Basierend auf XNUMX Jahren Kuppelproduktion und fast XNUMX Jahren Elektroofenbaupraxis fasst dieses Papier umfassend die gesammelten praktischen Erfahrungen und Lehren zusammen.
Das Prozessmerkmal des Schmelzens von Gusseisen in einem Elektroofen besteht darin, dass der Unterkühlungsgrad der Legierung zunimmt und die Überhitzungstemperatur nach dem Umschmelzen von geschmolzenem Eisen höher ist, was zu neuen Problemen bei der Qualitätskontrolle von Gusseisen führt.
Roheisen des Ofens nach dem Umschmelzen enthält weniger Verunreinigungen im Kupolofen, was eine höhere Reinheit bedeutet, da die heterogene Kristallisation des Kerns im Erstarrungsprozess fehlt, die Erstarrung mit den Schwankungen der Bestandteile und die Konzentration von Höhen und Tiefen zu schwächer ist, was den Unterkühlungsgrad erhöht (hier bezieht sich der sogenannte Unterkühlungsgrad auf die gleiche Zusammensetzung bei der Koagulation der Eisen-Kohlenstoff-Legierung als die tatsächliche Temperatur zusammen mit dem stabilen System, das Teil der Kristallisationstemperatur ist), die Möglichkeit der Legierung Erstarrung zusammen mit der Grenzflächenstabilität Abteilung, ist das Kristallisationsprodukt von Fe3C (Zementit) Inhalt erhöht, während die Kupolschmelze aufgrund von mehr heterogenen Kern enthalten, zusammen mit der Stabilität während der Erstarrung ist eine Tendenz in der Entwicklung von großen, In der fe -C-Legierung Phasendiagramm, Ferrit und Graphit sind die Produkte einer stabilen Kristallisation.
Eigenschaften des Elektroofenschmelzens von Gusseisen, Anforderungen an die Zusammensetzungsauswahl von Gusseisengießern, Belastungsverhältnis, Dosierung von Stahlschrott, Impfprozess, Erhöhung der Kohlenstoffentkohlung, Entschwefelung, Sphäroidisierungsprozess, Injektionsvernakularisierungsprozess, Temperaturkontrolle, Gießprozess und der Zehn Aspekte von Problemen müssen die Idee erneuern, praktische Mittel ergreifen, um die Qualität des Produkts sicherzustellen und zu verbessern.
Elektroofen-Gusseisenbelastungsverhältnis und synthetisches Gusseisen
In der Gussindustrie wird oft gesagt, dass die Zusammensetzung von Gussmaterialien das Gefüge und die Eigenschaften des Gefüges bestimmt; Dieser Satz ist nicht umfassend. In unserer Produktionspraxis haben wir festgestellt, dass viele Gusseisen bei gleicher Zusammensetzung sehr unterschiedliche mechanische Eigenschaften haben. Die Qualität des flüssigen Eisens hängt nicht nur von seiner Zusammensetzung ab, sondern steht auch in engem Zusammenhang mit dem Belastungsverhältnis (Roheisendosierung, Schrottdosierung, Rückdosierung, Legierungsdosierung), der Schmelz- und Ofentemperatur, dem Impfprozess usw. Das sogenannte synthetische Gusseisen bezieht sich auf das Gusseisenmaterial, das durch Aufkohlen und unter Verwendung von mehr als 50 % Stahlschrott in der Mischung hergestellt wird. Aufgrund der hohen Schmelztemperatur ist es nur zum Schmelzen im Elektroofen geeignet. Synthetisches Gusseisen besteht derzeit hauptsächlich aus synthetischem Grauguss und Sphäroguss.
Durch viel Übung beeinflussen bei HT250, HT300 und anderen hochfesten Graugussteilen Schrottfestigkeit und Gusseisen die Struktur.
