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GS
常称A3线,冷却时,不同的含碳量的奥氏体中结晶出铁素体的开始线
ES
常称Acm线,碳在奥氏体中的固溶线
ECF
共晶线
PSK
共析线,常称A1线
2、金属材料的物理和力学性能
1)、物理性能
a)、密度(ρ):
某种物质单位体积的质量。
表达方式:
ρ=m/V(其中:
ρ--kg/m3;
m—kg;
V--m3)。
b)、熔点:
金属或合金从固态向液态转变时的温度。
c)、导热性:
金属材料传导热量的性能。
通常采用热导率(λ)表示,单位为W/(m.K),热导率越大,金属的导热性能就越好。
d)、导电性:
金属材料传导电流的性能。
通常采用电阻率(ρ)表示,单位为Ω.cm,电阻率越小,金属的导电性就越好。
e)、热膨胀性;
金属材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性。
f)、导磁性:
金属材料在磁场中受到磁化的性质。
根据金属材料在磁场中磁化程度的不同,可分为铁磁性材料(如:
铁、钴等)、顺磁性材料(如:
锰、铬等)、和抗磁性材料(如:
铜、锌等)三类。
2)、力学性能
一般理化分析的项点有:
化学成份、机械性能(抗张强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、硬度(本体和试样)、冲击韧性)、金相组织。
化学成份的分析方法有:
溶液比色法、光谱分析法
抗张强度(σb)的计算公式:
σb=Fb/S0
屈服强度(σs)的计算公式:
σs=Fs/S0
伸长率(δ5)的计算公式:
δ=(L1-L0)/L0x100%
断面收缩率(ψ)的计算公式:
ψ=(S0-S1)/S0x100%
硬度的表示方法有:
布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)和维氏硬度(HV)
第二部分:
一般铸铁
晶核的生长方式有均质形核和非均质形核(异质形核)两种,而且在铸铁件的生产过程中,细化晶粒的主要方法是加大冷却速度和加强孕育处理。
碳在r铁中的固溶体称为奥氏体;
碳在α铁中的固溶体称为铁素体。
珠光体是铁素体和渗碳体
的混合物。
1、铸铁按石墨形态分类:
灰口铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁五种。
可锻铸铁中石墨主要形状为团絮状,球墨铸铁中石墨主要形状为球状,蠕墨铸铁中石墨主要形状为蠕虫状。
2、铸铁按合金的含量分为:
一般铸铁和特种(合金)铸铁
3、铸件的凝固方式:
逐层凝固:
主要产品有灰铸铁、低碳钢、工业用铜、工业用铝等。
糊状凝固:
主要产品有球墨铸铁、高碳钢、铝铜合金、铝镁合金、镁合金等。
中间凝固:
主要产品有中碳钢、高锰钢等。
4、合金元素对铸铁结晶过程的影响:
a)促进铸铁的灰口或白口凝固;
b)在铸铁的一次结晶过程中,影响结晶相的形核过程和晶体生长方式;
c)在奥氏体碳的脱熔过程中,促使二次高碳相一石墨或渗碳体形式析出;
d)在铸铁的共析转变过程中,影响奥氏体稳定性;
e)对共晶含碳量和共析含碳量的影响;
5、灰铸铁:
是指具有片状石墨的灰口铸铁,具有以下几点特性:
a)良好的减震性;
b)良好的润滑性;
c)良好的导热性;
