Basado en treinta años de producción de cúpulas y casi diez años de práctica en la producción de hornos eléctricos, este documento resume exhaustivamente la experiencia práctica y las lecciones acumuladas.
La característica del proceso de fundición de hierro fundido en un horno eléctrico es que el grado de sobreenfriamiento de la aleación aumenta y la temperatura de sobrecalentamiento es mayor después de la refundición del hierro fundido, lo que genera nuevos problemas en el control de calidad del hierro fundido.
El metal caliente del horno después de la refundición contiene menos contenido de impurezas en la cúpula, lo que significa una mayor pureza, en su falta de cristalización heterogénea del núcleo en el proceso de solidificación, solidificación con las fluctuaciones constituyentes y la concentración de altibajos a más débil, lo que hace que aumente el grado de sobreenfriamiento (aquí se refiere al llamado grado de sobreenfriamiento de la misma composición en la coagulación de la aleación de hierro y carbono que la temperatura real junto con el sistema estable que forma parte de la temperatura de cristalización), la posibilidad de aleación La solidificación junto con el departamento de estabilidad de la interfaz, es el producto de cristalización del contenido de Fe3C (cementita) aumentado, mientras que la cúpula de hierro fundido debido a que contiene un núcleo más heterogéneo, junto con la estabilidad durante la solidificación es una tendencia en el desarrollo de grandes, En el fe -Diagrama de fase de aleación C, ferrita y grafito son los productos de cristalización estable.
Características de fundición de hierro fundido en hornos eléctricos, requisitos en la selección de composición de los trabajadores de fundición de hierro fundido, relación de carga, dosificación de chatarra de acero, proceso de inoculación, aumento de descarburación de carbono, desulfuración, proceso de esferoidización, proceso de vernacularización por inyección, control de temperatura, proceso de vertido y el diez aspectos de los problemas necesitan renovar la idea, tomar medidas prácticas para garantizar y mejorar la calidad del producto.
Relación de carga de hierro fundido de horno eléctrico y hierro fundido sintético
En la industria de la fundición, a menudo se dice que la composición de los materiales de fundición determina la estructura y las propiedades de la estructura; Esta frase no es exhaustiva. En nuestra práctica de producción, encontramos que muchos hierros fundidos, en la misma composición, las propiedades mecánicas son bastante diferentes. La calidad del hierro fundido no solo está relacionada con su composición, sino que también tiene una estrecha relación con la relación de carga (dosis de arrabio, dosificación de chatarra, dosificación de retorno, dosificación de aleación), temperatura de fusión y del horno, proceso de inoculación, etc. Llamado hierro fundido sintético se refiere al material de hierro fundido hecho por el método de cementación y utilizando más del 50% de chatarra de acero en la mezcla. Debido a la alta temperatura de fusión, solo es apto para ser fundido en el horno eléctrico. En la actualidad, la fundición sintética se compone principalmente de fundición gris sintética y fundición dúctil.
A través de mucha práctica, para HT250, HT300 y otros hierros fundidos grises de alta resistencia, la resistencia de la chatarra y el hierro fundido afectan la estructura.
1. Ingredientes tabú
(1) Con la combinación de chatarra de acero de alta proporción (especialmente chapa de barco) y carga de retorno de alta proporción (tubería de vertido, fundición de residuos, chatarra de hierro), la cantidad añadida de chatarra de hierro gris sintético no deberá exceder el 50 %;
(2) Mezclar chatarra de acero en alta proporción (especialmente chapa de barco) con arrabio con alto contenido de azufre y fósforo;
(3) Más del 40% del cargo de devolución (huellas, desechos de fundición, limaduras de hierro).
2. Mezcla optimizada de ingredientes (%)
Constituir cargo por devolución de chatarra de arrabio
La relación de A403030
La relación de B304030
La relación de C204040
La relación de D205030
3. Contenido de azufre de manganeso
El contenido de manganeso puede alcanzar el 1.0-1.2 % cuando es necesario aumentar la dureza, pero no se requiere el aumento correspondiente del contenido de azufre (el contenido de azufre en el hierro gris se analiza por separado).