1. Tabu-Zutaten
(1) Bei der Kombination aus hohem Stahlschrottanteil (insbesondere Schiffsblech) und hohem Rücklaufanteil (Gießsteigrohr, Gussabfälle, Eisenschrott) darf die Zugabemenge an synthetischem Graugussschrott 50 % nicht überschreiten;
(2) Mischen Sie Stahlschrott mit hohem Anteil (insbesondere Schiffsblech) mit Roheisen mit hohem Schwefel- und Phosphorgehalt;
(3) Mehr als 40 % Rückvergütung (Speiser, Gussabfälle, Eisenspäne).
2. Optimierte Zutatenmischung (%)
Rücknahmegebühr für Roheisenschrott darstellen
Das Verhältnis von A403030
Das Verhältnis von B304030
Das Verhältnis von C204040
Das Verhältnis von D205030
3. Mangan-Schwefel-Gehalt
Der Mangangehalt kann 1.0-1.2 % erreichen, wenn die Härte erhöht werden muss, aber die entsprechende Erhöhung des Schwefelgehalts ist nicht erforderlich (der Schwefelgehalt im Grauguss wird separat analysiert).
Ein Unternehmen, um Kosten zu sparen, Mehrzweck-Schrott, in zwei Monaten Versuchsproduktion synthetischen hohen Gusseisen, Stahlschrottdosierung war 60%, es gab eine Zeit in einem Schrott zurück zu zusätzlicher Belastung und kleinen Mengen an Eisenspänen, das Original Qualität ist gut, aber nach einer gewissen Zeit fand ein weißer Gussvolumen Schrumpfung Hohlraum, Schrumpfung Porosität und harte Stellen, und konstant mehr und mehr ernst.
Die Ursache dieses Mangels: Es wird vorläufig angenommen, dass der hohe MnS-Gehalt in geschmolzenem Eisen die Mikroschrumpfungshohlräume und die Porosität des Gussstücks verursacht und der weiße harte Fleck durch die Anreicherung von MnS gebildet wird. Dies ist auf den hohen Gehalt an MnS zurückzuführen Grauguss HT300-Komponenten Der Mn-Gehalt ist höher (1 %), kombiniert mit hochmanganhaltigem Stahlschrott selbst (16-Manganstahl mit Mn in 1.6 %) in den Beplankungen und Stahlschrott in S und S in recyceltem Eisen (Eisen) und Die Manganreaktion von MnS in der Ofenladungsansammlung erreicht einen bestimmten Grad und erzeugt zu viel, um die oben genannten Defekte zu erzeugen.
Um den MnS-GEHALT in flüssigem Eisen zu reduzieren, wird dieser im Allgemeinen durch Zugabe einer bestimmten Menge an hochwertigem neuem Roheisen (niedriges S und niedriges Mn) eingestellt. Darüber hinaus kann die Verbesserung des Impfeffekts MnS verfeinern und seine nachteiligen Wirkungen verringern.
Wenn die Menge an Stahlabfall zu groß ist, weil der Schmelzpunkt von Stahlabfall etwa 1530 Grad beträgt und der Schmelzpunkt von Gusseisen und Rückladung nur etwa 1230 Grad beträgt, erhöht mehr Stahlabfall den Stromverbrauch und erhöht die Unterkühlungstendenz flüssiges Eisen, adsorbiert auch viel Stickstoff, im Allgemeinen ist das synthetische Gusseisenverfahren nicht für Grauguss geeignet, sondern eher für Sphäroguss
Zweitens über das Ofen-Grauguss-Schwefel-Problem
Wie oben erwähnt, gibt es im Vergleich zum Kupolschmelzverfahren von Gusseisen durch Mittelfrequenz-Induktionsofen zusätzlich zu den Vorteilen der hohen Schmelztemperatur viele Nachteile, hauptsächlich in drei Aspekten: Erstens ist die Neigung von geschmolzenem Eisen, unterkühlt zu werden, relativ groß, wodurch leicht Graphit vom D- und E-Typ entstehen kann, der die mechanischen Eigenschaften des Materials beeinträchtigt; Das zweite ist, dass das geschmolzene Eisen rein ist und es wenige heterogene Kristallisationskerne gibt, was zu einer schlechten Impfwirkung führt. Unter den gleichen Zusammensetzungsbedingungen ist die Gussfestigkeit gering und das Eisen hart. Drittens ist die Schrumpfneigung größer, wenn der Mangangehalt in hochwertigem Grauguss höher ist, treten leicht Mikroschwundhohlräume und Porosität auf.
