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        冷拉異型鋼主要用于減少后續渣鐵流對渣鐵靜

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          中的碳以片狀的石墨形態存在,它的斷口為灰色,通常又叫灰口鐵。由于石墨質軟,具有潤滑作用,因而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。但它的抗拉強度不夠,故不能鍛軋,只能用于制造各種鑄件,如鑄造各種機床床座、鐵管等。

          生鐵一般指含碳量在2~4.3%的鐵的合金。又稱鑄鐵。生鐵里除含碳外,還含有硅、錳及少量的硫、磷等,它可鑄不可鍛。

          中的碳以片狀的石墨形態存在,它的斷口為灰色,通常又叫灰口鐵。由于石墨質軟,具有潤滑作用,因而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。但它的抗拉強度不夠,故不能鍛軋,只能用于制造各種鑄件,如鑄造各種機床床座、鐵管等。

          生鐵是鑄造基礎的原料,長期以來對于鑄造生鐵的質量控制往往還停留在化學成分的層次上。

          隨著我國機械制造業的不斷進步,大規模機械化生產的大型鑄造生產企業越來越多, 對生鐵的質量要求也越來越高,我們不僅要求生鐵的化學成分要合適,而且對生鐵的外觀質量、含渣量、致密程度等都有了高的要求。

          鑄造生鐵一部分是由小型高爐生產,與此同時,因為在生產中使用的鑄鐵機,沒有統一的標準,使用過程中也沒有規范的制度, 使得影響生鐵質量的因素很多。一些鑄造生鐵的外觀質量差,含渣量大,以及一些生鐵內存在大量空洞等缺陷,這些缺陷的存在,給鑄件生產會帶來一些不利的影響,也給生鐵生產企業造成一定的經濟損失。鑄造生鐵的質量直接影響到企業的生存。為此,我們以新疆阜康金鑫鑄造有限的鑄造生鐵為例,探討鑄鐵生產過程中一些缺陷的產生原因

          當生鐵錠渣滓含量過高時,就會出現“渣子鐵”現象。在生鐵錠表面漂浮的渣滓,不僅嚴重影響表面質量, 在熔煉過程中帶來大量的一次性渣,而且使得澆注的鑄件中容易產生夾渣缺陷。

          “渣子鐵”產生的原因是出鐵時渣鐵分離效果差,使得鐵液中帶渣過高。這主要是因為高爐爐溫控制不當,出鐵時溫度較低,使渣鐵物理熱較差,渣鐵難分離;再就是出鐵過程中出鐵槽斜度過大,鐵液流動紊亂,沖擊力大,破壞了渣鐵的靜置分離;澆注后期在簡易撇渣器中剩余的鐵液和雜質無法分離;鐵液緩沖包中的焦粉被沖入流道;鐵液含碳量過高時,鐵液中析出大量石墨碳,使鐵液粘度增加,渣子不易上??;工人在澆注過程中的人為擾動(疏導流道或流嘴)使流入模具的雜質增多等。

          高爐熔煉過程中產生的渣是生鐵錠含渣量的主要來源。要想減少生鐵錠中的含渣量,首先要穩定高爐的爐況,保持合適的出鐵溫度,確保渣鐵分離。

          與此同時,應加強在主鐵溝的渣鐵分離效果??刹捎忙P椭麒F溝。其區別于傳統主鐵溝的特點是將下渣溝的排渣口加寬, 并使溢流渣壩遠離主溝中心線°的斜坡。渣流在主溝內成90°改變方向,渣中鐵粒受慣性影響,很快沉降,極有利于渣鐵分離。

          確定主出鐵溝的截面尺寸,降低鐵液流速,依據相關資料,要使渣中帶鐵率小于0.1%,主鐵溝中鐵液流速應低于1.7 m/min??衫媒o出的主溝截面參考公式,確定主鐵溝截面的尺寸。

