
鐵水在爐中的過熱溫度高低對(duì)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(diǎn)是相同的,**是存在一個(gè)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(xì)化,基體組織致密,鑄鐵強(qiáng)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(duì)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(huì)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(duì)太高的過熱敏感性更大,性能下降更明顯,因此對(duì)鐵水溫度過熱也要有一個(gè)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(qiáng)度 | 硬度 | 彈性模量 | 鐵液含氧 | 成熟度 | 相對(duì)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(dá)到較高的溫度。因?yàn)檫@樣不但可使鐵水與雜質(zhì)充分分離,鐵水得到凈化,流動(dòng)性提高,易于澆出優(yōu)質(zhì)鑄件。而且鑄鐵中A型石墨細(xì)小,共晶團(tuán)數(shù)增加,珠光體組織細(xì)密,力學(xué)性能提高。但是鐵水過熱溫度也存在一個(gè)臨界溫度范圍,超過這個(gè)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?yàn)殍F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(duì)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(shí)間 (高溫熔煉,低溫澆注),都會(huì)使鑄鐵的石墨和基體組織細(xì)化,提高鑄鐵的強(qiáng)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(shí),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(shí)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(hào)即碳硅量的高低密切聯(lián)系的。牌號(hào)越高,碳硅量越低,過熱溫度范圍也越高。從HT250至 HT350,國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家灰鑄鐵的出鐵溫度為1500~1550℃,國(guó)內(nèi)一般建議1480~1520℃。
孕育鑄鐵的出鐵溫度
牌號(hào) | 鐵水的出鐵溫度℃ |
HT250 | 1480~1500 |
HT300 | 1490~1510 |
HT350 | 1490~1520 |
對(duì)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(shí)踐證明,把鐵水溫度控制在1480~1520℃,即能保證鑄件質(zhì)量,同時(shí)節(jié)約能源,這是因?yàn)椋?/span>
合適的過熱溫度減少了鐵水的氧化及硅、錳的燒損。
理論計(jì)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(shí),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?yàn)闆_天爐內(nèi)達(dá)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(shí)際生產(chǎn)中具有著巨大的實(shí)際意義。
但鐵水的高溫靜置時(shí)間不宜過長(zhǎng),一般8-10分鐘為宜。
高溫靜置時(shí)電爐需完全停爐操作,不能低功率運(yùn)行,保證渣等夾雜物充分聚集和上浮。鐵水高溫靜置的時(shí)間進(jìn)行多次打渣和取樣化驗(yàn)等工作;待成分化驗(yàn)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(shí)間,減少石墨核心的燒損。