Die Maßnahmen zur Behebung der oben genannten Probleme sind wie folgt:
1. Fügen Sie in der späten Schmelzstufe eine Haltezeit bei hoher Temperatur hinzu, um die geschmolzenen Eisenkörner aller Arten von Chargen so weit wie möglich gleichmäßig zu machen, insbesondere raffinierten Graphit;
2. Erhöhen Sie den Fremdkern (z. B. Sulfid) angemessen, verbessern Sie die Impfwirkung und fördern Sie die Bildung von Graphit vom Typ A.
3. Kontrollieren Sie den Schwefel- und Mangangehalt und das Verhältnis von hochwertigem Grauguss, kontrollieren Sie das Rückladeverhältnis, um eine geeignete Zusammensetzung zu erreichen.
Diese Maßnahmen sind unterschiedlich für Gießprodukte mit unterschiedlichen Strukturen, die in der Praxis beherrscht werden sollten.
Eines Tages wurde in einem bestimmten Unternehmen 6-Ofen-Ascheneisen HT300 geschmolzenes Eisen in einem Elektroofen geschmolzen, und es wurden Hydraulikventile G03, G02 und andere Produkte gegossen. Nach dem Sezieren des inneren Gewebes wurden große Bereiche mit Mikroschrumpflöchern, Schrumpflockerung und Schrumpfrissen gefunden, und insgesamt 830 Teile wurden verschrottet (siehe beigefügtes Bild). Brinellhärte HBS241, chemische Komponenten C3.27, Si1.78, Mn0.83, S0.087, P0.04 wurden nachgewiesen. Perlit 98 %, E-förmiger Graphit bis zu 80 % (Typ A 20 %), Graphitlänge 5 Grade. Laut der einschlägigen Personalforschungsanalyse sollte geschmolzenes Eisenmaterial ein Problem darstellen.
Die Ergebnisse der Analyse der chemischen Zusammensetzung scheinen für dünnwandige HT300-Gussstücke im Allgemeinen normal zu sein, jedoch gibt es Probleme mit Hydraulikventil-Gussstücken (mit dickeren Wänden). geschmolzenes Eisen ist zu hoch, was zu Mikroschrumpflöchern, Schrumpfporosität und Schrumpfrissen des Gussstücks führt, d. h. der Gehalt an S und Mn im geschmolzenen Eisen liegt außerhalb des für das Gießen geeigneten Bereichs (es gibt Unterschiede in Bestandteile verschiedener Gussteile).
Aufgrund der Zugabe einer bestimmten Menge eines S-erhöhenden Mittels beim Schmelzen reichert sich der Gehalt an S und Mn in geschmolzenem Eisen bis zu einem gewissen Grad an, was dazu führt, dass der S-Gehalt in geschmolzenem Eisen die Anforderungen der normalen Erstarrung und Kristallisation übersteigt das Gussteil selbst, wodurch solche Defekte verursacht werden. Gegenmaßnahmen: Stoppen Sie die Zugabe von S-erhöhendem Mittel, passen Sie den Mn-Gehalt an, stellen Sie den normalen Gehalt von fünf Elementen des Graugusses HT300 sicher und beseitigen Sie alle Defekte nach der Einstellung.
Erhöhtes S-Mittel durch Verbinden in der geschmolzenen Eisenofenasche, um eine bestimmte Menge an MnS zu bilden, als heterogener Kern, verbessern die Wirkung der Impfung, was von der Theorie korrekt ist, aber die meisten Literaturstellen der letzten Jahre den Elektroofen hoch Grad des Graugusses S-Gehalt sollte in 0.05 0.10% besser kontrolliert werden, jedoch haben viele Fabriken der Praxis bewiesen, dass, wenn der Mn-Gehalt etwa 1% beträgt, wenn der Guss-S-Gehalt mehr als 0.05% der Zusammensetzungsanalyse beträgt, die Schwindungshohlraumdefekte , das Gießen beginnt, wenn der S-Gehalt mehr als 0.07 % Volumenschrumpfung auftritt, wie lässt sich dieses Phänomen erklären?
