铸件化学成分的控制与配料

1、I维普资讯铸件化学成分的控制与配料空沁更ft够漳氓换用审粋j(?擁沁应她施淹沁i池泌沁沁毎進翻EJ葩矽LY叫皆遊押计杖E.C匕訴尹箱E72200641材歳型产品若称主翌化学嫌殊倔吐价数趨)CSiMnCr屮碳峯元合金钢0.45-0.S00.5- L00,4-0.8J.5-6.52.8-3. I0.5-0.80.5 1.026-28髙 W1W12.0* 2.80.3 -0 81 .- 1.222 - 26河南省驻马店柴油机厂在生产生践中.作为治炼技术人员和炉工来说*配 料应该是熟炼第幄的-燉件技术问题。侗绘对于刚毕业 的技工和大多数炉工来说*欲能系统、灵活的議幄*也 确非易事。婆想腔制铸件的化学成

2、分与配料必镰苇先了解以 下几牛问題：(1) 铸件的目标化学成分宀(2) 库存各种金属炉料的化学成分。(S)各种加人炉料左冶炼过稈中化学成分的增减变配料方法。一、目标化学咸分现証大部分铸件.根据其牌号要求的不同*国标中 已做出了相应的要求.从铸造黍册中即町査迴雄随着科技的进出.根据铸件的駐没狀况，市场 需要里多物理件能各不相同的铸件.井对铸件的综合性 能.质呈提岀广更商的鉴求科研单位也不断研究乱新 材质而取代旧材质n例如.合肥水泥研究设计院开发的 *中碳多元合金钢成功地代替r原需进口的球瞎机高 施钢衬扳.用谏材质生产旳,4-弭卫m的大型球磨机 时箍.降低了生产成本.取得了良好的经济效益“另外.如

3、我厂生产的出口国外用于石油钻井的泥浆 駆缸鳌及釆石场600mm xOmrn破碎机用的锤头丫都是 超高诸诲铁.其主翌成分见表I f这些材质的详细化学 战分翌求，在铸造予冊中绘宦不到的叽通过这种方法如工出的畢板和漏板形状尺扌准确. 减少了多次对比條正的工作董.提岛了工作效半.更好 地淸足r工艺翌求：z结语使用交互成编程关撻是椀电设计准确”尤其是模(463000) 杨群收襄1在生产上述产品时.如果没有完全芈握铸件化学成 分要求以境没有详細了斛铸件的服役状况时*应让用 户提供尽町能详纽的化学眦分蛍求范国及热处理工艺, 当然作为准产厂家来说必须尽釀谍细掌握产&所要求 的化学成分范围及物理性能以生产出用户

4、満意的优质 产品总之在生产配料前*直了解所生产铸件的目标牝 学威分，做到心中有数.二、原材料的化学成分原材料的化学成分*指的杲投炉所用浙生铁、废 钢、冋炉料的主要此学成分.以及硅铁.链铁等铁合金 的牌号或化学成分含量。三、在治炼过程中化学成分的増乘变化要患拿握各种炉料在冶炼过程中比学成分的变化规 律，将是“亍较为复杂的问题，冶炼设备的不同.如冲 天炉(热、冷二节炉、中频感应电炉等.其化学成 分的变优都各不相同，即便是同一亍炉子，丙修炉所用 材料的不同.以及操作方袪的不同，冶炼过桎中牝学成 分的变化也不相同口以冲天炉为例*热城耳冷UL风压样，只有模样设计准确了.在此墓础上漏板*垫板才能 准确口也

5、只有權确的设计.才能精密地加工出工装工 件.并惶工件很好地满足工艺豐求，进而保证铸杵的质 M.畏商经济效益 S(20050820)的高低、风眼直径的犬小*焦炭质牡和块度的大小*以 及修炉讨材料是酸性、中性或是碱性其化学成分的査 化都不尽相同“碳的变化碳駅的变化大体匕可分为4种：炉料中含碳融高 低的不同“碳粧的增睡牢不同“炉料中硅、铉含蜀高 低对碳站的影响 炉温髙低和护气讯化性强弱对碳航 的影响“其他因索口门）炉料的平均含碳陀趣低.硃向金属中的薛解度 越大，铁被就会发性増碟.H废张用联越大.逑种现象 越明显*炉料中平均泮碳凰越高（例如叫:柜3上订 匕），铁液从焦炭中吸收的碗晟越少，mi礙的覽化烧

