Sorelmetal“, d. h. hochreines Roheisen für den QIT-Guss. Die Produktion von Sorelmetal hat eine mehr als 50-jährige Geschichte. Zunächst war es in der Automobilindustrie der Vereinigten Staaten und Kanadas weit verbreitet. Später wurde es in andere Länder auf der ganzen Welt verkauft. Später gründete QIT ein RMB-Unternehmen in Südafrika und produzierte auch Sorelmetal.
Sorelmetal wird nicht in einem Hochofen geschmolzen, sondern durch Mischen von Eisenerz und Anthrazit in einem Elektrolichtbogenofen hergestellt, der erhitzt und dann allmählich reduziert und geschmolzen wird, wobei die unterschiedliche Stabilität verschiedener Metalloxide verwendet wird, so das Buch Suggestions for Ductile Iron von QIT Produktion. (Bezüglich der Herstellungsmethode von Sorelmetal hatten der Autor und Genosse Qian Li eine kurze Diskussion, und wir glauben, dass die obige Aussage der Firma QIT problematisch oder zumindest ungenau ist. Aus Sicht der chemischen Zusammensetzung von Sorelmetal, es hätte oxidiert sein müssen.)
Hochreines Roheisen kann durch Oxidation von geschmolzenem Eisen in einem Hochofen hergestellt werden. Die wichtigsten Punkte bei der Herstellung von hochreinem Roheisen auf diese Weise sind: Das flüssige Eisen aus dem Hochofenschmelzen wird mit Sauerstoff oder Luft geblasen und oxidiert. Durch die Oxidationsbehandlung kann der Phosphor in der Eisenlösung stark entfernt werden, ein Teil der Entschwefelung, gleichzeitig werden auch Silizium, Mangan, Titan, Vanadium, Chrom und andere leicht oxidierbare Elemente entfernt, so dass der Gehalt an verschiedenen Verunreinigungen sind sehr gering. Die für die Reinigungsbehandlung verwendete Ausrüstung kann ein Konverter sein oder in einem Flammofen oder in einem großen Fass geblasen werden.
Seit den späten 1970er Jahren produzieren sowohl Nippon Steel als auch Kobe Steel in Japan hochreines Roheisen durch Oxidation. Berichten zufolge haben auch Russland und Brasilien damit begonnen, das Verfahren zur Herstellung von hochreinem Roheisen einzusetzen.
Derzeit hat China auch drei inländische Hochofen-Roheisenhersteller, die hochreines Roheisen produzieren: Baotong Company in Chengde City, Provinz Hebei, mit Oxidationsreinigungsbehandlung; Es gibt auch Hersteller, die durch strenge Kontrolle der Zusammensetzung von Roheisenerz hochreines Roheisen herstellen.
Um den Anforderungen der Entwicklung der chinesischen Gießereiindustrie gerecht zu werden, hat die China Foundry Association den Industriestandard „hochreines Gusseisen für Gießereizwecke“ formuliert.
Besonders hervorzuheben ist, dass die beim Erschmelzen von hochreinem Roheisen anfallende Schlacke ein nachwachsender Rohstoff ist, der eine Vielzahl von Metalloxiden enthält. Je nach Zusammensetzung des Eisenerzes können daraus dünne und teure Metalle gewonnen werden. Zum Beispiel enthält das Eisenerz qIT-fer et Titane USES zur Herstellung von Eisen eine erhebliche Menge Titan und macht das Beste daraus. Wenn das verwendete Eisenerz mehr Vanadium und Titan enthält, ist die beim Schmelzen von hochreinem Roheisen anfallende Schlacke der Rohstoff für die Gewinnung von Vanadium und Titan, und die Einnahmen aus der Wiederverwendung von Schlacke sind tatsächlich nicht geringer als der Wert von Roheisen. Daher kann das von Eisenhütten hergestellte hochreine Roheisen, wenn die vollständige Nutzung der Ressourcen realisiert wird, dessen Preis nicht sehr hoch sein kann, in dieser Hinsicht auch einen Vorteil haben.
Besonders hervorzuheben ist, dass sich auch die Vielfalt und Qualität des hochreinen Gusseisens ständig weiterentwickeln, um den Bedürfnissen der verschiedenen Kunden gerecht zu werden. Hier wird gemäß der jüngsten Forschungsarbeit von Kobe Steel eine kurze Einführung wie folgt gegeben.
Das durch einfache Oxidationsverfahren hergestellte hochreine Gusseisen muss verbessert werden
Gusseisen Annahme Rechtssystem von hochreinem Eisenoxid in der Industrie, hat mehr als 50 Jahre Anwendungsgeschichte, aufgrund der Phosphor, Schwefel, leichte Oxidation von Titan, Vanadium und verschiedenen Elementen des Inhalts ist sehr gering, kann erheblich reduziert werden Alle Arten von Legierungselementen in Stahlschrott und die negativen Auswirkungen auf die Qualität von Gusseisenteilen, Störelemente, spielten eine wichtige Rolle für die Verbesserung der Gussqualität. In der praktischen Anwendung haben wir jedoch nach und nach die Erfahrung gemacht, dass dies immer noch der Fall ist einige unbefriedigende Aspekte, die einer kontinuierlichen Verbesserung und Verbesserung bedürfen.
(1) Aufgrund der Wirkung starker Oxidation ist der Siliziumgehalt sehr gering, Roheisenbarren sind alle weißes Gewebe, in geschmolzenem Eisen ist der Kohlenstoffkern zu klein, der Grad der Unterkühlung ist groß, die Wirkung der Inzuchtbehandlung ist nicht gut, Gießen ist leicht zu erzeugen Unterkühlungsstruktur und Schwindungsfehler, insbesondere nicht förderlich für die Herstellung von hochwertigem dünnwandigem Grauguss.