S gibt es zwei Formen von Grauguss, ist eine Art einfacher Stoff, der andere ist eine Kombination von MnS, Grauguss spielt eine Kernrolle von Kristallen und kombiniert hauptsächlich den Zustand von MnS, wir testen jetzt Methode (beide chemische Analyse und Spektralanalyse) kann Guss und geschmolzenes Eisen nur im elementaren Zustand S analysieren, und S befindet sich im Kombinationszustand (MnS)-Assay. Wenn der Gehalt an elementarem S 0.05 % übersteigt, ist der Gehalt an S im kombinierten Zustand relativ hoch. Zu diesem Zeitpunkt ist der Gehalt an geschmolzenem Eisen wie folgt:
MnO+FeS=MnS+FeO, FeO+C=Fe+CO oder 2FeO+C=2Fe+CO2
Zu diesem Zeitpunkt wird das geschmolzene Eisen im Erstarrungsprozess CO oder CO2 ausfällen und einen Teil des braunen MnS-Pulvers erzeugen, wodurch eine Schrumpfung des Reaktionsgases der Eisenschlacke entsteht. Solches Gasschrumpfen tritt unter bestimmten Bedingungen nicht nur im Roheisen des Elektroofens, sondern auch im Roheisen des Kupolofens auf. Tatsächlich haben wir beim Schmelzprozess etwas Schwefel hinzugefügt, der stammt von:
1. Durch das Gießsystem des Rücklaufofens gebracht, ist der Gehalt an Schwefel und Phosphor im Gießsystem viel höher als im Guss;
2, der Schwefel in Roheisen, allgemeine Roheisen-Schwefel-Gehalt ist nicht hoch, und wir kaufen gewöhnliches Roheisen tragen unterschiedliche Grade von Schlacke (Müll), wir werden nicht testen, aber dieser Müll enthält hohen Schwefel-Phosphor, wird gebracht in den Ofen;
3, Stahlschrott und Roheisen und eine andere Belastung von Rost, Eisenoxidgehalt sind höher, in das geschmolzene Eisen wird die Absorption von Schwefel erhöhen. Wenn wir unter solchen Umständen Eisensulfid hinzufügen, um S zu erhöhen, wird es zu viel sein. Bei der tatsächlichen Herstellung von hochwertigem Grauguss ist es zweckmäßig, das elementare S in geschmolzenem Eisen zwischen 0.03 und 0.05 % zu halten.
III. Züchtung und Modifizierung von hochwertigem Grauguss im Elektroofen
In Bezug auf die hochwertige Graugusstechnologie (z. B. HT300) beträgt die traditionelle Eisenimpfungsmenge 0.3 bis 0.4% (hauptsächlich Kuppelproduktion). In den letzten Jahren nahm die Impfmenge mit der Popularität des Elektroofens allmählich zu, die neuesten Informationen Empfehlung 0.5 0.6%, selbst durch langjährige Praxis, Auswahl der Impfmenge um 0.8%, Gewinn an Festigkeit, Härte und Bearbeitbarkeit, nach der Verarbeitung werden die inneren Defekte der Gussteile stark reduziert.
Ein Unternehmen, das hochwertige Magnetventile herstellt, die technischen Anforderungen an die Gusshärte größer als HB200, die Festigkeit größer als 300 n/was, dieses Produkt Hauptwandstärke mehr als 50 mm, durch viele Experimente, zur gleichen Zeit der Erhöhung eine Impfmenge, nehmen Sie die zweite Stromimpfung, um den Defekt der dicken Wand zu beseitigen, bringen Sie Organisation sperrig, verbessert die Gießdichte, garantiert die Produktqualität.