d)良好的铸造性(熔化方便,所需的设备和熔炼工艺简单,流动性良好,线收缩率和体收缩率较小,铸件不易开裂,适宜铸造结构复杂的铸件及薄壁铸件);
e)不具有切口敏感性。
6、灰铸铁组织形成的基本化学元素:
a化学成份。
碳、硅是强烈促进铸铁石墨化的元素,碳是石墨形成的基底,硅提高铁液中碳的活度,扩大共晶温度范围,增大形成白口的临界过冷度,扩大共晶温度范围,增大形成白口的临界过冷度,促进灰口组织形成。
适宜的碳当量范围为3.2-4.3%(Wc=2.7-3.8%,Si=1.4-2.1%),珠光体含量随碳、硅含量增加而减少。
锰在铸铁的共晶转变中具有较弱的阻碍石墨化作用,但在奥氏体分解过程中却有力地促进珠光体的形成,且锰有中和硫的有害作用,所以适宜的锰含量选用Wc=0.5-1.2%。
硫在高含量时有阻碍石墨化和白口化的作用,同时还使初生奥氏体核共晶奥氏体的支晶粗化,含硫量高时会形成硫共晶,降低铸铁的机械性能,但低含硫量对石墨形核有利,形成异质形核,合适的含硫量为Ws=0.03-0.12%。
磷不具有明显的石墨化作用,但它具有严重的结晶偏析倾向,易形成磷共晶,使铸件脆性增加,要求铸铁中的磷含量小于0.3%。
所以随着硫含量的增加铁液的流动性将降低,铸件的热裂倾向增加;
随着磷含量的增加铁液的流动性将提高,铸件的冷裂倾向增加。
灰铸铁中的五大元素对机械性能的影响:
碳、硅含量的增加,铸铁的强度和硬度下降,塑性增加;
在一般情况下,锰量的增加铸铁的强度、硬度增加,塑性、韧性降低,当锰含量过高时,除硬度外的其余性能降低;
硫增加铸铁的白口倾向,使铸铁的机械性能降低;
磷含量的增加,铸铁的硬度提高,但强度、塑性降低。
b、冷却速率的影响。
冷却速率对铸铁结晶过程的影响主要体现在相变过程中原子扩散迁移的影响,在一碳硅当量的铁液在共晶转变中,可因冷却速率的不同而生成白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。
白口铸铁的基体组织一般总是珠光体,灰口铸铁的基体组织一般总是铁素体。
C、炉料的影响。
铸铁的基体组织在一定程度上受到炉料的影响,当一种炉料换成另一种炉料时,虽然铁液的基本成份未改变,但铸铁的组织,包括石墨化程度,白口倾向以及石墨形态和基体组织等却发生了一定程度的变化,这些变化的原因是来自炉料。
在铸铁生产中,炉料对铸铁组织的影响有以下几方面的原因:
1)、生铁中石墨的遗传性,由于石墨的熔点极高,铁液在炉中的停留时间比较短,使石墨不能在铁液中完全溶解。
2)、铁料中的微量合金元素,炉料中Pb、Sb、Ti、Bi等含量超过一定值时,会使铸铁的结晶过程产生明显的过冷,使石墨产生畸变,也可能生成白口组织。
3)、炉料中含有气体(特别是氢气)对铸铁的石墨化过程也有影响。
7、灰铸铁组织中石墨类型:
均匀分布无方向性片状石墨(A型)、蔷薇状石墨(B型)、厚片(块)状石墨(C型)、晶间点状石墨(D型)、晶间网状石墨(E型)、星状石墨(F状),一般不是单一出现。
在其它条件相同的情况下A型片状石墨铸铁机的械性能较其它几种片状石墨的机械性能都好。
8、基体组织:
铁素体(F)和珠光体(P),珠光体具有较高的硬度、强度和较低的塑性,铁素体具有较低的硬度、强度和较高的塑性,灰铸铁的硬度由基体的硬度(F、P)和石墨所占的比例决定,P含量高时,铸件的可切削性较差,石墨在切削过程中有润滑作用,碳化物是硬质点,不利于机械加工。
