铸铁的熔炼方法及其特点
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1、铸铁及其熔炼铸铁是指碳的质量分数大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
工业上所用的铸铁,实际上都不是简单的铁-碳二元合金,而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。
铸铁的成分范围大致为ω(C)=2.4%~4.0%,ω(Si)=0.6%~3.0%,ω(Mn)=0. 2%~1.2%,ω(P)=0.04%~1.2%,ω(S)=0.04%~0.20%。
有时还可加入各种合金元素,以便获得能满足各种性能要求的合金铸铁。
铸铁是近代工业生产中应用最为广泛的一种铸造金属材料。
在机械制造、冶金矿山、石油化工、交通运输和国防工业等各部门中,铸铁件约占整个机器重量的45%~90%。
因此,掌握铸铁的基本理论和生产技术,对于发展铸造生产,充分发挥铸铁件在国民经济各部门中的作用,是很有意义的。
相图是分析合金金相组织的有力工具。
铸铁是以铁元素为基的含有碳、硅、锰、磷、硫等元素的多元铁合金,但其中对铸铁的金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅,因此铁-碳相图和铁-碳-硅三元合金相图是分析铸铁的成分与组织的关系以及组织形成过程的基础。
2、铸铁的基础知识——铁-碳相图——铁—碳相图分析由于铸铁中的碳可能以渗碳体(Fe3C)或石墨两种独立的形式存在,因而铁、碳相图存在着Fe-G(石墨)和Fe-Fe3C两套体系,即铁-石墨系和铁-渗碳体系。
从热力学观点看,石墨比渗碳体更稳定,因此,铁-石墨系也称为稳定系,而铁-渗碳体系称为亚稳定系。
图2. 1-1所示为铁碳合金双重相图,即Fe-G(石墨)稳定系相图和Fe-Fe3C亚稳定系相图,分别以虚线和实线表示。
表2.1-1为相图中临界点的温度及含碳量。
铁-碳相图中各临界点的温度及含碳量Fe-G(石墨)相图和Fe-Fe3C相图的主要不同处在于:1)稳定系的平衡共晶点C'的成分和温度与C点不同体(两相组成莱氏体)2)稳定平衡的共析点S,的成分和温度与S点不同在Fe-C相图中稳定系的共晶温度和共析温度都比亚稳定系的高一些。
球墨铸铁熔炼过程及铁水质量控制方法本文简述了球墨铸铁的熔炼过程以及铁水质量控制的方法,旨在帮助读者了解球墨铸铁的生产过程及其质量控制要点。
球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料,其生产过程中铁水质量控制至关重要。
下面将分别介绍球墨铸铁的熔炼过程和铁水质量控制方法。
一、熔炼过程球墨铸铁的熔炼过程主要包括原材料准备、熔炼、调整和浇注四个步骤。
1.原材料准备:球墨铸铁的原材料主要包括铁水、废钢、回炉料等。
铁水要求含碳量在2.5% 以下,硅、锰、硫、磷等元素的含量也要控制在一定范围内。
废钢和回炉料要求干净、无油污、无杂物。
2.熔炼:球墨铸铁的熔炼一般在电炉中进行。
熔炼过程中要加入适量的废钢和回炉料,并控制好熔炼温度和时间。
熔炼结束后要进行精炼,以去除杂质和气体。
3.调整:调整是指在熔炼结束后,对铁水进行成分和温度的调整。
调整的目的是使铁水的成分符合要求,并使其温度达到浇注所需要的范围内。
4.浇注:浇注是球墨铸铁生产的最后一步。
在浇注前,需要对铁水进行净化处理,并控制好浇注温度和速度。
浇注过程中要保证铁水充满模具,并防止出现冷缩、缩孔等缺陷。
二、铁水质量控制方法球墨铸铁的铁水质量控制方法主要包括以下几个方面:1.控制原材料的质量:要求铁水、废钢和回炉料的质量符合要求,避免使用劣质原材料。
