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德國球墨鑄鐵的熔煉和處理技術,技術人員看看有哪些不一樣?

发布日期:2019-07-26 内容来源于:/

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1977年德國所産球鐵的64%是由感應電爐熔煉的,15%由熱風沖天爐、2.3%由冷風沖天爐熔煉,其余直接用高爐和其他熔爐的鐵水處理。

 

德國球鐵原鐵水的出滬溫度一般在1520℃以上。所以雙聯熔化法在球鐵生産中得到廣泛應用,主要用于調整沖天爐和高護鐵水的化學成分及溫度。

 

據筆者在德國考察,即使有直讀光譜儀監測,冷風沖天爐熔煉的球鐵質量波動也很大,因而沖天爐熔制球鐵正逐漸被電爐取代。德國生産的大型球鐵件都是采用電爐熔煉,例如THYSSEN公司FWH鑄造廠就裝有一台65t,兩台35t和一台8t工頻爐,生産過l80t重的鑄件。

 

一、球鐵專用生鐵

 

GGG-40鑄態球鐵約占德國球鐵總産量的70%。爲保證鑄態達到要求性能,僅把含錳量低作爲質量標志已遠遠不夠,更重要的是要求千擾球化元素和穩定珠光體元素的含量低而且穩定。德國高爐生産的球鐵專用生鐵的成分見表1,其微量元素及其含量不大于以下數量。


 

生产厚大断面球铁要特别住意炉料中千扰球化元素Ti, Pb, Sb, Bi,促进碳化物元素B, V, Cr和稳定珠光体元素Mn, Gu,  Sn的含量。

 

德國在爐料配比中,生鐵所占比例已從1960年的32%下降到1987年的16%,相反廢鋼由18%上升到39%。



 

二、化學成分選擇

 

表2近似給出了球鐵原鐵水的化學成分,括號中的數字是可能使用的合金元素含量。

 

德國球鐵的碳當量一般爲4.2~4.3%。當鑄件模數〔M)較小時,鑄態無碳化物存在所需碳當量的最小值可按此經驗公式確定:



为了降低所需的过热温度,减小铁水收缩倾向,在相同碳当量情况下,应采用尽可能高的碳和低的硅。所以普通球铁的含5i量不超过2.6%;特殊球铁GGG一35.3和GGG-40.3的含Si量不超过2.100/a e随着Si% x Sc(共晶度)乘积的增加(一般球铁不超过3.0},石墨球数量和生成铁素体倾向亦增大。



 

在通常GGG-4o的化學成分範圍內,若錳含量小于0.7%,鑄態鐵素體球鐵中珠光體數量主要不是由錳,I}是由微量元素錫、鉻和殘余鎂量確定。關于伴隨元素和幹擾元素對上述球狀珠光體數量的影響有如下經驗公式:

 

珠光体量(%)=-2 .45+768.〔%Sn)一5"2"(%Si+106.(%Mg)-142. (%CO)+138.(%Cr)+549(%N)+101.(%Al)+51.6(%P)

 

德国铁素体球铁的含锰量一般为0.1-0.2%,珠光体球铁为0.3---0.4. 普通球铁的含磷量保持在0,08%以下,高韧性球铁则要求低于0.05% 。原铁水含硫量一般要求小于0.02%,否则要进行脱硫处理。

 

MG殘取決于鐵水停留時間和鑄件壁厚,一般爲0.02-"0.08%,爲抵消于擾元素的影響.大部分球化劑中含有約1,0%的稀土元素。各種幹擾和伴隨元素的最大允許含量取決于鑄件壁厚,如果低于表3給出的含量,則可不加稀土元素。



三、球化處理

 

德國采用改進的中間包處理球鐵工藝,鎂的吸收率可達60%,鎂燃燒生成的煙氣減少80%,因此其應用較廣泛。

 

鍾罩法在大型球鐵件生産中廣泛采用,如FWH廠就用此法生産。該法處理鐵水效果穩定,鎂的吸收率高,增矽量只有0.2-0.5%由于球化反應強烈,有利于反應物上浮。但處理過程中熱量損失較大,所需時間較長。鍾罩法所用球化劑按重量以塊狀形式供貨,其化學成分見表4。

 

適合于沖入法的球化劑成分見表5,其中VL63(s)和VL53(s)的稀土量很高,用于處理冶金質量特殊的鐵水。



 

球化處理的須往意原鐵水中欽的含量,隨著钛含量增加,實現完全球化所需的Mg含量也上升。當Ti大于0.05%時,將強烈地阻礙球狀石墨形成,並減少石墨球數量。最有害的是钛會降低其他幹擾元素的臨界值,從而增大其危害性。但其不利影響可通過球化劑中含有的铈抵消。



 

四、孕育處理

 

德國通用的球鐵孕育劑除普通FeSi外,FeSi-Zr和FeSi-Mn-Zr亦有廣泛應用。常見的孕育劑的化學成分見表6



 

ZL80是一種應用廣泛,孕育衰退慢的孕育劑,有不同的熔點可洪選擇。ZIRCOGRAF熔解速度快,可用于各種孕育工藝。

 

球铁孕育剂的含铝量应小于1%,粒度不超过8mm。适宜的孕育处理温度为1400--1480℃ 从孕育处理到浇注完成的时间一般不超过}5分钟。多次孕育最适合于球铁的生产,为此单件小批生产的大中型铸件都采用浇口盆孕育,机器造型的小型铸件}}l采用型内孕育或随流孕育工艺。孕育块埋在浇口盆中或直浇道底

部,操作简便。一般浇包孕育时孕育量取0.4‘一0.5%,如果还要进行二次孕育,浇包孕育量最多0. 3% O浇口盆或型内孕育量为0.1-0.2%,如果孕育量太大,反而会造成“过孕育”缺陷,如石墨漂浮,缩孔缩松等。

 

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