9、孕育处理:
在液态金属中人为加入一些能够促进异质形核的物质,从而达到细化晶粒目的的方法。
灰铸铁孕育处理的目的:
1)、通过加入孕育剂,在铁液中形成大量的非均质石墨晶核,从而消除低共晶度铸铁在共晶转变过程中的白口倾向,使其结晶成为具有良好石墨形态的灰口铸铁。
2)、改善石墨形态,使过冷型石墨转变为均匀分布无方向型石墨,并获得细片珠光体基体,从而提高铸铁的强度。
3)、减少铸件上薄壁与厚壁之间由于冷却不同而产生的组织上和性能上的差别,消除壁厚敏感性,提高铸铁组织均一性。
10、原铁液的化学成份和温度:
Wc=2.6-3.2%,Wc=1.0-2.0%;
温度为1450℃,并在该温度下静置10min左右。
孕育剂的加入量:
用SiFe75时,对厚壁件:
加入量为铁液重的0.2-0.4%;
对薄壁件:
加入量为铁液重的0.3-0.5%;
适宜的颗粒为1-3mm,粉状硅铁在孕育过程中易氧化。
11、孕育处理方法:
1)、浮硅孕育法;
2)、硅铁棒孕育法;
3)、浇口杯孕育法;
4)、型内孕育法。
12、灰铸铁的机械性能和化学成份:
灰铸铁的强度由石墨形态、尺寸和基体中珠光体、铁素体的比例等因素决定,决定石墨和基体的主要因素时铸铁的共晶度及冷却速率(铸件厚度)。
铸铁的验收依据是铸铁的机械性能,化学成份仅作为验收的参考依据,在CE=3.6-4.2%的条件下,Wsi/Wc>
0.6时,在炉前的标准三角试块上不会出现白口组织。
其中CE=Wc+Wsi/2+Wp/4属于介稳定系状态。
HT250表示的意义:
HT表示灰口铸铁,250为该种铸铁的最低抗张强度为250MPa。
13、灰铸铁的铸造性能:
铸铁中共晶铸铁的铸造性能较亚共晶铸铁和过共晶铸铁都好。
14、灰铸铁的热处理:
消除铸造应力热处理(低温退火)、消除局部白口组织热处理(高温退火),适宜的低温退火温度为:
520℃-550℃,当温度高于600℃时,会使珠光体发生分解,从而降低铸件的硬度和强度。
也可通过人工失效进行去除铸件应力。
适宜的高温退火温度为900-960℃,保温后铸件出炉空冷,以促使珠光体基体形成。
第三部分:
球墨铸铁及蠕墨铸铁
1、球状石墨对铸铁基体的割裂作用是最小的。
球墨铸铁的凝固方式为糊状凝固,尽管在球化过程中有较大的热损失,但球化过程中铁液得到了很好的净化,所以球墨铸铁的流动性比铸铁强。
2、球墨铸铁依据其基体和性能特点分为六种:
铁素体(高韧性)球墨铸铁、珠光体(高强度)球墨铸铁、贝氏体(耐磨)球墨铸铁、奥氏体-贝氏体(耐磨)球墨铸铁、马氏体-奥氏体(抗磨)球墨铸铁、奥氏体(耐热、耐蚀)球墨铸铁。
3、QT450-10中QT表示:
球铁,450表示该种球铁的最低抗张强度为450MPa,10表示该种球铁的最小延伸率为10%,牌号越高铁素体数量越低,珠光体数量越高,
球墨铸铁一般需进行热处理,蠕墨铸铁一般不进行热处理。
4、墨墨铸铁的化学成份:
1)、基本元素:
a)、碳和硅。
由于石墨对基体的削弱作用很小,故球墨铸铁中石墨数量多少对其机械性能的影响不显著,当含碳量在3.2-3.6%范围内变化时,实际对机械性能无明显的影响。
碳是形成石墨的原料,当含碳量过低时,铸件易产生缩孔和缩松;
当含碳量过高时,易在铁液中产生石墨漂浮现象,使铁液中的夹杂物数量增加,降低铸铁性能,而且污染环境。
具有共晶成份的铁液,流动性最好,形成集中缩孔的倾向大,铸铁的组织致密度高。