(2) Obwohl der Gehalt verschiedener störender Elemente in dieser Art von hochreinem Roheisen sehr gering ist, ist die Abweichung des Kohlenstoffäquivalents vom eutektischen Punkt zu groß, der Schmelzpunkt ist hoch und der Energieverbrauch beim Schmelzen hoch Induktionsofen.
(3) Der Gehalt an Sauerstoff und Stickstoff in diesem hochreinen Roheisen ist hoch, und nach der Oxidationsbehandlung enthält Roheisen mehr nichtmetallische Einschlüsse. Als Grundrohstoffe hergestellte Gussteile sind empfindlich gegenüber Lunkerfehlern. Wenn andere Faktoren am Produktionsprozess beteiligt sind, neigen sie dazu, Lunker zu erzeugen.
(4) Niedriger Schwefelgehalt als Rohstoff bei der Herstellung von Grauguss-Induktionsöfen, die Schwierigkeit der Impfung und Behandlung.
Die Arbeit zur Verbesserung des hochreinen Roheisens ist bereits getan
Damit die Benutzer von hochreinem Roheisen größere Vorteile bei der Verbesserung der Produktqualität, der Senkung der Produktionskosten, der Energieeinsparung und der Reduzierung von Emissionen erzielen, hat Kobe Steel in den letzten Jahren viel Forschung zur Verbesserung von hochreinem Gusseisen betrieben hat in den folgenden Aspekten gute Ergebnisse erzielt.
1. Verbessern Sie den Siliziumgehalt von hochreinem Roheisen
Nach der Oxidation wird der Siliziumgehalt und die Desoxidation des geschmolzenen Eisens im Hochofen erhöht, so dass sein Kohlenstoffäquivalent nahe der eutektischen Zusammensetzung liegt, und es werden Maßnahmen zur Entfernung von Stickstoff ergriffen. Diese Verbesserung hat folgende Auswirkungen:
1) Der Schmelzpunkt des Roheisenbarrens wird verringert und kann als Beschickung des Induktionsofens verwendet werden, wodurch der Energieverbrauch beim Schmelzprozess gesenkt werden kann.
2) Der Unterkühlungsgrad von Gusseisen wird reduziert. Bei der Herstellung von Grauguss ist die Wirkung der Impfbehandlung gut, was der Herstellung dünnwandiger Teile förderlich ist;
3) Sphäroguss, der zur Herstellung verwendet wird, kann die Dehnung und Zähigkeit verbessern;
4) Die Wahrscheinlichkeit von Gießporosität wird verringert.
2. Bereitstellen von hochreinem Roheisen mit bestimmtem Schwefelgehalt für die Herstellung von Grauguss
Der Schwefelgehalt von geschmolzenem Eisen muss 0.06 ~ 0.08 % betragen, um eine gute Impfwirkung zu gewährleisten. Die übliche Maßnahme ist die Zugabe von FeS in den Ofen. Beim Schmelzprozess im Elektroofen wird der Schwefel jedoch durch diesen Prozess erhöht, und die Schwefelausbeute ist instabil.
Um die Wirkung der Impfbehandlung zu stabilisieren und eine gleichbleibende Gussqualität zu gewährleisten, ist ein gewisser Schwefelgehalt im hochreinen Roheisen erforderlich. Die konkreten Inhalte können nach Kundenwunsch vereinbart werden.
3. Rostschutzbehandlung des Roheisenbarrens zur Verfügung gestellt
Wenn der Ofen in einer Gießerei verwendet wird, muss die Feuchtigkeit in der Charge streng kontrolliert werden. Die Qualität von Gusserzeugnissen kann beeinträchtigt werden, wenn der von Hüttenwerken angelieferte Roheisenbarren durch Feuchtigkeit bei Lagerung und Transport an der Oberfläche Rotrost bildet und kristallisiertes Wasser enthält. Auch die Unterdrückung von Rotrost ist ein erwähnenswertes Problem.
Beim Produktionsprozess von Roheisenbarren in Kobe Steel wird der geformte Roheisenbarren bei hoher Temperatur aus der Form genommen und in eine spezielle Ausrüstung gegeben, damit die Oberfläche Schwarzrost ohne Kristallwasser erzeugt, um dies zu verhindern vor späterer Rotrostbildung im Lager- und Transportprozess.
Die Aussicht auf die Anwendung von hochreinem Roheisen
In den letzten Jahren hat die Anwendung von hochreinem Roheisen in der Gießereiindustrie in einigen Industrieländern eine gute Dynamik gezeigt. Laut Japans veröffentlichten, unvollständigen Statistiken: 1997 entfielen weniger als 20 % des nationalen Verbrauchs von Gusseisen, hochreinem Roheisen; Im Jahr 2002 stieg sie auf 31 %. Darüber hinaus verkaufte Kobe Steel kürzlich etwa 60 Prozent seines Gussroheisens, so das Unternehmen.
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Qualität von hochreinem Roheisen nehmen die Sorten allmählich zu, der Preis wird nicht sehr hoch sein und kann sich an die Anforderungen verschiedener Kunden anpassen. Die Anwendungsaussicht ist sehr optimistisch.
Einige Leute in Japan glauben, dass der Einsatz von Induktionsofenschmelzen von Gusseisenunternehmen hochreines Roheisen im Anteil der Belastung weiter erhöhen wird, in Zukunft ist es möglich, nur eine sehr kleine Menge an hochwertigem Schrott zu produzieren Stahl zur Einstellung des Kohlenstoffgehalts und der Rückvergütung und hochreines Roheisen als Hauptlast. Auf diese Weise wird es für die Gießereiunternehmen von großem Vorteil sein, die Produktqualität zu verbessern und die Produktionskosten zu senken.