Bei der sekundären Flussmittelimpfung von geschmolzenem Eisen ist die Zugabe von 0.2–0.7 mm gleichmäßigem Impfmittel vor dem Gießen besser für dicke Stücke geeignet, erhöht jedoch die Schwindungsleistung von geschmolzenem Eisen, wenn es für kleine Stücke verwendet wird.
Es gab eine Zeit, in der die Oberfläche einiger Produkte eines bestimmten Unternehmens nach der Bearbeitung eine hohe Härte eines weißen hellen Flecks aufwies und das Werkzeug abrutschte. Nach der Analyse stellte sich heraus, dass der Brocken des Inzuchtmittels zu groß war, was nicht für die Kapazität von geschmolzenem Eisen geeignet war. Als Ergebnis schmolz das Inzuchtmittel nicht vollständig, wenn das geschmolzene Eisen gegossen wurde, und die örtliche Menge an Silizium des Gussstücks wurde angereichert, um die Härtungsphase zu bilden. Der gleiche Fehler tritt auf, wenn das geschmolzene Eisen bei einer niedrigen Temperatur mit dem Sekundärstrom inkubiert wird.
Ist ein Unternehmen, das sich auf die Herstellung von HT300-Grauguss-Hydraulikteilen spezialisiert hat, Gießen eines KP-Pumpenkörpers, Gusswandstärke um 30 mm, nach der Erfahrung von HT300-Zusammensetzungsbestandteilen, Roheisenkomponenten: C3.0-3.1%, Si1.7. 1.8–0.95 %, Mn 1.05–0.05 %, P 0.04 %, S 300 %, Gusskörperanatomie Zugfestigkeit bis zu XNUMX N/was, aber in der Nähe des Angusses für mehrere Produkte, Schrumpfung und Schrumpfrisse, unabhängig vom Angusssystem Anpassung, ist keine Wirkung,
Es gibt keine andere Möglichkeit, als das Kohlenstoffäquivalent zu erhöhen und die Festigkeit zu verringern und es auf C3.2-3.3% und Si1.8-2.0% einzustellen, und die Defekte verschwinden. Nach der Druckprüfung erzeugen die meisten Produkte jedoch Ausdehnungslecks, und die Zugfestigkeit des Massentests ist ebenfalls nicht qualifiziert, was zur Massenrückgabe der Hauptmotorenfabrik führt. Verbunden mit einer Gruppe ähnlicher Pumpenkörper zuvor, aufgrund der Ratschläge anderer, S mit Pyrit, geschmolzenem Eisen, das S enthält, wenn mehr als 0.07%, die Gussschrumpfung der großen Fläche, eine große Menge an Abfall ansammeln, in Um mit dieser Schrottcharge nach dem Prinzip der Seltenerd-Entschwefelung umzugehen, wenn diese Art von Abfall beigetreten wird, wird die Impfung im Prozess der Zugabe einer kleinen Menge Seltenerd-Magnesium-Ferrosilizium (etwa 0.2%) effektiv reduziert Schwefelgehalt, löst das Problem der Lunker.
Angesichts der Schrumpfung und Risse der damaligen KP-Pumpe wurde, obwohl das ursprüngliche geschmolzene Eisen keinen hohen Schwefelgehalt hatte, eine kleine Menge Seltenerd-Magnesium-Ferrosilizium (etwa 0.2 %) auch während der Impfung versucht, und das ideale Ergebnis war ebenfalls erhalten, und das Schrumpfungsproblem wurde vollständig gelöst. Analyse des Mechanismus des Gusseisens, um Falle zu produzieren, hauptsächlich die Gase in der Eisenschmelze (einschließlich Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff usw.) dieser Gase in der späten Koagulationsfällung, geschmolzenes Eisen kann nicht hinzufügen, die Defekte und Seltenerd-Magnesium-Ferrosilizium, als eine Art Grauguss-Impfmittel (ist auch eine Art Keimbildner), ist eine gute Entfernung von Gas, der Heißluftgehalt wird stark reduziert, die Defekte werden beseitigt.
