Come migliorare le misure del processo di colata del tasso di sferoidizzazione

Il livello di sferoidizzazione dei getti di ghisa sferoidale ordinaria domestica è richiesto per raggiungere il livello 4 o superiore (ovvero, il tasso di sferoidizzazione è del 70%), il tasso di sferoidizzazione raggiunto dalla fonderia generale è di circa l'85%. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della produzione di ghisa nodulare, specialmente nelle industrie con elevati requisiti per la produzione di getti eolici e la qualità della colata, il livello di sferoidizzazione è richiesto per raggiungere il livello 2, ovvero il tasso di sferoidizzazione raggiunge oltre il 90%. L'azienda dell'autore ha analizzato e migliorato il processo di sferoidizzazione e inoculazione utilizzato in QT400-15, nonché l'agente sferoidizzante e l'inoculante, in modo che il tasso di sferoidizzazione della ghisa nodulare raggiungesse oltre il 90%.

1. Il processo di produzione originale

Processo di produzione originale:

• L'attrezzatura di fusione adotta un forno a frequenza intermedia 2.0T e un forno a frequenza industriale 1.5T;
• La composizione del liquido di ferro grezzo QT400-15 è ω(C)=3.75%~3.95%, ω(Si)=1.4%~1.7%, ω(Mn)≤0.40%, ω(P)≤0.07%, ω( S) ) 0.035%;
• L'agente sferoidizzante utilizzato nel trattamento sferoidizzante è dall'1.3% all'1.5% di lega RE3Mg8SiFe;
• L'inoculante utilizzato nel trattamento di inoculazione è una lega 0.7%~0.9% 75SiFe-C. Il trattamento di sferoidizzazione adotta due metodi di spillatura e lavaggio:

In primo luogo, viene prodotto il 55%~60% di ferro, quindi viene effettuata la sferoidizzazione, quindi viene aggiunto l'inoculante e quindi viene aggiunto il resto del liquido di ferro.

A causa del metodo tradizionale di sferoidizzazione e inoculazione, la velocità di sferoidizzazione rilevata da un singolo blocco di prova a cuneo colato con uno spessore di 25 mm è generalmente intorno all'80%, ovvero il livello di sferoidizzazione è 3°.

2. Piano di test per migliorare il tasso di sferoidizzazione

Al fine di aumentare la velocità di sferoidizzazione, è stato migliorato il processo di sferoidizzazione e inoculazione originale. Le misure principali sono: aumento della quantità di agente sferoidizzante e inoculante, purificazione del ferro fuso e trattamento di desolforazione. Il tasso di sferoidizzazione è ancora testato con un singolo blocco di prova a cuneo colato di 25 mm. Il piano specifico è il seguente:

• (1) Analizzare il motivo del basso tasso di sferoidizzazione del processo originale. Si pensava che la quantità di agente sferoidizzante fosse piccola, quindi la quantità di agente sferoidizzante aggiunta è stata aumentata dall'1.3% all'1.4% all'1.7%, ma la velocità di sferoidizzazione non ha soddisfatto i requisiti. . (2) Un'altra ipotesi è che il basso tasso di sferoidizzazione possa essere causato da una cattiva gestazione o dal declino della fertilità. Pertanto, l'esperimento ha aumentato la dose di inoculazione dallo 0.7% allo 0.9% all'1.1% e il tasso di sferoidizzazione non ha soddisfatto i requisiti.
• (3) Continuare ad analizzare e ritenere che ci siano più inclusioni nel ferro fuso e che gli elementi di interferenza ad alta sferoidizzazione possano essere la causa del basso tasso di sferoidizzazione. Pertanto, viene eseguita la purificazione ad alta temperatura del ferro fuso. La temperatura di purificazione ad alta temperatura è generalmente controllata a 1500±10°C, ma il suo tasso di sferoidizzazione non ha superato il 90%.
• (4) L'elevata quantità di ω(S) consuma seriamente la dose sferoidizzante e accelera il declino della sferoidizzazione. Pertanto, il trattamento di desolforazione viene aumentato per ridurre la quantità di ferro liquido originale ω(S) dallo 0.035% a meno dello 0.020%, ma anche il tasso di sferoidizzazione è raggiunto solo all'86%. I risultati dei test dei quattro schemi precedenti sono mostrati nella Tabella 1. La struttura e le proprietà meccaniche del blocco di prova a forma di cuneo non soddisfano i requisiti.