6、拥 增加铁戡含碳站不仅不增加.反倆减少a如泉炉料屮 的牛:高达3.5% 3用热时*冶炼中铁液的含碗疑就基 本不变化7%（2）帙液中含硅啟趣高*增礙越少.这是因为硅可 以涪解于铁内.降低了碳在铁屮的溶解度炸讎卿相反. 含犠試增加时+社液席碗駅也有所览如。抑大療嵐用底.或右使用的焦炭块度小，都会 使爍碳敞如大，这是由于增加r诜液号焦炭的接触时间 和接触面积“炉料熔化成铁植下落.当流经赤热的底僮 时，焦炭中的碳会檢慢浦到铁楝中*使铁臧含碳蚩増 加.这就是埒碳作用.且这沖作用主巻绘生在过热区和 炉缸区口铁植与炼戾接融的时间越长接融面积越大, 温度越為.铁我增碳就越多，冲氏炉设有前炉*因为铁 液髄及时从

7、炉缸屮流入前炉所且増礙较少搀炉无前 炉缸.铁液H能存在炉蝎内励与楼炭接触的机率多，所 以噌铢鈕就较兄炉内温度升高發促使碳更快、更劣地溶解在饋液 中.愜培碳显著再因此、如果其他条件不麦而采用热辄 R大炉.就会阖为提高了炉内温度，恼堆碳量加大。另外.在炉内述存在看便碳减少的冈董如帙谨接 近KSK或若凤呈很大、讯压根高时、炉气中的氣会輒 化挟蔽面使含碳吐减少或称脱篠）增加凤斌提高 铁被温度.也会促使增礙和但是増加巩星后，由于加强 了扶注氧化、又有促使脱矶的作用*所以在这种状态 b脱戰作用大于贈戰作用。（4）除以匕闪卷外还有具他儿体因肃也影响看碳ht 增加I底旅高度.饋液的过蕊路程延怪.铁液隘度提 高

8、的同时*也会促匱碳向铁液中廨解.因此，底榛战度Foundry_ .造过高时，琦铁的増篠战也会加大口如杲炉底高度塑的高铁液下落诡经的路程短.铁 槪会厘时流人前炉缸*减少r与您炭的接舰时间，mffi 率就小；反之塔儼賦就尢。炉料过于碎小且配川絃较大时.易出现熔化速度 快、铁液下落快、塔施呦很小的现象 伴随着这种现象 的河时*诲慣件也易出现白仃缺陷起用冲天炉治炼时.增碳抑减嚥这两个相互矛屑的 过理姥同时进行的.影响含戰量的闪素衣多*很堆帝密 临确定用中頻感应电炉冶炼时*无论绘般性、申杵*还是 碱件炉.柑碗社均冇熔炼损耗“如果操作不为，碳磁的 熔炼损耗更大.当炉温达到浇注温度时应及时降低功 率，保温浇

9、注。另外，随着昵it时闾的延长.碳的熔炼 拥耗駅塔大.应添加増磯剂井加人接力脫強刑z硅的变代砸駁的变化主證取决T曲个因養：炉衬的属性 （战性、中件或是碱性人炉温的高低及金属液住炉内 的停留时间“用硅砂（SiOj作修炉料即用战性炉冶炼钢铁时* 硅呈的熔炼捣耗不明显如果颗挺細小的硅砂或硅石粉 用罐大时哇尿不但不减少.反而会增加用議砂（藏性）或铝帆土（中性）慘炉衬时，硅的 熔炼损耗魅就尢*其熔炼损耗率一般可按10% - 15%计 算耳此外.硅挾合金中辞的熔炼损耗率还姿更高一些匚3.毎的变化无论在任何炉中冶炼.铭鹹均有熔炼捌耗，炉温越 高.金属液在炉中的停留时问越长*帙液儈硫赋越高* 症的熔炼损样率就

