Wie man den Gießprozess verbessert, misst die Sphäroidisierungsrate

Der Sphäroidisierungsgrad von gewöhnlichen Gusseisengussteilen mit Kugelgraphit muss Level 4 oder höher erreichen (d. h. die Sphäroidisierungsrate beträgt 70 %), die Sphäroidisierungsrate, die von der allgemeinen Gießerei erreicht wird, beträgt etwa 85 %. In den letzten Jahren ist mit der Entwicklung der Sphärogussproduktion, insbesondere in Industrien mit hohen Anforderungen an die Windkraftgussproduktion und Gussqualität, der Sphäroidisierungsgrad erforderlich, um Level 2 zu erreichen, dh die Sphäroidisierungsrate erreicht mehr als 90%. Das Unternehmen des Autors analysierte und verbesserte das in QT400-15 verwendete Sphäroidisierungs- und Impfverfahren sowie das Sphäroidisierungsmittel und das Impfmittel, so dass die Sphäroidisierungsrate von Sphäroguss mehr als 90% erreichte.

1. Der ursprüngliche Produktionsprozess

Ursprünglicher Herstellungsprozess:

• Die Schmelzausrüstung nimmt 2.0T Zwischenfrequenzofen und 1.5T Industriefrequenzofen an;
• Die Zusammensetzung der Roheisenflüssigkeit QT400-15 beträgt ω(C)=3.75%~3.95%, ω(Si)=1.4%~1.7%, ω(Mn)≤0.40%, ω(P)≤0.07%, ω( S) ) ≤ 0.035%;
• Das Sphäroidisierungsmittel, das bei der Sphäroidisierungsbehandlung verwendet wird, ist 1.3 % bis 1.5 % RE3Mg8SiFe-Legierung;
• Das bei der Impfbehandlung verwendete Impfmittel ist 0.7% ~ 0.9% 75SiFe-C-Legierung. Die sphäroidisierende Behandlung verwendet zwei Klopf- und Spülmethoden:

Zuerst werden 55%~60% Eisen hergestellt, dann wird eine Sphäroidisierung durchgeführt, dann wird ein Impfmittel hinzugefügt und dann wird der Rest der Eisenflüssigkeit hinzugefügt.

Aufgrund der traditionellen Methode der Sphäroidisierung und Inokulation beträgt die Sphäroidisierungsrate, die von einem einzigen gegossenen Keiltestblock mit einer Dicke von 25 mm erkannt wird, im Allgemeinen etwa 80%, dh der Sphäroidisierungsgrad liegt bei 3.

2. Testplan zur Verbesserung der Sphäroidisierungsrate

Um die Sphäroidisierungsrate zu erhöhen, wurde das ursprüngliche Sphäroidisierungs- und Impfverfahren verbessert. Die wichtigsten Maßnahmen sind: Erhöhung der Menge an Sphäroidisierungsmittel und Impfmittel, Reinigung von geschmolzenem Eisen und Entschwefelungsbehandlung. Die Sphäroidisierungsrate wird noch mit einem einzigen gegossenen Keiltestblock von 25 mm getestet. Der konkrete Plan sieht wie folgt aus:

• (1) Analysieren Sie den Grund für die niedrige Sphäroidisierungsrate des ursprünglichen Prozesses. Es wurde angenommen, dass die Menge an Sphäroidisierungsmittel gering war, so dass die Menge an zugesetztem Sphäroidisierungsmittel von 1.3 % auf 1.4 % auf 1.7 % erhöht wurde, aber die Sphäroidisierungsrate erfüllte nicht die Anforderungen. . (2) Eine andere Vermutung ist, dass die niedrige Sphäroidisierungsrate durch eine schlechte Schwangerschaft oder einen Rückgang der Fruchtbarkeit verursacht werden kann. Daher erhöhte das Experiment die Impfdosis von 0.7% auf 0.9% auf 1.1% und die Sphäroidisierungsrate entsprach nicht den Anforderungen.
• (3) Weiter zu analysieren und zu glauben, dass es mehr Einschlüsse in geschmolzenem Eisen gibt und Interferenzelemente mit hoher Sphäroidisierung die Ursache für die niedrige Sphäroidisierungsrate sein können. Daher wird eine Hochtemperaturreinigung von geschmolzenem Eisen durchgeführt. Die Hochtemperatur-Reinigungstemperatur wird im Allgemeinen auf 1500 ± 10 °C kontrolliert, aber ihre Sphäroidisierungsrate hat 90 % nicht überschritten.
• (4) Die hohe Menge an (S) verbraucht die Sphäroidisierungsdosis ernsthaft und beschleunigt den Rückgang der Sphäroidisierung. Daher wird die Entschwefelungsbehandlung erhöht, um die ursprüngliche Eisenflüssigkeits-ω(S)-Menge von 0.035% auf weniger als 0.020% zu reduzieren, aber die Sphäroidisierungsrate wird auch nur 86% erreicht. Die Testergebnisse der obigen vier Schemata sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Struktur und die mechanischen Eigenschaften des keilförmigen Testblocks erfüllten nicht die Anforderungen.