2.控制熔炼工艺:要求熔炼过程中加入适量的废钢和回炉料,并控制好熔炼温度和时间,避免过热和过冷。
3.控制调整工艺:要求对铁水进行成分和温度的调整,使其符合要求。
4.控制浇注工艺:要求浇注前对铁水进行净化处理,并控制好浇注温度和速度,避免出现冷缩、缩孔等缺陷。
铸铁的熔炼安全方法及其特点铸铁是一种常见的铁炭合金,因其具有良好的铸造性能、机械性能和使用寿命而广泛应用于各种工业领域。
但是,铸铁熔炼工序过程中存在着一定的危险性,需要特殊的安全措施来保护工作人员的生命财产安全。
本文将介绍铸铁的熔炼安全方法及其特点。
铸铁熔炼的安全方法1. 安全防护措施在铸铁熔炼的过程中,需要使用高温、高压、易燃、易爆等物质,因此必须采取一系列的安全防护措施来确保工作人员的安全。
主要包括以下几项:•人员防护:熔炉周围应设置警示标志、安全栏杆、安全带等,保证人员不会接触到高温、高压等危险物质;•器材防护:加入铁炭等物料要使用防护手套、口罩、护目镜等防护器具,以确保物料不会伤及人员;•灭火设备:熔炉周围应该设有灭火器材,以防出现意外火情;•通风设备:铸铁熔炼过程中产生的烟雾等有害气体需要得到及时排出,因此应该设置通风设备,保证空气质量。
2. 操作规范铸铁熔炼操作规范应该得到严格遵守,以确保工作人员的安全。
主要的注意事项包括以下几点:•严禁使用带有铁钉、螺钉等金属杂质的铁炭;•熔炉温度过高时应该适当放缓投料速度,以免熔炉爆炸;•严禁在熔炉周围堆放易燃易爆的物品;•禁止在熔炉口或熔炉周围工作人员接近熔炉,以免烫伤或灼伤。
铸铁熔炼的特点铸铁熔炼的特点主要包括技术要点、生产流程、工艺装备和优点等。
1. 技术要点铸铁熔炼的技术要点主要有以下几点:•在铸铁熔炼过程中,需要严格控制温度,以确保所得产品的性能和品质;•熔炼材料的质量对产品的品质也有很大影响,因此需要使用高质量的铁炭、石油焦等;•铸铁熔炼过程中还需要选择适当的熔炉型号和操作方法,以确保生产效率和产品品质。
2. 生产流程铸铁熔炼的生产流程主要包括以下几个步骤:•预处理:采购符合要求的原料,进行物料配送、过筛和除杂;•熔炼:将铁炭、石油焦等原材料加入熔炉中,采取熔炼技术进行上料、温度控制、熔化等过程;•化验:对所得产品进行化学成分分析、显微组织分析等检测;•出炉:铸造、清理操作后,将所得产品取出炉子;•包装:按照规定,清洗、打码、贴标识等操作后,将成品包装。
2023年铸铁的熔炼安全方法及其特点铸铁是一种常见的金属材料,其用途广泛,包括汽车发动机、管道、建筑材料等。
在熔炼铸铁过程中,安全非常重要,以下是2023年铸铁熔炼的安全方法及其特点:1. 高温防护:铸铁的熔点通常在1200°C左右,因此在熔炼过程中需要采取高温防护措施。
操作人员应佩戴防火服、防护面罩、耐高温手套等防护装备,以避免高温对皮肤的灼烧和损伤。
2. 通风换气:铸铁的熔炼过程中产生大量烟雾和有毒气体,如二氧化碳和一氧化碳等。
为了保证操作人员的安全,需要保持良好的通风环境,通过安装排风设备,及时排出有害气体和烟雾。
3. 熔炉操作:在铸铁熔炼过程中,操作人员需要根据熔炉的类型和工艺要求,进行相关的操作。
在操作前,应仔细阅读和了解操作指南,熟悉熔炉的使用方法和安全措施。
同时,操作人员还应具备一定的技术和经验,能够正确地控制熔炉温度和操作过程。
4. 危险品管理:在铸铁熔炼过程中,有一些化学药品和燃料需要使用,如煤粉、焦炭等。
这些材料具有一定的危险性,操作人员需要正确存放和使用这些危险品。
同时,在熔炉周围设置专门的危险品存放区,标识明确,以防止事故发生。
5. 消防设备:铸铁熔炼过程中燃烧产生的火灾隐患较大,因此需要设置消防设备,及时应对突发火灾。