Una empresa con el fin de ahorrar costos, chatarra multipropósito, en dos meses de producción de prueba de hierro sintético de alta fundición, la dosificación de chatarra de acero fue del 60%, hubo un tiempo en una chatarra de nuevo a la carga adicional y pequeñas cantidades de limaduras de hierro, el original la calidad es buena, pero después de un período de tiempo encontró una cavidad de contracción de volumen de fundición blanca, porosidad de contracción y puntos duros, y constante cada vez más grave.
La causa de este defecto: se juzga preliminarmente que el alto contenido de MnS en el hierro fundido provoca la microcavidad de contracción y la porosidad de la fundición, y la mancha dura blanca se forma por el enriquecimiento de MnS. Esto se debe al alto grado de El contenido de Mn de los componentes de hierro gris HT300 es mayor (1 %), combinado con la propia chatarra de acero con alto contenido de manganeso también (16 acero con manganeso que contiene Mn en 1.6 %) en el entarimado, y chatarra de acero en el S y S en hierro reciclado (hierro) y La reacción de manganeso de MnS en la acumulación de carga del horno alcanza un cierto grado, generará demasiado para producir los defectos anteriores.
Para reducir el CONTENIDO de MnS en el hierro fundido, generalmente se ajusta agregando una cierta cantidad de arrabio nuevo de alta calidad (bajo S y bajo Mn). Además, mejorar el efecto de la inoculación puede hacer que el MnS sea refinado y reducir sus efectos adversos.
Cuando la cantidad de acero de desecho es demasiado grande, porque el punto de fusión del acero de desecho es de aproximadamente 1530 grados, y el punto de fusión del hierro fundido y la carga de retorno es de solo 1230 grados, más acero de desecho aumentó el consumo de energía, aumentó la tendencia de sobreenfriamiento de hierro fundido, también adsorbe una gran cantidad de nitrógeno, en términos generales, el proceso de fundición sintética no es adecuado para fundición gris, pero más adecuado para hierro dúctil
En segundo lugar, sobre el problema del azufre y el hierro fundido gris del horno.
Como se mencionó anteriormente, en comparación con el proceso de fundición de cubilote de hierro fundido mediante un horno de inducción de frecuencia media, además de las ventajas de la alta temperatura de fusión, existen muchas desventajas, principalmente en tres aspectos: primero, la tendencia del hierro fundido a sobreenfriarse es relativamente grande, que puede producir fácilmente grafito tipo D y E afectando las propiedades mecánicas del material; El segundo es que el hierro fundido es puro y el núcleo de cristalización heterogéneo es pequeño, lo que conduce a un efecto de inoculación deficiente. Bajo la misma condición de composición, la resistencia a la fundición es baja y el hierro es duro. En tercer lugar, la tendencia a la contracción es mayor, cuando el contenido de manganeso es mayor en el hierro fundido gris de alta calidad, es fácil que se produzcan cavidades de microcontracción y porosidad.
Las medidas para abordar los problemas anteriores son las siguientes:
1. Agregue un tiempo de retención a alta temperatura en la última etapa de fusión para que los granos de hierro fundido de todo tipo de carga sean lo más uniformes posible, especialmente el grafito refinado;
2. Aumentar adecuadamente el núcleo extraño (como el sulfuro), mejorar el efecto de inoculación y promover la formación de grafito tipo A;
3. Controle el contenido de azufre y manganeso y la relación de hierro fundido gris de alto grado, controle la relación de carga de retorno para lograr la composición adecuada.
Estas medidas son diferentes para productos de fundición con diferentes estructuras, que deben dominarse en la práctica.
Un día, en cierta empresa, se fundió hierro fundido HT6 de ceniza de 300 hornos en un horno eléctrico, y se fundieron válvulas hidráulicas G03, G02 y otros productos. Después de diseccionar los tejidos internos, se encontraron grandes áreas de microorificios por contracción, aflojamiento por contracción y agrietamiento por contracción, y se desecharon un total de 830 piezas (ver imagen adjunta). Se detectaron dureza Brinell HBS241, componentes químicos C3.27, Si1.78, Mn0.83, S0.087, P0.04. Perlita 98%, grafito en forma de E hasta 80% (Tipo A 20%), longitud de grafito 5 grados. De acuerdo con el análisis de investigación del personal pertinente, el material de hierro fundido debe ser un problema.