3. Der letzte verabschiedete Verbesserungsplan

3.1 Spezifische Verbesserungsmaßnahmen

• Die Rohstoffe sind Roheisen, rostfreier oder weniger rostiger Schrott und Wiedererwärmungsmaterialien;
• Entschwefelung von Roheisenschmelze durch Zugabe von Soda (Na2CO3) in den Ofen;
• Verwenden Sie das Vorbehandlungsmittel Foseco 390 zur Vordesoxidation im Beutel;
• Sphäroidisierende Behandlung mit Fozco Nodulizer;
• Kombinierte Impfung mit Siliziumkarbid und Ferrosilizium.

Die ursprüngliche Kontrolle der Zusammensetzung des geschmolzenen Eisens des neuen Prozesses: (C) = (3.70% ~ 3.90%, ω (Si) = 0.80% ~ 1.20% [Guss ω (Si endgültig) = 2.60% ~ 3.00%], ω ( Mn) ≤ 0.30%, ω(P)≤0.05%, ω(S)≤0.02% Wenn die ursprüngliche Eisenschmelze ω(S) 0.02% überschreitet, wird industrielle Soda zur Entschwefelung vor dem Ofen verwendet, da die Die Entschwefelungsreaktion ist eine endotherme Reaktion. Die Entschwefelungstemperatur muss auf etwa 1500°C kontrolliert werden, und die Menge an zugegebener Soda wird auf 1.5% ~ 2.5% entsprechend der Menge an ω (S) während des Schmelzens im Ofen kontrolliert .

Gleichzeitig nimmt das Sphäroidisierungsbehandlungspaket ein gewöhnliches Behandlungspaket vom Dammtyp an. Zuerst 1.7% des Sphäroidisierungsmittels der Marke Foseco NODALLOY7RE auf die Seite des Damms am Boden der Verpackung geben, flach drücken und verdichten und 0.2% pulverisiertes Siliziumkarbid und 0.3% klein verwenden. Die Masse 75SiFe wird nacheinander mit einer Schicht bedeckt , und nach dem Stampfen wird es mit einem Druckeisen bedeckt, und 0.3% Foseke 390-Impfmittel werden auf die andere Seite der Pfanne für geschmolzenes Eisen gegeben. Beim Klopfen von Eisen werden zuerst 55%~60% des gesamten geschmolzenen Eisenvolumens gespült. Nachdem die Sphäroidisierungsreaktion abgeschlossen ist, werden 1.2 % 75SiFe-C-Impfmittel zugegeben und das verbleibende geschmolzene Eisen wird gespült und die Schlacke wird gegossen.

3.2 Testergebnisse

Die Zusammensetzung des ursprünglichen geschmolzenen Eisens vor und nach der Entschwefelung, die mechanischen Eigenschaften und die metallografische Struktur des 25-mm-Einzelguss-Keil-Testblocks und die Bewertungsmethode der Sphäroidisierungsrate in der metallografischen Struktur werden automatisch vom metallografischen Bildanalysesystem erfasst .

4. Ergebnisanalyse

4.1 Der Einfluss der Hauptelemente auf die Sphäroidisierungsrate

• C, Si: C kann die Graphitisierung fördern und die Neigung zu Weißmund reduzieren, aber ein hoher Anteil an ω (C) führt zu einem zu hohen CE-Wert und führt leicht zum Aufschwimmen von Graphit, der im Allgemeinen auf 3.7% bis 3.9% kontrolliert wird. Si kann die Graphitisierungsfähigkeit verstärken und Zementit eliminieren. Wenn Si als Impfmittel zugesetzt wird, kann dies die Unterkühlungsfähigkeit von geschmolzenem Eisen stark reduzieren. Um die Impfwirkung zu verbessern, wurde die Menge an ω (Si) in der ursprünglichen Eisenschmelze von 1.3 % auf 1.5 % auf 0.8% reduziert. bis 1.2%, und die Menge an ω (End-Si) wurde auf 2.60% bis 3.00% eingestellt.
• Mn: Während des Kristallisationsprozesses erhöht Mn die Neigung von Gusseisen zur Unterkühlung und fördert die Bildung von Karbiden (FeMn) 3C. Beim eutektoiden Umwandlungsprozess reduziert Mn die eutektoide Umwandlungstemperatur, stabilisiert und veredelt Perlit. Mn hat keinen großen Einfluss auf die Sphäroidisierungsrate. Kontrollieren Sie aufgrund des Einflusses von Rohstoffen im Allgemeinen ω(Mn)<0.30%.
• P: Wenn ω(P) < 0.05% ist, ist es in Fe festlöslich, und es ist schwierig, ein Phosphoreutektikum zu bilden, das eine geringe Wirkung auf die Sphäroidisierungsrate von duktilem Eisen hat.
• S: S ist ein despheroidisierendes Element. S verbraucht Mg und RE im Sphäroidisierungsmittel während der Sphäroidisierungsreaktion, wodurch die Graphitisierung behindert und die Sphäroidisierungsrate verringert wird. Sulfidschlacke wird auch zu Schwefel zurückkehren, bevor das geschmolzene Eisen erstarrt, was wiederum kugelförmige Elemente verbraucht, den Rückgang der Kugelbildung beschleunigt und die Kugelbildungsgeschwindigkeit weiter beeinflusst. Um eine hohe Sphäroidisierungsrate zu erreichen, sollte der Gehalt an ω(S) im Roheisen auf weniger als 0.02% reduziert werden.