消防设备包括灭火器、水龙带、喷雾系统等,操作人员应清楚其使用方法和操作流程,并定期进行检查和维护。
6. 熔炉维护:熔炉是铸铁熔炼的核心设备,需要定期进行维护和保养。
维护包括定期清洁熔炉内壁、检查和更换损坏的设备和部件等,以确保熔炉的稳定运行和安全生产。
7. 培训和教育:为了保证铸铁熔炼的安全生产,需要对操作人员进行培训和教育。
培训内容包括熔炉的使用方法、安全操作规程、应急处理措施等,操作人员应定期参加培训,并掌握相关知识和技能。
总结起来,2023年铸铁熔炼的安全方法主要包括高温防护、通风换气、熔炉操作、危险品管理、消防设备、熔炉维护以及培训和教育。
一、高铬铸铁的熔炼1. 高铬铸铁化学成分( 见下表)2. 原料要求另外,还需工业纯铜和废旧电极块( 用于调整碳含量) 等。
3. 熔炼工艺要求( 1) 出炉温度高铬铸铁的熔点比一般铸铁高,约为1200 ℃,出炉温度约为1500 ℃,熔炼选用中频感应电炉。
( 2) 炉衬采用酸性或碱性炉衬均可,炉衬的配比、打结、烘干和烧结均按常规工艺进行。
( 3) 装料一般按正常顺序加料,先将灰生铁、钼铁等难熔铁合金装入炉底,而后将废钢等按照下紧上松的原则装填( 有助于塌料) 。
( 4) 送电熔化将电炉功率调至最大进行熔化,由于Cr 的熔炼损耗较大( 约5 % ~15 %) ,故铬铁应在最后加入,通常是待废钢全部熔化后加入烤红的铬铁。
( 5) 脱氧待金属炉料全部熔化并提温至1480 ℃后,再加入锰铁、硅铁及铝进行脱氧。
( 6) 浇注在中频感应炉中熔化,温度不必太高,温度达到1480 ℃时即可出炉,铁液在包内应停留一段时间进行镇静,视工件大小不同可在1380 ~1410 ℃之间进行浇注。
二、生产工艺要点(1) 高铬铸铁铸造性能较差,其热导率低,塑性差,收缩量大,且有大的热裂和冷裂倾向,在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑,必须充分注意铸件的补缩问题,其原则与铸钢件相同( 采用冒口和冷铁,且遵循顺序凝固原理) 。
由于合金中铬含量高,易在铁液表面结膜,所以看起来铁液流动性差,但实际上流动性较好。
( 2) 造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型,涂料应采用耐火度高的高铝粉或镁粉与酒精混合拌制。
另外,为获得细晶粒组织和好的表面质量,在铸件外形不太复杂的情况下,金属型铸造也被广泛采用。
( 3) 高铬铸铁的收缩量与铸钢相近,模样制作上其线收缩率可按1. 8 % ~2 % 进行计算。
在砂型制作上,其冒口大小可按碳钢的规定进行计算,而浇注系统则按灰铸铁计算,但需把各截面积增加20 % ~30 % 。
浇冒口的选择应注意两个方面: 一是要保证铸件工作带( 使用部位) 的质量; 二是要尽量提高铸件的成品率。
铸铁的熔炼方法及其特点铸铁是一种常见的铁碳合金,广泛应用于机械制造、建筑和汽车工业等领域。
铸铁的熔炼方法多种多样,每种方法都有其独特的特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的铸铁熔炼方法及其特点。
1. 高炉法高炉法是目前应用最广泛的铸铁生产方法之一。
它是将铁矿石、焦炭和石灰石等原料投入高炉中,经过高温燃烧和还原反应,使铁矿石中的铁氧化物被还原为铁,并与焦炭中的碳相互作用形成铸铁。
高炉法的特点是炉温高、产量大、适用范围广,但是过程复杂,对原料的成分和炉料的配比要求较高。
2. 立炉法立炉法是一种传统的铸铁熔炼方法,在一些地区仍然广泛使用。
这种方法使用煤炭作为还原剂,将炉料直接放入炉膛中进行燃烧和还原反应,得到铸铁。
立炉法的特点是工艺简单,设备成本低,但炉温较低,产量相对较小。
立炉法适用于小型铸造企业和一些特殊需求的铸铁产品。