          在主鐵溝中段再增加一個擋渣板。主要用于減少后續渣鐵流對渣鐵靜置分離效果的影響,同時可以調整擋渣板與主溝長度方向的夾角,引導渣鐵流的流向,減少對撇渣器橫梁的沖擊。擋渣板的寬度應為主溝寬度的1/2左右,可利用材質輕的耐火材料,直接漂浮在主溝中,實現該功能。采用以上工藝措施,渣滓鐵出現量減少了80%。

          出鐵溫度不但影響渣鐵分離效果,而且影響鐵液的流動性。當出鐵溫度控制不當時,鐵液流動性極差, 爐前工人需不斷疏導鐵液, 生鐵錠表面質量極差。適當增加鐵液的過熱度, 可以改善鐵液的流動性,但過熱度過高容易發生縮孔縮松等缺陷。

          要確保高爐鐵液的出爐溫度,當某爐的鐵液較少時,鐵液的溫度低、流動性差,生鐵表面質量相應很差。這主要是由于工人不按要求提早開包眼造成的。所以必須要求當鐵液達到指定高度時才能開包眼。

          可以采用模具化流嘴設計,改善流嘴處的鐵液流動狀態。由于大多數流嘴是由爐前工人手工制作,散水面的高度、寬度,散水面側壁的斜度、搗實程度等都因人而異,普遍存在的問題是流嘴偏心。

          在這種情況下,鐵液旋轉時其速度不斷變化,流動狀態不穩定。為此可采用類似于鑄件造型時的工藝,以標準的模型來制流嘴,也可以用耐火材料預先制成標準件使用。

          生鐵表面有旋渦狀痕跡,表面極不光潔,與“渣子”鐵相似,但表面的粗糙并不是由渣子造成,而是多伴有析出性氣孔。

          旋渦鐵產生的原因,主要是由于澆注時模具尚未烘干,當鐵液澆入模具后,模具內腔上附著的水分短時間內急劇沸騰、蒸發,形成氣泡,從鐵液中向外溢出,使鐵液在模具內不斷翻滾,隨著鐵液的逐漸冷卻凝固,便會在鐵塊表面形成漩渦狀痕跡。

          由于在通常的小高爐生產的工藝中,生鐵錠的冷卻是依靠噴淋水,所以,當澆注后的塊模具到達后一道噴淋水處時,必須要準時打開噴淋水。如果鑄鐵機操作人員提前開啟冷卻噴淋水,將使一些沒有被生鐵錠預熱的鑄鐵模內沉積冷卻水,而當沒有達到預熱溫度的模具經噴漿后,水分難以干燥,終導致澆注后產生旋渦鐵。因此,必須要準確控制噴淋水開啟時間,保證每一塊模具都是達到預熱溫度后再噴漿。

          另一種方法是分段噴淋。比如分為兩段噴淋,剛開始澆注時僅用前一段(半)噴淋水進行噴淋冷卻,等塊模具到達后1道噴淋水處時,再打開后一段(半)噴淋水。

          噴淋水水量的調節也應分階段進行?,F場觀察發現,澆注后的前一段時間(10 min左右)內,鐵液流量較大,使鑄鐵機轉速較快。這時需要把冷卻水開到,才能使落入鐵倉的鐵塊達到冷卻溫度的要求。

          但等堵上鐵口后,鐵液緩沖包內的鐵液逐漸減少,鐵液流速相應下降,此時如果保持前面的冷卻水量,就會使部分模具積水,不易干燥。故噴淋水的調節至少應分為兩個階段,以堵鐵口時刻為粗略的分界線。鑒于本之前噴淋水的調節閥門調節精度不高,且調節不便,尤其是冬季,水汽嚴重,不僅阻礙工人的操作視線,同時帶來安全隱患。在技術改造過程中,將噴淋水調節閥門全部布置到鑄鐵機控制室內,并要求調節閥門有足夠的調節精度,噴淋水水量相應變化處在一個穩定值。這樣,工人不用頻繁觀察水量大小,而是通過調節閥門角度來粗略控制水量的大小,實現噴淋水的分段控制。之后擬通過在鑄鐵機機尾部安裝攝像頭,以觀察模具干燥程度,從而進行適當調整。