Los resultados del análisis de composición química parecen ser normales para las fundiciones HT300 de paredes delgadas en general, sin embargo, existen problemas con las fundiciones de válvulas hidráulicas (con paredes más gruesas). La causa de este defecto: se juzga preliminarmente que el contenido de MnS en la El hierro fundido es demasiado alto, lo que provoca el microagujero de contracción, la porosidad de contracción y el agrietamiento por contracción de la fundición, es decir, el contenido de S y Mn en el hierro fundido está más allá del rango adecuado para la fundición (hay diferencias en componentes de diferentes fundiciones).
Debido a la adición de una cierta cantidad de agente de aumento de S en la fundición, el contenido de S y Mn en el hierro fundido se acumula hasta cierto punto, lo que conducirá a que el contenido de S en el hierro fundido exceda los requisitos de solidificación y cristalización normales de la fundición en sí, causando tales defectos. Contramedidas: deje de agregar agente de aumento de S, ajuste el contenido de Mn, garantice el contenido normal de cinco elementos de hierro gris HT300 y elimine todos los defectos después del ajuste.
El aumento del agente S al unirse a la ceniza del horno de hierro fundido para formar una cierta cantidad de MnS, como el núcleo heterogéneo, mejora el efecto de la inoculación, lo que desde la teoría es correcta, pero la mayor parte de la literatura en los últimos años, el horno eléctrico alto El grado de contenido de S de hierro gris debe controlarse en 0.05 0.10% más apropiado, sin embargo, muchas fábricas de práctica han demostrado que cuando el contenido de Mn es de aproximadamente 1%, si el contenido de S de fundición supera el 0.05% del análisis de composición, los defectos de la cavidad de contracción , la fundición comienza cuando se produce una contracción del volumen del contenido de S superior al 0.07%, ¿cómo explicar este fenómeno?
S hay dos formas de hierro fundido gris, es un tipo de sustancia simple, la otra es una combinación de MnS, el hierro gris juega un papel central en los cristales y combina principalmente el estado de MnS, ahora estamos probando el método (tanto análisis químico y análisis espectral), solo puede analizar fundición y hierro fundido en el estado elemental S, y S está en el ensayo de estado combinado (MnS). Cuando el contenido de S elemental supera el 0.05%, el contenido de S en el estado combinado es relativamente alto. En este momento, el contenido de hierro fundido es el siguiente:
MnO+FeS=MnS+FeO, FeO+C=Fe+CO o 2FeO+C=2Fe+CO2
En este momento, el hierro fundido en el proceso de solidificación precipitará CO o CO2 y producirá parte del polvo marrón de MnS, formando la contracción del gas de reacción de la escoria de hierro. Mientras se cumplan ciertas condiciones, tal contracción del gas ocurre no solo en el metal caliente del horno eléctrico sino también en el metal caliente de la cúpula. De hecho, en el proceso de fusión hemos añadido algo de azufre, que procede de:
1. Traído por el sistema de vertido del horno de retorno, el contenido de azufre y fósforo en el sistema de vertido es mucho mayor que el de la fundición;
2, el azufre en arrabio, el contenido general de arrabio y azufre no es alto, y compramos arrabio ordinario que lleva diferentes grados de escoria (basura), no probaremos, pero esta basura contiene fósforo con alto contenido de azufre, será traído en el horno;
3, chatarra de acero y arrabio y otra carga de óxido, el contenido de óxido de hierro es mayor, en el hierro fundido aumentará la absorción de azufre. En tales circunstancias, si agregamos sulfuro de hierro para aumentar S, será demasiado. En la producción real de hierro fundido gris de alta calidad, es adecuado controlar el S elemental en el hierro fundido entre 0.03 y 0.05 %.
III. Reproducción y modificación de hierro gris de alta calidad en un horno eléctrico.
Sobre el alto grado de tecnología de hierro gris (HT300, por ejemplo), la cantidad de inoculación de hierro tradicional es 0.3 0.4% (principalmente producción de cúpula), en los últimos años, con la popularidad del horno eléctrico, la cantidad de inoculación aumenta gradualmente, la información más reciente recomendación 0.5 0.6%, uno mismo a través de la práctica a largo plazo, la elección de la cantidad de inoculación es de alrededor del 0.8%, gana fuerza, dureza y maquinabilidad, después del procesamiento, los defectos internos de las piezas fundidas se reducen considerablemente.