3. 电炉法电炉法是一种以电为热源的铸铁熔炼方法。
通过将电能转化为炉内的热能,达到熔融炉料的目的。
电炉法的特点是温度控制精确,炉内反应平稳,生产过程自动化程度高。
电炉法适用于批量生产、要求炉料纯度较高的铸铁产品。
4. 中频感应炉法中频感应炉法是一种利用感应加热原理进行铸铁熔炼的方法。
通过感应线圈在高频电磁场作用下,使炉料中的金属颗粒和渣滓产生摩擦热,达到熔融的目的。
中频感应炉法的特点是能耗低、熔化速度快、炉内温度均匀,适用于小型铸造企业和精密铸造。
综上所述,铸铁的熔炼方法多种多样,每种方法都有其独特的特点和适用范围。
高炉法适用于大规模生产和广泛应用的铸铁产品;立炉法适用于小型企业和特殊需求的铸铁产品;电炉法适用于纯度要求较高的铸铁产品;中频感应炉法适用于小型企业和精密铸造。
选择合适的熔炼方法,可以提高铸铁的品质和生产效率,满足不同领域对铸铁产品的需求。
《钢铁是怎样炼成的》修改后:《铸铁是怎样炼成的》铸铁是一种重要的工程材料,被广泛应用于各个领域。
它具有高强度、耐磨性和耐高温性能。
那么,铸铁是如何炼成的呢?原材料准备在铸造铸铁之前,需要准备一些特定的原材料。
常用的原料包括熔铁、废铁、废钢、回收材料等。
这些原料经过分类、清洁和预处理后,可以作为铸铁的基础。
熔炼过程铸铁的熔炼是通过高温炉炼化原料得到的。
首先,将准备好的原料放入炉中,并加入一定的助熔剂和脱硫剂。
然后,通过高温加热使原料熔化并混合均匀。
在熔炼过程中,需要控制好熔炼温度、保持合适的炉内气氛,并及时除去杂质,以确保铸铁的质量。
浇注与凝固一旦铁液达到适当的熔点和质量要求,就可以进行浇注。
浇注时,将熔融的铁液倒入事先准备好的铸型中。
铸型通常由砂型、金属型或陶瓷型组成。
倒铁液时要注意控制浇注速度和温度,以避免产生缺陷。
铸铁在冷却过程中逐渐凝固,形成所需的铸件。
冷却速度的控制对于铸铁的性能至关重要。
过快的冷却可能导致缺陷,而过慢的冷却则可能影响铸件的强度和硬度。
处理与加工经过凝固后,得到的铸件还需要进行一些处理和加工,以提高其性能和精度。
常见的处理方法包括退火、正火、表面处理等。
加工过程包括铸件的修整、切割、焊接、钻孔等。
检验与质量控制铸铁的质量控制是铸造过程中非常重要的一环。
通过采取一系列的检验方法,如化学成分分析、力学性能测试、无损检测等,可以确保铸铁的质量达到要求,并避免出现缺陷和问题。
在整个铸铁的炼制过程中,需要严格遵守相关的工艺标准和规范,保证生产的铸铁符合预期的要求。
铸铁的炼制过程是一个复杂而精细的工艺,需要综合运用物理、化学和工程等知识。
只有在专业技术人员的指导和控制下,才能生产出高质量的铸铁产品。
铸铁的熔炼方法及其特点铸铁是含碳量大于2.11或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
工业上所用的铸铁,实际上都不是简单的铁一碳二元合金,而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。
铸铁的成分范围大致为:C2.4-4.0%,Si0.6-3.0%,Mn0.2-1.2%,P 0.1-1.2%,S 0.08-0.15%。
有时还加入各种合金元素,以便获得具有各种性能的合金铸铁。
根据碳在铸铁中存在的形态不同,通常可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁及麻口铸铁。
而灰铸铁中又可根据石墨的形态不同而分为普通灰铸铁,蠕虫状石黑铸铁,球黑铸铁以及可锻铸铁。
1 灰铸铁灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁,这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面的优良性能,因而在机械制造中业获得最广泛的应用。