3. L'ultimo piano di miglioramento adottato

3.1 Misure specifiche di miglioramento

• Le materie prime sono ghisa, rottame inossidabile o meno arrugginito e materiali riscaldanti;
• Desolforazione del ferro fuso grezzo mediante aggiunta di carbonato di sodio (Na2CO3) al forno;
• Utilizzare l'agente di pretrattamento Foseco 390 per pre-disossidare nel sacco;
• Trattamento sferoidizzante con Fozco Nodulizer;
• Utilizzo di inoculazione combinata di carburo di silicio e ferrosilicio.

Il controllo originale della composizione del ferro fuso del nuovo processo: ω (C) = (3.70% ~ 3.90%, ω (Si) = 0.80% ~ 1.20% [colata ω (Si finale) = 2.60% ~ 3.00%], ω ( Mn) ≤ 0.30%, ω(P)≤0.05%, ω(S)≤0.02%.Quando il ferro fuso originale ω(S) supera lo 0.02%, per la desolforazione davanti al forno viene utilizzata carbonato di sodio industriale, poiché il la reazione di desolforazione è una reazione endotermica, la temperatura di desolforazione deve essere controllata a circa 1500 ° C e la quantità di carbonato di sodio aggiunto è controllata all'1.5% ~ 2.5% in base alla quantità di ω (S) durante la fusione nel forno .

Allo stesso tempo, il pacchetto di trattamento sferoidizzante adotta un normale pacchetto di trattamento di tipo diga. Per prima cosa, aggiungere l'1.7% di agente sferoidizzante di marca Foseco NODALLOY7RE sul lato della diga nella parte inferiore della confezione, appiattire e compattare e utilizzare lo 0.2% di carburo di silicio in polvere e lo 0.3% di piccole dimensioni Il 75SiFe sfuso è ricoperto da uno strato uno dopo l'altro , e dopo la pigiatura, viene coperto con un ferro a pressione e viene aggiunto l'inoculante Foseke 0.3 allo 390% sull'altro lato della siviera di ferro fuso. Quando si tocca il ferro, viene prima lavato il 55%~60% del volume totale di ferro fuso. Dopo che la reazione di sferoidizzazione è stata completata, viene aggiunto 1.2% di inoculante 75SiFe-C e il ferro fuso rimanente viene lavato e la scoria viene versata.

3.2 Risultati del test

La composizione del ferro fuso originale prima e dopo la desolforazione, le proprietà meccaniche e la struttura metallografica del blocco di prova a forma di cuneo a getto singolo da 25 mm e il metodo di valutazione della velocità di sferoidizzazione nella struttura metallografica vengono rilevati automaticamente dal sistema di analisi dell'immagine metallografica .

4. Analisi dei risultati

4.1 L'influenza dei principali elementi sulla velocità di sferoidizzazione

• C, Si: C può favorire la grafitizzazione e ridurre la tendenza della bocca bianca, ma un'elevata quantità di (C) renderà il CE troppo alto e farà facilmente galleggiare la grafite, generalmente controllata al 3.7% ~ 3.9%. Si può rafforzare la capacità di grafitizzazione ed eliminare la cementite. Quando Si viene aggiunto come inoculante, può ridurre notevolmente la capacità di sottoraffreddamento del ferro fuso. Per migliorare l'effetto di inoculazione, la quantità di ω (Si) nel ferro fuso originale è stata ridotta dall'1.3% all'1.5% allo 0.8% all'1.2% e la quantità di (Si finale) è stata controllata dal 2.60% al 3.00%.
• Mn: Durante il processo di cristallizzazione, Mn aumenta la tendenza della ghisa al sovraraffreddamento e favorisce la formazione di carburi (FeMn) 3C. Nel processo di trasformazione eutettoide, il Mn riduce la temperatura di trasformazione eutettoide, stabilizza e raffina la perlite. Il Mn non ha molta influenza sulla velocità di sferoidizzazione. A causa dell'influenza delle materie prime, generalmente si controlla ω(Mn)<0.30%.
• P: Quando (P)<0.05%, è solido solubile in Fe, ed è difficile formare un eutettico di fosforo, che ha scarso effetto sul tasso di sferoidizzazione del ferro duttile.
• S: S è un elemento desferoidizzante. S consuma Mg e RE nell'agente sferoidizzante durante la reazione sferoidizzante, ostacolando la grafitizzazione e riducendo la velocità di sferoidizzazione. Anche le scorie di solfuro ritorneranno allo zolfo prima che il ferro fuso si solidifichi, consumando nuovamente elementi sferoidizzanti, accelerando il declino della sferoidizzazione e influenzando ulteriormente la velocità di sferoidizzazione. Per ottenere un'elevata velocità di sferoidizzazione, la quantità di (S) nel ferro grezzo deve essere ridotta a meno dello 0.02%.