硅的作用:
硅能减少由于使用镁或铈处理的铁液产生结晶过冷和白口的倾向;
硅还能细化石墨,提高石墨的圆整度;
硅能降低铸铁的韧性,使韧性-脆性转变温度升高。
所以,在选择碳硅含量时,应采用高碳低硅的原则。
当硅含量大于2.5%时,会使球墨铸铁的韧性降低,对铁素体球墨铸铁,一般控制的碳硅量为Wc=3.3-4.0%,Wsi=1.8-2.9%;
对珠光体球墨铸铁,一般控制的碳硅量为Wc=3.0-3.8%,Wsi=1.8-2.75%。
b)、锰。
锰促使碳化物的形成,应严格控制其含量。
含锰量的控制应依据基体的要求和铸件是否热处理而定。
对铸态铁素体球墨铸铁,要求控制在Wmn=0.2-0.3%;
对热处理铁素体球墨铸铁,要求控制在Wmn<
0.4%;
对珠光体球墨铸铁,要求控制在Wmn=0.4-0.8%,其中铸态珠光体球墨铸铁的含锰量可选高一些。
中锰球墨铸铁是一种抗磨铸铁。
c)、磷。
磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向,易在晶界处形成磷共晶,严重降低铸铁的韧性;
磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。
含磷量一般控制0.03-0.05%
d)、硫。
球墨铸铁中的硫与球化物化合,生成硫化物或硫氧化物,使球化剂的用量增加,造成球化不良,使夹杂物的数量增多,造成铸造缺陷。
但含硫量又受焦碳中硫含量的影响。
2)、合金元素。
a)、钼:
在铸铁的结晶过程中,钼在共晶团内有较大的正偏析倾向。
b)、铜:
具有稳定珠光体的作用,可用来提高珠光体的百分率。
c)、镍:
其在共晶团内分布比较均匀,不会因偏析而使共晶团边界脆化。
d)、铬:
具有较强的促进铸铁白口凝固的作用,应审用。
e)、锑:
强烈稳定珠光体的元素,在生产铸态珠光体球墨铸铁时,可用微量的锑代替铜的作用。
5、石墨的球化。
球墨铸铁具有高的机械性能是以石墨球化状况良好为前提的。
衡量球墨铸铁中石墨状况的标准是球化率、石墨球径和石墨的圆整度,高性能的球墨铸铁,要求有高的球化率,圆整而细小的球状石墨。
球化率:
是在铸铁微观组织的有代表性的视场中,在单位面积上球状石墨数量的比值(以百分数表示);
石墨球径:
是在放大100倍条件下测量的有代表性的球状石墨直径;
圆整度:
是对石墨球圆整情况的一种定性的概念。
生产中常用的球化元素有Mg、Ce(铈)(或Ce与La等的混合稀土元素)Y(钇)
6、球化元素的适宜残留量
采用镁作为球化剂时,其适宜的残留量与硫含量、铸件的壁厚、铸型材质(冷却速度)有关,残留量控制在:
0.03-0.065%,残留镁过高会使石墨形状发生恶化,严重时甚至发生畸变,会使铸铁形成白口的倾向增大,会使镁的氧化物及硫氧化物等夹杂物数量增多。
原因是镁原子会吸附在石墨表面上。
Ce(铈)作为球化剂时,为了获得高的球化率和圆整度,要求有过共晶的碳当量,其含量与铁液种含硫量和含氧量有关,过高的含量会使石墨形状恶化,增大铸铁的白口倾向和使夹杂物增多。
钇不会使石墨形状恶化,不会增大铸铁的白口倾向。
7)、反球化元素:
Al、Ti、Zr、As、Bi、Sb、Pb、Te等,为保证石墨的良好球化,应对铁液中的反球化元素加以控制。
8)、球化衰退:
球化处理后的铁液,随着时间的迁移,石墨球化作用会逐渐消失,表现为石墨球化率低,球径变大,圆整度变差,逐渐发生畸变,直至变为片状石墨。
