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铸铁水平连铸工艺 之 准备连铸铁液

2022-04-23 16:46  点击数:  来源:划线平台厂家

  铸铁水平连铸是基于一系列设备、装置上的多工序过程,每个工序都有其比较严格的工艺要求,每个工序上的操作者都必须按照其相应的工艺规程进行操作,只有这样才能保证生产连续、稳定以及铸坯质量。

  先来看第一个工序——连铸铁液的准备。

  在铸铁水平连铸生产中,连续、稳定地提供质量合格的铁液,是保证连铸顺利进行和铸坯质量的首要条件。

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  4.1.1 铁液熔炼方式

  铸铁水平连铸用的铁液,可以采用冲天炉熔炼、电炉熔炼,也可以采用双联(冲天炉+电炉)熔炼。冲天炉熔炼比较经济,但在保证铁液温度和调整铁液成分方面不够灵活,另外,冲天炉熔炼存在一定的环保问题。电炉熔炼易于保证铁液温度,可灵活调整铁液成分,但熔炼成本较高,而且采用电炉熔炼时,需要有几个炉体熔炼铁液,依次使用,才可满足连续生产的要求。双联熔炼兼顾了冲天炉熔炼成本低以及电炉熔炼易保证铁液温度、可灵活调整铁液成分的优点,但同时采用两种方式熔炼,增加了工序,提高了操作者的劳动强度。

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  4.1.2铁液质量要求

  铸铁水平连铸的工艺特点,决定了它对铁液质量(温度、成分)有较普通铸造更为严格的要求。

  对于铁液温度来说,铸铁水平连铸主要有两个要求:

  (1)铁液温度要求比普通铸造高出50~80℃ 因为普通铸造中,铁液进入铸型后便开始了凝固过程,而铸铁水平连铸生产中,铁液进入保温炉后,是不允许凝固的,它必须具有足够的过热度和流动性,在逐渐进入结晶器之前,应为完全液态。在保证上述要求的前提下,铁液温度不宜过高或过低。铁液温度过高,易产生铸坯轴线缩松,影响铸坯质量,同时,温度高不利于提高连铸生产率,严重时,还可致使坯壳过薄,出现拉漏事故。铁液温度过低,不利于铁液中夹杂物上浮,会影响铸坯质量,同时,温度低还可能引起凝固发生在进入结晶器之前,导致拉断事故。

  (2)要求浇注温度稳定、波动范围小 在铸铁水平连铸生产中,牵引速度和冷却水流量等工艺参数是相对稳定的,和这些工艺参数相适应的铁液温度也必须相对稳定。只有这样,才能保证铸坯质量和生产的稳定性。否则,当浇注温度大幅度波动时,不仅会给控制牵引速度和其他工艺参数的操作人员带来操作上的困难,而且会影响铸坯质量的稳定性,严重时可能导致拉断或拉漏事故,中断连续生产。

  可见,连铸铁液具备合适的温度既是获得良好铸坯的基础,又是保证连铸正常生产的前提。

  铸铁水平连铸对于铁液成分的要求取决于铸坯的组织、性能及截面尺寸等方面,但总体上看,铸铁水平连铸中铁液的碳当量高于普通铸造。这主要是因为铸铁水平连铸的冷却速度很大,只有较高的碳当量,才能有效地避免出现白口组织。

  各种规格型材的参考化学成分见表4-1.

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  对于有特殊要求的型材及大截面的型材,可在表4-1所列参考化学成分的基础上再加适量合金元素,如Cr、Mo、Cu等。若为异形截面型材,则可按其截面积大小归靠成圆形截面选择成分。

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  4.1.3铁液的熔炼及炉前处理工艺

  1. 配料

  根据原材料(生铁、回炉料和废钢)的化学成分和要求的成分范围,并考虑熔炼过程中元素的增减状况进行配料。应及时检查所生产型材的成分和性能,当出现偏差时及时调整配料。不同材质及截面型材的主要原材料参考配比列于表4-2.

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  2. 熔炼

  电炉熔炼时,应先加生铁和回炉料,待其熔化后,再加入经过预热的废钢。出铁前5~10min扒渣后加入硅铁、锰铁等铁合金。加料时,对首批铁料要小心轻轻地放入炉内,以免将炉衬砸坏,后续的铁料,应避免将带锈的、未经烘烤的铁料直接加入高温铁液中,以防止铁液飞溅;加锰铁时,应用铁钳夹住,先在铁液表面预热,然后徐徐放入铁液中。

  炉内扒过渣的高温铁液,当不能按时出铁时,应在表面撒盖碎石墨块屑,以免碳元素烧损过多。出铁前应将表面浮渣清除。

  3. 出铁温度

  (1)灰铸铁 第一包:1400~1420℃,第二包及以后:1350~1400℃。

  (2)球墨铸铁 第一包:1400~1450℃,其余:1400℃。

  4. 炉前处理及控制

  (1)灰铸铁 炉前应检查三角试块的白口数,三角试块的规格为20mm×40mm×100mm。各种规格灰铸铁型材所用铁液的推荐白口数列于表4-3.

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  当原铁液白口数过大时,应在出铁前补加孕育硅铁,每补加0.2%的硅铁,可减少约1mm白口,也可在包内补加粒度为5~15mm的硅铁(0.2%~0.4%)以减小白口。根据表4-3中的白口数生产的灰铸铁型材,其力学性能与HT250相当。

  (2)球墨铸铁

  1)球化处理包:包的有效尺寸应根据需要处理的铁液量确定。

  2)球化剂:球化剂应选用XTMg3-8或XTMg5-8.加入量为1.5%~2.2%(视铁液含硫量而定),粒度为15~25mm。

  3)球化处理:将球化剂称好,放入靠近出铁口一边的包底坝内,并扒平捣实,然后将干净的铸铁屑覆盖其上并捣实。首次处理之前,浇包应先用铁液烫过。将浇包吊到正确的位置,与保温炉工部取得联系后,即可倾炉出铁。位置对正后应大流快速出铁;出铁可分两次进行,首次出2/3~3/4.使其球化反应,待球化反应基本结束时,立即补充铁液。在补充铁液时应注意观察包内铁液表面上窜的火苗,火苗不得小于10mm,并结合包内定量的标记,决定补充铁液的多少。为保证型材质量,应配有电子称重装置,以保证铁液定量准确。生产不同规格的球墨铸铁型材,各包次的出铁量见表4-7及其说明。生产灰铸铁型材时也可参照执行。

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  4)孕育处理:孕育剂为粒度10~25mm的75%Si-Fe,加入量为1.2%~1.4%,撒在球化处理后扒净渣的铁液表面,然后在铁液表面覆盖稻草灰或珍珠岩。

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