4.2 Trattamento di desolforazione

Dopo che la carica si è sciolta, prelevare campioni e analizzare la composizione chimica. Quando la quantità di (S) è superiore allo 0.02%, è necessaria la desolforazione.

Il principio della desolforazione del carbonato di sodio è: mettere una certa quantità di carbonato di sodio nella siviera, utilizzare il flusso di ferro fuso per lavare e mescolare, il carbonato di sodio si decompone ad alta temperatura, la formula di reazione è Na2CO3=Na2O+CO2↑: il Na2O generato è nuovamente nel ferro fuso Solforazione e formazione di Na2S, (Na2O) + [FeS] = (Na2S) + (FeO).

Na2CO3 separa e dissolve la CO2, provocando una violenta agitazione del ferro fuso, che favorisce il processo di desolforazione. La scoria di carbonato di sodio è facile da far scorrere e galleggiare rapidamente e il tempo di reazione di desolforazione è molto breve. Dopo la desolforazione, la scoria dovrebbe essere rimossa in tempo, altrimenti tornerà allo zolfo. 4.3 Trattamento di pre-disossidazione, trattamento di sferoidizzazione e trattamento di inoculazione L'agente di pretrattamento Foseke 390 svolge il ruolo di trattamento di pre-disossidazione nella sacca e allo stesso tempo aumenta il nucleo di nucleazione della grafite e il numero di sfere di grafite per unità di area e può anche aumentare il tasso di assorbimento di Mg. Migliora significativamente la capacità di resistere alla recessione e aumentare il tasso di sferoidizzazione. L'inoculante Fochke contiene ω (Si) = 60% ~ 70%, ω (Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω (Ba) = 7% ~ 11%, di cui Ba può prolungare il tempo di incubazione effettivo. Viene selezionato il grado NODALLOY7RE di Fozco Nodulizer e il suo 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%. Poiché il ferro fuso subisce trattamenti di desolforazione e pre-disossidazione, gli elementi che consumano nodulizzanti nel ferro fuso si riducono notevolmente, per cui si sceglie un nodulizzatore con una bassa quantità di (RE) per ridurre il deterioramento della morfologia della grafite sferoidale da parte di RE ; L'elemento principale di azione è Mg; Ca e Al possono svolgere un ruolo nel rafforzare l'incubazione. Utilizzando il trattamento di inoculazione combinato di carburo di silicio e ferrosilicio, il punto di fusione del carburo di silicio è di circa 1600 ° C e il nucleo di cristallo di grafite aumenta durante la solidificazione e vengono utilizzate grandi dosi di ferrosilicio per l'inoculazione, che possono impedire il declino della sferoidizzazione.

Conclusione 5

Nella produzione di ghisa sferoidale ferritica, quando si vuole che la velocità di sferoidizzazione raggiunga più del 90%, si possono adottare i seguenti accorgimenti:

• (1) Scegliere una carica di alta qualità per ridurre gli elementi di desferoidizzazione nella carica.
• (2) Scegliere un agente sferoidizzante con una bassa quantità di (RE) per ridurre l'effetto deteriorante di RE sulla morfologia della grafite sferoidale.
• (3) Il contenuto di ω (S) del ferro fuso originale dovrebbe essere inferiore allo 0.020%, il che può ridurre il consumo di nodulizzatori, in particolare gli elementi nodulizzati consumati dalla solforazione secondaria della scoria di solfuro.
• (4) Predisossidare il ferro fuso, aumentare il numero di sfere di grafite per unità di area, aumentare il tasso di sferoidizzazione, migliorare notevolmente la capacità di resistere alla recessione ed estendere il tempo di incubazione effettivo.
• (5) Ridurre la quantità di (Si) nel ferro fuso originale, aumentare la quantità di agente sferoidizzante, inoculante e vari agenti di pretrattamento e rafforzare il trattamento di inoculazione.

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