10、趣高.其熔炼损耗率一股桂15% - 25騙计算。猛铁合金中蟻的熔炼揃耗率还要电高一些。柱冶炼过程中.除帘L铝等元素熔炼硕耗鈕扱少* 配料时可不考虑充熔炼搦耗率外*其他元紊都有不同程 度的熔炼拗耗四、配料配料前在选择原材料时，既耍照顾刘鶴件的质能哩求*还血注盘到各原材料的价格及库存就*尽可濮多地 利用本的回炉料、踱钢和废杂铁+以降低库存积压列 铸件的生产成本。配料方法及公式.除碳的配料计算方铤姥两个以73七抵 厶1热知工2世&年第、期I维普资讯http:/www.cqvi外*其他元素的配比计算方法*均采用.累积法1.碳的计算公式C= L8% + Cl/2 X 100%我屮C铁液的礦嘗量cL炉料中

11、的平均禽碳童(%);1.S%用冲天炉冶炼时*炉料在预热、熔化*过 热及还原过程屮脱碳童和堆碳曲的(估 算)中间值口该式員适用于冲天炉碳量的计算，不适用于电炉配 料的il算，耳为了计算结果符合本单位设备的冶炼情 况，1.8%数需粮据多次熔炼经验来修正选耿n例如：HT250牌号灰铸铁的粧 为3J% -3.4%! 所用新生铁的wc -3.8%T冋炉料的u-c = 3.2%,废钢 的増个土0.斗怖口估算配比：新生铁加人40%.回炉料加人量 35%,废钢加入E25%0小 az 3,8x0r4 + 3.2xO,35 + 0.4x0.25 L= 1 h 廻 + 2x100% = 3J7%Z累稅计算法就是将按

12、比例投人的各种炉料*分别代入其成分 A1加柱起*把治炼过程中的増减率计算往其屮， 再调整到目摒成分的范臥 谈计算方崔适用于冲天炉的 配料，也适应干电炉的配料好使用原材料的化学成分含凰如憲2所示口表2原材料黑称牝学成份(质蜀分数%CSiMn生铁3.51 .6-2.00.5回妒無3.21 .90.80,40,270.5用上述原材料井配用75硅铁、65猛铁.用冲天炉生 产HTOO牌号的陕铸铁，其化学成分耍求如表3所示表3牌号化宁成分f质嚏分数%】CSiMnpSHT2003. 1-3,41.8-2.L0.7-0.90, 150J2根据实践经验应考堪到*增碳世为10%.炉料中硅的 熔煤损耗为15%.硅铁

13、中硅的熔炼扭耗为20矚*炉料中错 的熔炼损耗为20锚.镂铁中锥的熔販就耗为25鳴口20如年第(鼎峨* xc加工经调整后材料配比如表4所示衰4原栋料配人钛(%)45何炉料40慶iML5累枳代人的成分讣算如下：增碳率土C=(3.5% x 0.45+ 3,2% )(0.4+ 0.4% xOJ5)xl.13,2%硅的熔炼损耗率：Si= (J .&% x0.45 + L.9% x0+4 + 0,27% xO. 15)x (1-0J5) -1.37%钛的熔炼扭耗率：Mn = (0.7% xQ.45 + 0.8% x0.4 +0,5% xO. 15)x (J -0.2)=0.568%当然毎次配料不可能一次计

14、算成功.需多次调整配 料比*方能达到理想结果这点对初童握者来说*尤其以上配碳达到了拥期目的.徂是硅、链仍达不 到需求.需要补加硅铁和镂铁n补加硅铁.钛铁及其他 任何铁合金*均可用下戏求得门补加童他)合金含醫V詁孫 X 1届目标中限硅含乐是K95%.炉料甲代入硅是 1.37爺，还差0.盘局的硅臥需谁加硅铁来补足我差. 硅铁需补仙的量即可用上式算岀；75硅铁补加量(%)二彳x】00囑玛临目拯中限链含0.8%,炉料代人的链杲 0.568,还差0.232%的曲量，需添加锂铁来补充口備戢铁补加(%)100%0.3%3.配料的基本知识和注童事项在生产普通誅按或错钢时，掌握了以上方憩基本可 以抵导議产了，但