导致球化衰退的原因如下:
a)、在铁液停留过程中,空气中的氧会不断进入铁液中,并向铁液深处扩散,造成铁液中氧的活度升高,使铁液中球化元素残留量降低;
b)、在球化处理温度下,铁液中残留的Ce、Mg与O、S之间虽已达到反应的平衡,但在铁液停留过程中,由于温度的降低,使Ce、Mg重新又与O、S起化学反应,使铁液中Ce、Mg的残留量不断下降。
C)、溶解于铁液中的镁又较高的饿蒸气,容易从铁液中逸出,致使残留镁量不断下降。
球化衰退时间:
从球化处理完了,获得良好的石墨球化状态时起,直至开始出现球化程度下降为止的一段时间。
用镁作球化剂时,球化衰退时间一般只有10-15min左右;
用铈稀土合金作球化剂时,球化衰退时间一般只有15-20min左右;
重稀土元素钇具有较强的抗球化衰退的能力,起球化衰退时间长达1-3h。
9)稀土硅铁镁合金球化处理方法:
包内冲入法:
包内的底部修成“堤坝”或凹坑,并在球化剂的上部覆盖铁屑或铁片等是为了适当延缓反应的速度,使球化处理的过程充分进行,避免球化剂被铁液卷住上浮而裹入熔渣内。
稀土硅铁镁合金的适宜加入量与合金的成份和铁液的硫含量有关,当硫含量在0.03-0.05%时,合金(RE=2-5%,Mg=6-8%)的加入量为铁液重的1.2-1.8%,含硫量高时取上限。
浇包内装包的先后为:
球化剂—-硅铁粒(孕育剂)---铁屑---铸铁片,用冲入法进行球化处理时,正常操作的前提下,铁液温度降低80-100℃,铁液的出水温度大于1450℃。
型内球化处理法:
在直浇道后设置一个反应室,根据铁液的重量将一定的球化剂放置在反应室内,此法的优点在于球化剂的吸收率高,工艺简便,能改善劳动环境,应用于浇注时间偏长而出现球化衰退的小球墨铸件。
10)、球化处理的炉前控制:
方法:
三角试片法、火苗判断法、热分析法、比电阻法、炉前快速晶相法等,其中应用较广的是三角试块法和热分析法。
三角试块法是根据试片的断口的色泽和敲击时发出的声音来判断,球化良好时,断口晶粒较细,具有银白色光泽,试样尖端有白口,中间有缩松,敲击时发出轻脆的类似于钢的声音。
11)、球墨铸铁的孕育
a)、目的:
消除结晶过冷倾向;
尽管球墨铸铁的碳硅当量比一般灰铸铁高,但仍然有较大的白倾向。
促进石墨球化;
孕育处理能增加石墨核心,细化球状石墨,提高球状石墨生长的相对稳定性,提高石墨球的圆整度。
减少晶间偏析;
b)、当使用SiFe75时,对珠光体球墨铸铁,加入量为铁液重的0.5-1.0%,约使铁液增硅0.3-0.6%,对铁素体球墨铸铁,加入量为铁液重的0.8-1.6%,约使铁液增硅0.5-1.0%。
合金元素(Mn、Zr、Ba、Sr、Zn)构成的复合孕育剂,具有延长孕育作用时间的效果。
适宜的孕育剂粒度:
硅铁的粒度对孕育衰退有一定的影响,应以铁液对孕育剂的熔化能力(铁液温度、铁液量)为依据。
浇注大件应选用大颗粒的孕育硅铁。
12)、在相同的浇注温度下,球墨铸铁的流动性比灰铸铁号,是因为球墨铸铁的碳当量接近共晶成份,而且在球化处理中得到净化,减少了铁液中的硫、氧和夹杂物的数量,净化后的铁液其表面张力提高,在充填铸型轮廓的能力较灰铸铁差,为确保充填铸型,对一般中等壁厚的铸件,浇注温度应控制在1350℃左右,对小铸件及薄壁铸件,浇注温度应控制在不低于1370℃。
球墨铸铁的凝固方式为:
糊状凝固,铸件中的收缩缺陷表现为微观缩松。