Una empresa que fabrica válvulas de solenoide de alto grado, los requisitos técnicos de la dureza de fundición superior a HB200, la resistencia es superior a 300 n/era, el espesor de la pared principal de este producto es superior a 50 mm, a través de muchos experimentos, al mismo tiempo de aumento una cantidad de inoculación, tome la inoculación de la segunda corriente, para eliminar el defecto de la pared gruesa, traiga la organización voluminosa, mejora la densidad de fundición, garantiza la calidad del producto.
En cuanto a la inoculación de fundente secundario de hierro fundido, la adición de 0.2-0.7 mm de agente de inoculación uniforme antes del vertido es más adecuada para piezas gruesas, pero aumenta el rendimiento de contracción del hierro fundido cuando se utiliza para piezas pequeñas.
Hubo un período en el que la superficie de algunos productos de cierta empresa mostró una alta dureza de punto brillante blanco después del procesamiento y la herramienta se resbaló. Después del análisis, resultó que el trozo del agente de endogamia era demasiado grande, lo que no era adecuado para la capacidad del hierro fundido. Como resultado, el agente de endogamia no se fundió completamente cuando se vertió el hierro fundido, y la cantidad local de silicio de la fundición se enriqueció para formar la fase de endurecimiento. El mismo defecto ocurre cuando el hierro fundido se incuba a baja temperatura con el flujo secundario.
Es una empresa especializada en la producción de la fábrica de piezas hidráulicas de hierro gris HT300, fundición de un cuerpo de bomba KP, espesor de pared de fundición de alrededor de 30 mm, según la experiencia de los ingredientes de composición HT300, componentes de metal caliente: C3.0-3.1%, Si1.7. 1.8-0.95 %, Mn1.05-0.05 %, P0.04 %, S300 %, tracción de la anatomía del cuerpo de fundición hasta XNUMX n/era, pero cerca de la entrada para múltiples productos, contracción y fisuración por contracción, sea cual sea el sistema de entrada ajuste, no hay efecto,
No hay más remedio que aumentar el equivalente de carbono y reducir la resistencia, y ajustarlo a C3.2-3.3% y Si1.8-2.0%, y los defectos desaparecerán. Sin embargo, después de la prueba de presión, la mayoría de los productos producirán fugas de expansión, y la resistencia a la tracción de la prueba a granel tampoco está calificada, lo que resulta en el retorno a granel de la fábrica principal del motor. Asociado con tener un grupo de cuerpo de bomba similar antes, debido a escuchar los consejos de otros, S con pirita, hierro fundido que contiene S, cuando más del 0.07%, la contracción de fundición del área grande, acumula una gran cantidad de residuos, en Para hacer frente a este lote de chatarra, de acuerdo con el principio de desulfuración de tierras raras, cuando se une a este tipo de residuos, la inoculación en el proceso de agregar una pequeña cantidad de ferrosilicio de magnesio de tierras raras (alrededor de 0.2%), reduce efectivamente el Contenido de azufre, resuelve el problema de la cavidad de contracción.
En vista de la contracción y el agrietamiento de la bomba KP en ese momento, aunque el hierro fundido original no contiene un alto contenido de azufre, también se probó una pequeña cantidad de ferrosilicio de magnesio de tierras raras (alrededor del 0.2 %) durante la inoculación, y el resultado ideal fue También se obtuvo, y el problema de la contracción se resolvió por completo. Análisis del mecanismo del hierro fundido para producir trampa, principalmente los gases en el hierro fundido (incluyendo oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, etc.) de estos gases en la precipitación de coagulación tardía, el hierro fundido no puede agregar, los defectos y El ferrosilicio de magnesio de tierras raras, como un tipo de inoculante de hierro gris (también es un tipo de agente de nucleación), es una buena eliminación de gas, el contenido de aire caliente se reduce considerablemente, los defectos se eliminan.