4.2 Entschwefelungsbehandlung

Nachdem die Ladung geschmolzen ist, nehmen Sie Proben und analysieren Sie die chemische Zusammensetzung. Wenn die Menge an ω (S) höher als 0.02% ist, ist eine Entschwefelung erforderlich.

Das Prinzip der Soda-Entschwefelung ist: Geben Sie eine bestimmte Menge Soda in die Pfanne, verwenden Sie zum Spülen und Rühren geschmolzenen Eisenfluss, Soda zersetzt sich bei hoher Temperatur, die Reaktionsformel lautet Na2CO3=Na2O+CO2↑: das erzeugte Na2O ist im geschmolzenen Eisen wieder Schwefelung und Bildung von Na2S, (Na2O) + [FeS] = (Na2S) + (FeO).

Na2CO3 spaltet CO2 ab und löst es auf, wodurch das geschmolzene Eisen heftig gerührt wird, was den Entschwefelungsprozess fördert. Soda-Schlacke ist leicht zu fließen und schwimmt schnell, und die Reaktionszeit der Entschwefelung ist sehr kurz. Nach der Entschwefelung sollte die Schlacke rechtzeitig entfernt werden, da sie sonst wieder zu Schwefel wird. 4.3 Vordesoxidationsbehandlung, Sphäroidisierungsbehandlung und Impfbehandlung Das Vorbehandlungsmittel Foseke 390 spielt die Rolle der Vordesoxidationsbehandlung im Beutel und erhöht gleichzeitig den Graphitkeimbildungskern und die Anzahl der Graphitkugeln pro Flächeneinheit und kann auch erhöhen die Absorptionsrate von Mg. Verbessern Sie die Fähigkeit, einer Rezession zu widerstehen, und erhöhen Sie die Sphäroidisierungsrate. Fochke-Impfmittel enthält ω (Si) = 60% ~ 70%, ω (Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω (Ba) = 7% ~ 11%, wovon Ba die effektive Inkubationszeit verlängern kann. Der Fozco Nodulizer-Typ NODALLOY7RE wird ausgewählt, und sein ω(Si)=40%~50%, ω(Mg)=7.0%~8.0%, ω(RE)=0.3%~1.0%, ω(Ca)=1.5 %~2.5%, (Al)<1.0%. Da das geschmolzene Eisen einer Entschwefelungs- und Vordesoxidationsbehandlung unterzogen wird, werden die Elemente, die Knöllchen in der Eisenschmelze verbrauchen, stark reduziert ; Das Hauptwirkungselement ist Mg; Ca und Al können eine Rolle bei der Verstärkung der Inkubation spielen. Bei einer kombinierten Impfbehandlung mit Siliciumcarbid und Ferrosilicium liegt der Schmelzpunkt von Siliciumcarbid bei etwa 1600 °C, und der Graphitkristallkeim wird während der Erstarrung erhöht, und es werden große Dosen Ferrosilicium zum Impfen verwendet, was eine Abnahme der Sphäroidisierung verhindern kann.

5 Fazit

Bei der Herstellung von ferritischem Kugelgraphitguss, wenn die Sphäroidisierungsrate mehr als 90% erreichen soll, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:

• (1) Wählen Sie eine hochwertige Ladung, um die Entsphäroidisierungselemente in der Ladung zu reduzieren.
• (2) Wählen Sie ein Sphäroidisierungsmittel mit einer geringen Menge an ω (RE), um die Verschlechterung der Wirkung von RE auf die Morphologie von Sphärographit zu verringern.
• (3) Der ω(S)-Gehalt des ursprünglichen geschmolzenen Eisens sollte weniger als 0.020% betragen, was den Verbrauch von Knöllchen, insbesondere der durch die sekundäre Schwefelung der Sulfidschlacke verbrauchten Knollenelemente, verringern kann.
• (4) Das geschmolzene Eisen vordesoxidieren, die Anzahl der Graphitkugeln pro Flächeneinheit erhöhen, die Sphäroidisierungsrate erhöhen, die Fähigkeit, Rezessionen zu widerstehen, erheblich verbessern und die effektive Inkubationszeit verlängern.
• (5) Reduzieren Sie die Menge an ω (Si) in der ursprünglichen Eisenschmelze, erhöhen Sie die Menge an Sphäroidisierungsmittel, Impfmittel und verschiedenen Vorbehandlungsmitteln und verstärken Sie die Impfbehandlung.

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