表1为灰铸铁的新的国家标准。
该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的。
由于灰铸铁对冷却速率的敏感性(壁厚效应),同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别(薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80MPa)。
表1 灰铸铁分级2 球墨铸铁及蠕墨铸铁球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土镁合金对铁液进行处理,以改善石墨形态,从而得到比灰铸铁有更高机械性能的铸铁。
球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种:即铁素体(高韧性)球墨铸铁,珠光体(高强度)球墨铸铁,贝氏体(耐磨)球墨铸铁,奥氏体一贝氏体(耐磨)球墨铸铁,马氏体一奥氏体(抗磨)球墨铸铁及奥氏体(耐热、耐蚀)球墨铸铁。
蠕墨铸铁具有不同比例的珠光体—铁素体基体组织。
铸铁性能与其石墨的蠕化程度(蠕化率)及基体有关。
在石墨蠕化良好条件下,珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高,耐磨性强。
适于制造耐磨零件,如汽车的刹车鼓等。
而铁素体蠕墨铸铁的导热性较好,在高温作用下,不存在珠光体分解问题,组织较稳定,适用于制造在高温下工作、需要有良好的抗热疲劳能力、导热性的零件,如内燃机汽缸盖、进排气岐管等。
3 可锻铸铁可锻铸铁是将白口铸铁通过固态石墨化热处理(包括有或无脱碳过程)得到的具有团絮状石墨的铁碳合金。
采用不同的热处理方法,可以得到具有不同组织和性能的可锻铸铁,即黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。
当将白口铸铁毛坯件在密封的退火炉中进行热处理,即在中性炉气条件下退火时,得到的铸铁组织中有呈团絮状的石墨(退火碳)存在。
这种石墨虽不很圆整和紧密,但它对基体的割裂作用则比灰铸铁中的片状石墨要小得多,因此它能使铸铁得到较高的强度及良好的韧性。
铸铁的基体可以通过热处理来加以控制。
使之成为铁素体或珠光体。
用这种方法得到的铁素体基体可锻铸铁因组织中有石墨存在,因而铸铁的断面呈暗灰色,而在表层经常有薄的脱碳层呈浅灰色,故通称为黑心可锻铸铁。
而珠光体可锻铸铁则是以其基体命名的。
当将白口铸铁毛坯件在氧化性质的炉气条件下进行退火时,铸件断面上从外层到心部,发生强烈的氧化和脱碳。
在完全脱碳层中无石墨存在,铸铁的组织为铸素体。
实际上,在小断面尺寸条件下,铸铁的组织基本上为单一的铁素体和退火碳。
而在大断面尺寸条件下,表层为铁素体,中间区域为珠光体和铁素体及退火碳,而心部区域则为珠光体及退火碳(间或有少量铁素体)。
这种铸铁断面由于其心部区域有发亮的光泽,而表层色泽较暗,故通称为白心可锻铸铁。
4 特种铸铁特种铸铁是指具有特殊使用性能的铸铁材料,主要包括抗磨铸铁、耐热铸铁和耐腐蚀铸铁。
为了使铸铁具有这些特殊使用性能,需要使铸铁有一定的组织。
特种铸铁中既有非合金铸铁(例如普通白口抗磨铸铁),也有低合金铸铁、中合金铸铁和高合金铸铁(如中锰抗磨用球墨铸铁及高铬抗磨用白口铸铁等)。
对任何一种特种铸铁而言,首先是要求具备一定的使用性能,如抗磨、耐热等。
但由于是用来制造机器零件,就需要保证有一定的机械性能,主要是强度和塑性,为此需要在铸铁的化学成分设计上,考虑同时满足特定的使用性能和一定的机械性能这两方面的要求。