消除其缩松的途径和措施为:
1)、正确控制铁液的碳、硅和磷的含量,因为,含碳量过低时,析出的石墨数量减少,石墨化膨胀量减少;
磷共晶是球墨铸件在凝固过程中形成的外壳的强度和刚度降低,增大缩松倾向。
2)、加大铸型的刚度,创造球墨铸铁“自补缩”的条件。
13)、石墨漂浮中的石墨程黑色,夹渣一般程灰色。
石墨漂浮能显著降低铸件的机械性能。
防止石墨漂浮的措施:
严格控制碳当量(4.6-4.7%),对厚件应按下限配;
降低原铁液的含硅量,采用低硅原铁液,改进孕育处理方法,增强孕育效果的措施。
宜采用高碳低硅原则。
14)、牌号为RuT420:
其中Ru表示蠕墨铸铁,420表示抗拉强为420MPa。
蠕墨铸铁宜采用低碳高硅的原则。
15)、中硅耐热铸铁的配料特点为低碳高硅,需配入大量的废钢,牌号为RTSi的含硅量为4.5-5.5%。
第四部份:
可锻铸铁
1)、可锻铸铁:
是将白口铸铁通过固态石墨化热处理(包括有或无脱碳过程)得到的具有团絮状石墨的铁合金。
通过不同的热处理得到不同组织和性能的可锻铸铁:
黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁。
2)、牌号为KTH350-6的可锻铸铁,其中KTH表示:
黑心可锻铸铁,350表示:
抗张强度为350MPa,6表示该铸铁的延伸率为6%。
牌号为KTZ450-6的可锻铸铁,其中KTZ表示:
珠光体可锻铸铁,450表示:
抗张强度为450MPa,6表示该铸铁的延伸率为6%。
其余内容P83-97。
3)、生产可锻铸铁件时,对原铁水化学成份的主要要求为低碳高硅。
第五部份:
铸铁的熔炼
一般的熔炼方式有:
冲天炉熔炼、感应电炉熔炼、电弧炉熔炼、反射炉熔炼等。
1、冲天炉熔炼
1)、冲天炉分类:
冷风冲天炉、热风冲天炉、水冷炉壁无炉衬冲天炉(连续熔化的时间可达到数百小时)。
2)、冲天炉的熔炼原理:
在熔炼的过程中,炉身的下部装满焦碳(底焦),在底焦的上部交替装上铁料(金属炉料)(生铁、废钢、回炉料、铁合金饿、等)、焦碳(燃料)(层焦)及溶剂(石灰石、萤石等),通过鼓风使底焦强烈燃烧,产生的高温炉气沿炉身高度方向上升,使其上面的一层铁料熔化,熔化的铁滴在下落的过程中,穿过红热的底焦层而被过热,最后汇集到前炉中。
另外,熔化的过程中底焦逐渐被烧失使上平面下降,层焦则补充底焦的烧失,从而保证底焦的高度,使熔炼过程得以连续进行。
对冲天炉加入的生铁的技术要求为:
化学成份合格、块度合适、表面光洁。
一般用作熔化球墨铸铁的生铁牌号为Q10、Q12、Q16等,用作熔化一般铸铁的生铁为Z18、Z20、Z22、Z24、Z26等。
冲天炉化铁中的三个重要过程为;
底焦燃烧、热量传递、冶金反应。
3)、冲天炉熔化的优点:
由于采用焦碳作为燃料,较电弧炉和感应电炉节约能源。
冲天炉熔化的缺点:
铁液直接与焦碳接触,在熔炼的过程中易发生铁液的增碳和增硫;
铁液不易大幅度提温。
目前常采用冲天炉-感应电炉(电弧炉)双炼熔炼,充分发挥各自的优点。
4)、焦碳的燃烧过程中进行的四个反应:
在氧化带发生的完全燃烧反应:
C+O2---CO2(充分燃烧-发热反应)
在氧化带发生的不完全燃烧反应:
2C+O2---2CO(不充分燃烧-发热反应)
未完全燃烧的一氧化化碳随炉气上升,与未用尽的氧气发生的燃烧反应:
2CO+O2---2CO2(发热反应)