          空心鐵也是我經常出現的一種生鐵錠的鑄造缺陷,并常常不被鑄件生產企業所接受??招蔫F主要分兩種情況,一種表現為較大的縮孔或疏松,另一種表現為存在大量的皮下氣孔。

          縮松縮孔產生的原因通??梢哉J為是生鐵錠凝固過程造成的,是因為生鐵錠在冷卻過程中,由于外層先凝固,而內部后凝固得不到補縮而形成縮孔和縮松。但是對空心缺陷部位的化學成分分析表明,其含碳量均大于10%,而且在空心處還經常存在大量的鱗片狀石墨,由此說明,過共晶含量的生鐵,含有較高的碳量,而凝固過程中產生的石墨漂浮,也促進了生鐵錠中的縮孔和縮松。

          對于生鐵錠中縮孔和縮松可以采用降低澆注速度,控制噴淋冷卻時間,使鐵塊表面結殼推遲的方法。同時盡可能的避免生產過共晶程度較大的生鐵,將生鐵中的含碳量控制在3.8%~4.4%附近。

          生鐵錠中的皮下氣孔是由于在上表皮凝固時,鐵錠中的氣體沒有被排除造成, 而氣體的來源主要有以下幾個方面,一是鐵模中的水分被鐵液分解為氫原子和氧原子并進入到鐵錠中, 在鐵錠凝固時溶解度下降而析出,但由于鐵錠表面已凝固而不能排除而造成;二是生鐵中含碳量過高,在高溫下氧化形成CO,但又不能充分排除造成;第3種情況是由于生鐵在澆注時旋流嘴使鐵液加速旋轉,鐵液運動狀態不定,將空氣卷入,在鐵液凝固前氣體未能及時析出,終以氣孔的形式存在于鐵塊表皮下。

          為此,我們可以采用以下一些措施來減少以至消除這些缺陷,例如,減緩鐵液流的速度,改善鐵液流動狀態,避免空氣卷入,控制生鐵錠的凝固時間,以及控制含碳量等措施。但重要的還是要合理控制噴漿的時間、數量,確保鐵模能夠在鐵液澆注前徹底干燥,避免水分進入到鐵液中

          在高爐生產鑄造生鐵的過程中,除了確?;瘜W成分穩定之外,鑄造生鐵錠還存在一些常見的鑄造缺陷。其中包括渣滓鐵、旋渦鐵、空心鐵等。渣滓鐵中的渣滓主要來源于鐵液中未能分離的渣和流道中卷入的渣。故應采取穩定鐵液出爐溫度、保障鐵液流動平穩、增強鐵渣分離和檔渣等措施;旋渦鐵主要是由模具內腔上附著的水分沒有干燥,遇鐵液后急劇沸騰、使鐵液在模具內不斷翻滾,隨著鐵液的逐漸冷卻凝固而形成。所以應采用嚴格控制噴淋工藝,確保鐵模預熱溫度的方法來解決;空心鐵是由于凝固時縮孔、石墨的漂浮,以及生鐵錠中析出的氣體和卷入的空氣不能充分排除而造成。應采用減緩鐵液流的速度,改善鐵液流動狀態,避免空氣卷入,控制生鐵錠的凝固時間和含碳量等措施來解決

          吳宦善, 王朝正, 熊小星,等. 硅石在高爐冶煉鑄造生鐵過程中的作用[J]. 江西冶金, 1984(1):74-78.

          陳沾金. 關于生產鑄造生鐵工藝路線的選擇[J]. 海南礦冶, 1994(1):8-11.

          王克非, 王世俊. 鑄造生鐵氧化脫磷的試驗研究[J]. 安徽工業大學學報(自科版), 2000, 17(3):184-187.
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