由于特种铸铁中含有大量合金元素,使得其在熔炼和铸造性能方面,与非合金化的铸铁有显著的差别。
大多数合金元素降低铸铁的铸造性能,而含有大量合金元素的特种铸铁的铸造性能通常是很差的,在铸造过程中容易产生多种铸造缺陷,因此需要针对各种铸铁在熔炼和铸造方面的特性,采取适当的工艺措施,防止缺陷的发生,以保证铸件的质量。
5 铸铁的熔炼9.1 熔炼对保证铸件质量的重要性熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节。
铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等,这些都与铁液方面因素有直接的关系。
如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响,而熔炼的铁液化学成分是否符合要求,则对铸件的机械性能有直接的影响。
铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度,而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。
随着机械制造科学的发展,对铸铁提出薄壁、高强度的要求,铸件的最小壁厚由过去4~6mm减小至2~3mm,这要求相应提高铁液浇注温度。
铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响,如灰铸铁件的质量指标(GZ),即与铁液温度有显明的关系。
在球墨铸铁生产方面,熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件。
9.2 对铁液质量的基本要求1.出炉温度不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330-14100C。
在一般情况下,铁液的出炉温度至少比浇注温度提高500C,故根据铸铁牌号(自HT100至HT350)和铸件结构条件的具体情况,铁液出炉温度应不低于1380-14600C。
当需要浇注特薄(2-4mm)铸件时,出炉温度还应提高20-300C。
为了满足浇注铸件的需要,不同牌号可锻铸铁的出炉温度应不低于1460-14800C。
对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁,在其球化一孕育处理过程中铁液的温度会有显著的下降,为了补偿铁液的温度损失,需相应提高铁液的出炉温度。
2.化学成分熔炼得到的铁液化学成分需要满足铸件的规格要求。
用冲天炉熔炼时,配料计算是保证铁水化学成分合乎要求的首要环节。
即根据铁水化学成分的要求,考虑冲天炉在熔炼过程中元素的变化和炉料的实际情况,计算出各种金属炉料的配合比例。
各种牌号铸铁要求的化学成分随铸件壁厚和铸造方法而异。
例如,HT20-40铸铁的化学成分范围为:C3.3-3.5%、Si1.5-2.0%、Mn0.5-0.8%、S<0.12%、P<0.25%。
用于配置HT20-40的金属料平均成分如表2。
表2 配置HT20-40的金属料平均成分所用铁合金为含硅45%硅铁,含锰75%的锰铁。
熔炼过程中元素的变化为:Si –15%、Mn –20%、S +50%。