15、是在生产合金钢+特别是高合金钢时 还要考虑到，为保证材质有足够的合金成井含址*在襯 加铁合金时，随之而代人的其他战分，还翌若盘到如何 降低生产成本a例如*用电炉生产合肥水泥研究设计院幵发的中 倍务元合金钢时*常用的啓铁化学成分如表5所示口I维普资讯Foundrytt在配料过程中，骼含垠取中限5%,就需藍加人表 ，中钻铁&腌才能接近中限旻求*由于铅铁中含有一定 试的碳和硅，加人8%恪铁的同时，势必引起碳和硅的 增加口刿外在保证iCf = 5%时，如果全部用高碳镭 铁碳呈必超很如果全部用低碳铅铁*再用瞎碳剂鳩 碳，父会因为低無常铁的枷恪比高嚥啓铁的价榕高的太 多而使生产成本匕升。因此在既保证化学成

16、分合格只要 降低生产成本的情况下，应采用低碳常铁和高碳路铁搭 配使用亠在实际生产中.当炉前代验结果出来后(碳、 硅)，要想很快的正确搭配投料比.确有一是圉堆*而 且往往容易忙中出错，所以要不斷总结经验*做到熟中 生巧口为了便于配料.我们列制了 个如表召所示的幫 规配料表操作起来就方便、慣捷.卓确了类别化学辰仔(曉址分数遂)CrCSi低碳常铁600.520髙碳倍铁629.53.0表5护前化验错铁加人时(%)铅铁代人菲量(%)篠(应凰分数.蹩】低碳钳铁0.2斗40.20.3440.253fh .53n I D62UrIB晝6使用表点有曲亍问题需要说明:(1) 有两栏格内的高、低碳锵铁为什么垦两种配

17、比 呢？因为尽背都是“中碳多尤合金钢”，由于所翌浇注 的铸件不同，根据其脛後狀况的不同*所以有意识的収 碳的上限戟下限(本文后有所述人(2) 炉工在撫柞中只耍注恵投料就.硅含量就不令 趙限炉甌化监硅含谢.加上俗铁代人硅疑的和与冃 标硅量的差*再加硅铁补充。在了解上述配料基本知识和注意事项后.虽然珥以 指导生严了.但想耍便严品质曲更加稳定*使铸件化学 成分稳定在閱佳存苗范围内.从而达到就住辆理件能的 匹配*还蜚进一步了解并備谒老响配料的因倉4.影响配料的因索(I)即便是同一材质，宙丁铸件片身儿何形狀的不 同.以及诗件服役工况条件的蔓尼而有意把其中某个 成分控制在卜.限.或臬个成分也控制在下限“例

18、如.球膺机的一仓衬板在服復工作时所承覺的冲 击力较大，丽二仓材板所承受的冲击力相对较小口另 外*大賈径球磨机衬板所承受的冲击力就大而小直径 球膺机衬板所玳受的冲击力就小9因此即便要求都是 中辂多元合金嗣”材质.但是在配料柞业中.曲者的 碳址有盘识的収下限.以捉离其冲击韧度，防止工件斷 裂而尖效；后苦的碳敏卿应取上限以提畠直便度.增 强抗煥损能力。隔仓板由于其儿何形状复杂.厅薄悬殊 大*乱多体桎.自身易产生应力，虽然承受的冲击载荷 较小*其含碳蜃也应有意识的取下限。(2) 握据铸件的服笑状况*什么样的埔件应耽卄么 样的金相，螂个戚分的高低对林质金相有什么样的影 响*会引起材质综合物理性产生忡么样的变化等。例如