在还原带内发生的二氧化碳还原反应:
CO2+C---2CO(吸热反应)---需通过提高焦碳质量和改善供风条件尽量抑制该反应的发生。
该反应为熔化过程中还原带内的主要化学反应。
5)、冲天炉的空间一般分成四个区域:
预热带、熔化带(氧化带)、过热带(还原带)、炉缸区。
为确保炉料在下降的过程中得到充分的预热,获得高温铁液并提高熔化效率,应使冲天炉在结构上有适宜的有效的高度(即从冲天炉第一排风口中心线至加料口下沿之间的距离),合理的有效高度一般定位炉膛的5-7倍,有效高度太高,虽能保证炉料的预热,但易造成炉料卡料。
冲天炉熔化带中的热交换方式为对流传热。
冲天炉在熔化合金铸铁时,合金元素在氧化区的烧损最大。
对热风冲天炉来说其氧化区会明显缩小,炉气中的碳含量增加这不利于脱碳过程的进行,因此提高热风温度大大利于炉内的渗碳过程的进行。
6)、焦碳的质量指标包括:
固定碳(大于85%)、灰分含量(小于10%)、硫含量(0.6-1.0%,熔化球铁时的硫含量应更低)、反应能力(R应大于30%)、焦碳应有足够的强度、焦碳的块度(一般为80-150mm)
7)、(层)焦铁比:
一批层焦重量与一批铁料重量的比值,其值与废钢的加入量有关,废钢的加入量越大,焦铁比越大。
8)、送风量、送风强度、进风速度
过量送风的后果:
底焦燃烧过于剧烈,炉料下降过快,炉料来不及过热,导致熔化带位置下移,过热区缩短,废气带走的物理热增加,风口吹冷(氮气的引入)区扩大,因而铁液过热度反而下降。
低送风量的后果:
送风中的氧气不足以供应焦碳的燃烧需要,致使燃烧率下降,不能确保铁液的过热度。
冲天炉开风时,加料口火焰旺盛,带黄色,加料后压不住火,这说明送风量过大。
预热送风、富氧送风是冲天炉熔炼提高铁液的过热度的有效途径。
冲天炉中增碳和降碳与炉料的含碳量有关,没有一个绝对的增碳和降碳现象,该过程为一个平衡的可逆过程。
一般配入的含碳量越低,过程中增碳的作用就越强。
冲天炉内的脱硫主要是靠炉渣脱硫。
碱度=WCaO/WSiO2,所以炉渣中氧化钙的含量越低,炉渣的碱度则越低。
冲天炉的最终炉气的主要成份为CO2、CO、N2等。
9)冲天炉熔炼的过程中产生黑渣的原因:
送风量过大,铁水严重氧化;
底焦过低;
溶剂加入量过少;
炉渣的碱度过低;
炉料表面氧化铁和泥砂过多。
防止的办法有:
减少送风量;
适量增加底焦的高度;
增加石灰的加入量;
及时准确放渣。
发渣就是炉渣变黑、发泡,渣的体积比正常情况大数倍,渣中的氧化铁含量急剧增加,氧化钙的含量明显下降,产生的原因主要是风量过大。
对酸性冲天炉来说,合适的炉渣碱度应控制在0.4-0.8%范围之内。
2、感应电炉熔化
1)、感应电炉按频率差异分为:
高频感应电炉、中频中频感应电炉、工频感应电炉三种;
2)、按结构分为:
有芯和无芯感应电炉两种;
无芯感应电炉具有熔化固体炉料的能力,而有芯感应电炉只能过热铁液,有芯比无芯节约电能。
3)、按炉衬材料的酸碱性分为:
酸性、中性、碱性感应电炉三种。
第六部份:
铸钢及其熔炼
1、铸钢:
含碳量小于2.14%的铁合金。
其中以0.77%为界又分为:
亚共析钢、
共析钢、过共析钢,铸造碳钢的含碳量为0.12-0.62%,其中含碳量小于0.20%的属于低碳铸钢,含碳量在0.20-0.50%的属于中碳钢,含碳量大于0.50%的属于高碳钢。
其符号ZG230-450(新标准)=ZG25(旧标