球铁铸件(即球墨铸铁铸件)的熔炼加工是一个复杂且精细的过程,涉及多个关键步骤和因素。以下是对球铁铸件熔炼加工过程的详细概述:
配料:
首批配料装炉必须致密,通常包含废钢和回炉料的混合料。
随后装入回炉料和生铁的混合料。
最后加入生铁和预处理剂(如SiC),以调整铁水成分。
脱硫处理:
若原铁液中硫含量较高(超过0.020%),需进行脱硫处理。常用的脱硫剂有碳化钙(CaC2),可有效降低硫含量至0.015%以下。
脱硫处理通常在球化处理前进行,以确保球化反应的成功。
熔炼设备:
感应炉、冲天炉、电弧炉等均可用于熔炼球墨铸铁原铁水。其中,感应炉因其铁水纯净、元素烧损率低、温度易于控制等优点,在大型铸造厂中广泛应用。
感应炉炉料包括生铁、废钢、铸件回炉料、铁合金、切屑和增碳剂等。
熔炼温度:
铁水需经过适当过热后,在合适温度出炉。一般原铁水出炉温度不低于1420℃,有些合金球墨铸铁熔点较高,需在更高温度出炉。
熔化一般球墨铸铁的坩埚加热温度在1550℃以下,熔炼熔点更高的铁水时,坩埚还需承受更高温度。
球化处理:
球化处理是球墨铸铁生产中的关键工序,旨在将铸铁中的石墨形态由片状转变为球状。
主要球化剂为镁合金、稀土合金(以Ce、La为主的轻稀土和以Ye为主的重稀土)和钙。这些球化剂在铁液中形成石墨球核心,并在凝固期间形成球状石墨。
球化处理过程中,需严格控制球化剂的加入量和加入时间,以确保球化效果。
孕育处理:
孕育处理是在球化处理后进行的一种强化石墨球化的手段。通过加入孕育剂(如硅铁、硅钙等),细化石墨球并提高其圆整度。
孕育剂的加入量需根据铁水成分和铸件要求进行调整。
成分分析和调整:
熔炼过程中需定期取样进行成分分析,并根据分析结果调整铁水成分。
通过添加合金元素(如硅、锰、铬等)和调整碳当量(Ceq),使铁水成分满足铸件要求。
扒渣和出铁:
在铁水达到出铁温度后,需进行扒渣处理以去除铁水中的非金属夹杂物和炉渣。
扒渣后出铁,将铁水倒入浇包中准备浇注。
控制硫含量:
原铁液的硫含量及其他微量元素不宜过高,以免增加球化剂成本并影响铸件质量。
稳定球化处理:
针对不同产品和原铁液硫含量,需制定详细的作业指导书并严格执行以确保球化处理稳定。
避免等待时间过长:
球化孕育处理后应立即进行浇注以避免残留镁烧损和孕育效果衰退。
综上所述,球铁铸件的熔炼加工是一个涉及多个环节的复杂过程需要严格控制各个环节的参数和条件以确保铸件质量。