
鐵水在爐中的過熱溫度高低對鐵水冶金質(zhì)量有一定影響。
鐵水的過熱溫度多少比較合適,看法不近相同。
但有二點是相同的,**是存在一個臨界溫度,只有高于這一臨界溫度,隨著溫度的提高,鐵水則大幅度地減少氧化,減少Si、Mn燒損,并使石墨細化,基體組織致密,鑄鐵強度提高,硬度下降,彈性模數(shù)有少許提高,成熟度RG提高,相對硬度RH下降,品質(zhì)系數(shù)Qi提高。
第二就是如果鐵水過熱太高,則會導(dǎo)致石墨分布形狀的惡化,過冷度過大,極易出現(xiàn)自由滲碳體,導(dǎo)致力學(xué)性能的下降,尤其低碳當(dāng)量的鐵水對太高的過熱敏感性更大,性能下降更明顯,因此對鐵水溫度過熱也要有一個上限。
表1鑄鐵熔煉溫度從1400℃提高到1530℃性能變化 | |||||||
鑄鐵性能 | 抗拉強度 | 硬度 | 彈性模量 | 鐵液含氧 | 成熟度 | 相對硬度 | 品質(zhì)系數(shù) |
提高爐溫 | 提高 | 降低 | 少許提高 | 降低 | 提高 | 改善 | 提高 |
從提高鑄件質(zhì)量的角度看,人們希望孕育鑄鐵鐵水在爐中能夠達到較高的溫度。因為這樣不但可使鐵水與雜質(zhì)充分分離,鐵水得到凈化,流動性提高,易于澆出優(yōu)質(zhì)鑄件。而且鑄鐵中A型石墨細小,共晶團數(shù)增加,珠光體組織細密,力學(xué)性能提高。但是鐵水過熱溫度也存在一個臨界溫度范圍,超過這個溫度范圍,孕育效果隨著過熱溫度上升,孕育效果下降,鑄鐵力學(xué)性能逐漸變差。這是因為鐵水中存在的石墨微粒在高溫下溶入鐵水有些可成為形核基質(zhì)的二氧化硅微粒也被碳還原而急劇減少。這種現(xiàn)象對碳當(dāng)量較低的鐵水更為敏感。低碳鐵水的這種臨界溫度較低,約在 1470~1500℃之間,高碳鐵水則在1500~1550℃之間。
提高鐵液的過熱溫度,適當(dāng)?shù)母邷仂o置時間 (高溫熔煉,低溫澆注),都會使鑄鐵的石墨和基體組織細化,提高鑄鐵的強度;過熱溫度過高,則增大過冷度。鐵液形核能力下降,惡化石墨形態(tài),增加白口傾向。鐵液中有Si02+2C→Si+2CO T的反應(yīng)。該式存在理論平衡溫度tG。當(dāng)t液>tG。時,反應(yīng)生成CO逸出,減少了鐵液的氧化,鐵液開始沸騰。沸騰溫度以 上的鐵液含氧量低、純凈度高。
生產(chǎn)實踐中,鐵水過熱的臨界溫度及過熱的上限范圍是與鑄鐵牌號即碳硅量的高低密切聯(lián)系的。牌號越高,碳硅量越低,過熱溫度范圍也越高。從HT250至 HT350,國外工業(yè)發(fā)達國家灰鑄鐵的出鐵溫度為1500~1550℃,國內(nèi)一般建議1480~1520℃。
孕育鑄鐵的出鐵溫度
牌號 | 鐵水的出鐵溫度℃ |
HT250 | 1480~1500 |
HT300 | 1490~1510 |
HT350 | 1490~1520 |
對灰鑄鐵過熱溫度的選擇,涉及到鑄件質(zhì)量和節(jié)約能源兩方面的問題。實踐證明,把鐵水溫度控制在1480~1520℃,即能保證鑄件質(zhì)量,同時節(jié)約能源,這是因為:
合適的過熱溫度減少了鐵水的氧化及硅、錳的燒損。
理論計算表明,鐵水中的C、Si與鐵水溫度之間存在著一定的關(guān)系,當(dāng)鐵水過熱到某一臨界溫度時,鐵水可避免氧化,SiO2、MnO可以被還原。
根據(jù)鐵水的C、Si含量,通過上圖確定理想的鐵水過熱溫度,如C=3.3%,Si=1.7%,則查出臨界溫度1418℃,過熱溫度為1468℃,過熱溫度之所以要高出臨界溫度50℃,這是因為沖天爐內(nèi)達不到臨界溫度的平衡條件。
由圖看出,隨著C、Si含量降低,過熱溫度越高,可以說1480℃是HT250~HT350灰鑄鐵**低的過熱溫度。
高溫鐵水在實際生產(chǎn)中具有著巨大的實際意義。
但鐵水的高溫靜置時間不宜過長,一般8-10分鐘為宜。
高溫靜置時電爐需完全停爐操作,不能低功率運行,保證渣等夾雜物充分聚集和上浮。鐵水高溫靜置的時間進行多次打渣和取樣化驗等工作;待成分化驗合格,鐵水溫度也降低到出爐溫度,即可出爐。
要盡可能減少高溫鐵水不必要的等待時間,減少石墨核心的燒損。