其配料计算如下:(1)计算炉料中各元素的变化a) 炉料含碳量: C铁水% = 1.8% + 0.5 C炉料%已知铁水所需的平均含碳量为3.4%,按上式算得C炉料%=3.2%;b) 炉料含硅量: 已知铁水所需的平均含硅量1.75%,硅的熔炼烧损为15%,则Si炉料=1.75/(1-0.15)=2.06%;c) 炉料含锰量已知Mn铁水=0.65%,熔炼烧损20%,故Mn炉料=0.65/(1-0.20)=0.81%;d) 炉料含硫量已知S铁水=0.12%,增硫50%,则:S炉料=0.12/(1+0.5)=0.08%;e) 炉料含磷量磷在熔炼过程中变化不大,P炉料=P铁水<0.25%综合上列计算结果,所需配置的炉料平均化学成分为:C炉料3.2%、Si炉料2.06%、Mn炉料0.81%、S炉料<0.08%、P炉料<0.25%(2)初步确定炉料配比a) 回炉料的配比:主要取决于废品率和成品率,它随具体生产情况而变化。
此处取20%。
b) 新生铁和废钢配比:设新生铁为χ%,则废钢为80%-χ%。
按炉料所需含碳量为3.2%,新生铁、废钢、回炉料的含碳量各为4.19%、0.15%、3.28%,可列出下式:4.19χ+0.15(80-χ)+3.28´20=3.2´100得出χ=60.0%。
故铁料配比为:Z15生铁60%、废钢20%、回炉料20%。
(3)然后按上述配比及各种炉料的成分,计算配合后的炉料成分如表3。
表3 炉料成分(4)计算铁合金加入量a) 硅铁加入量今缺硅量0.67%,亦即每100公斤炉料需加硅0.67公斤。
所用硅铁含硅量为45%,故每100公斤炉料需加硅铁量为0.67/0.45=1.5公斤b) 锰铁加入量同上法计算,每100公斤炉料需加入含锰75%的锰铁为:0.12/0.75=0.16公斤。
(5)制定配料单根据配比和层铁量,确定每批炉料中各种炉料的重量,写出配料单。
设已知层铁500公斤,可算得每批铁料的组成为:生铁:500´60%=300公斤、废钢:500´20%=100公斤、回炉料:500´20%=100公斤、45%硅铁:500´1.5%=7.5公斤、75%锰铁:500´0.16%=0.8公斤。
3.有害成分铸铁熔炼过程中,必须将有害的元素成分(磷、硫以及其它干扰铸铁正常结晶和组织控制的微量元素等),控制在限量以下。
1)脱硫冲天炉熔炼中铁液中硫的来源,一是炉料中固有的硫,二是从焦碳中吸收的硫。
酸性冲天炉不具有脱硫能力,碱性冲天炉能在一定程度上起到脱硫的作用。
炉渣碱度在一定范围内提高时,有利于降低铁液含硫量;温度提高时,铁液在熔炼过程中增硫量减少;炉气氧化性强时,渣中FeO 含量增高,不利于脱硫反应的进行。
适当提高焦铁比,减小送风强度,有利于脱硫。
但当生产球墨铸铁件时,除了用热风冲天炉进行炉内脱硫外,还常采用炉外脱硫的措施。
炉外脱硫的基本要点是尽量扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积,以加强脱硫效果。
常用方法有:利用电石脱硫的摇动包脱硫法、喷射脱硫法、机械脱硫法、机械搅拌脱硫法和多空塞脱硫法等。
2)脱磷磷对铸铁的机械性能,特别是对球墨铸铁和可锻铸铁的韧性有害,因此要严格控制铸铁的含磷量。
冲天炉熔炼的脱磷能力很弱。
因此对铁液的含磷量只能通过配料来控制。
应采用一定比例的低磷生铁和废钢进行配料。
4.铁液纯净,含有的渣、气体、夹杂物量少。
为了将冲天炉熔炼中形成的夹杂物从铁液中去除,常在熔炼过程中按照炉料重量,加入一定量的石灰石CaCO3 作为溶剂。
石灰石在高温下分解,与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物——熔渣。
熔渣易于与铁液分离便于去除。
当熔渣粘度高时,可加入一些萤石(CaF2),以降低炉渣熔点。
9.3 铸铁的熔炼方法及其特点熔炼铸铁的方法依照所用的熔炉设备而分为冲天炉熔炼,感应电炉熔炼,电孤炉熔炼,反射炉熔炼,以及由某些方法的联合,如冲天炉一电孤炉、冲天炉一感应电炉双联法等。
1.冲天炉熔炼法(1)冲天炉构造冲天炉的基本构造示如图1。
炉身、风箱及烟道等用钢板焊成。