【热坛讨论】为何同样成份的灰铁,电炉与冲天炉出来的性能不一样?
【以下摘录部分坛友参与讨论的回复内容】
坛友@铸造小猫:冲天炉的铁水要经过焦炭层才能出来, 电炉没有这个过程。有老专家的观点认为电炉叫熔化,冲天炉才叫熔炼。
坛友@放羊的星星:成分只是影响性能的一个方面。我曾经只做电炉熔化,后来又有了冲天炉。同样的配比和成分,电炉熔化铁水浇注的铸件抗拉强度要高于冲天炉,但是冲击性能相反。
坛友@zhuhun1009:回@放羊的星星 抗拉强度的高低,要取决于成分的高低;一样的成分在我这冲天炉比电炉的强度高;冲天炉的铁水是经过高温1700度熔炼而来;电炉的铁水只是熔化没有达到一定的高温;碳元素的分解就不一样;同样的温度冲天炉可以浇注;电炉就会浇不进;本人的看法电炉的温度一般要高于冲天炉10-20度才能达到正常浇注;也就是说电炉的铁水没有冲天炉的铁水持久(注:本人的说法是在同样的条件下);只是个人看法。
坛友@castengineer:谈这个问题之前,首先要确认两个问题:
一、由于冲天炉的结构和熔化原理,使出炉铁水的温度大都在1450度左右,不会按操作者的意愿而随意增高;
二、对于中频炉由于配料结构不同,现在大都加入废钢比率比较大,而又会随着熔化工艺的要求,经常使铁水在1500度以上熔化或保温。
在这样的前题下,在中频炉中熔化的铁水较冲天炉中熔化的铁水,在铸铁成份相同的情况下,产生'D'型石墨的可能性就比较大,其影响因素大体如下:
1、在中频炉的情况下,过热的几率较冲天炉为大,在1500度以上,过高的过热温度主要会使氧和硫的溶解量急剧下降,则铸铁中石墨的形态由片状---蔷薇状---共晶石墨---点状石墨---白口铁依次变化;
2、铁水过热,含氧量减少,也会使在铁水中的SIO2的数量减少,也可促使'D'型石墨的产生;
3、高温下会减少在铁水中能形成石墨结晶核心的的氧化物数量;
4、高温会使能形成石墨结晶核心的硫化物数量减少;
5、在中频炉配料时,往往废钢的比率比较大,其含氮较回炉料和原料铁高,而含硫较低;
6、在中频炉熔化的过程中,往往为了消除少量的有'遗传'性的石墨质点,而把铁水处于高温下,也会使一些能成为石墨结晶核心的异晶质点表面状态转变,呈'不激活化'状态,也会影响铁水的结晶核心的形成,而这种影响是不可逆的。
以上都是影响形成'D'性石墨的因素,在这里只是依照中频炉和冲天炉的熔化的区别点谈一下看法,这就要求在使用中频炉时,要'用其利,避其弊'来合理使用中频炉。(更多的内容见原帖子,论坛小编注)
关于流动性,这就有如,在同样的浇注温度下,高牌号的灰铁的流动性要低于低牌号的灰铁流动性一样,我在实践中,对于同样的件,在制定浇注工艺时,20毫米以下的件,电炉的浇温要比冲天炉高40度;20毫米以上的件,电炉的浇温要比冲天炉高20度。
坛友@daguzl-425:冲天炉更适宜做灰铁,电炉适宜做球铁小件,冲天炉加电炉适应做球铁大件。
坛友@wangtianquan88.:流动性问题应该是来至于碳的吸收方式,冲天炉应该属于附着碳吸收,电炉应该属于强制性碳吸收!个人愚见!
坛友@铸冶艺人:大家提出很多冲天炉与电炉性能不同的原因,我补充以下:06年中,我负责新潮铸造新厂的电炉熔炼,使用生铁,废钢和回炉料配料,生产灰铁HT300,浇注日本牧野机床床身,当时老厂冲天炉也在正常生产,定时拿试样来新厂做光谱仪分析。电炉配料成分目标控制按冲天炉成分控制,结果使人不解,电炉的强度和硬度总是比要求的低,而冲天炉熔炼的铁水浇注机床没有问题。年轻时,80年在408厂,我是第一任熔炼工艺员,试炉成功后即转到铸造分厂工作,经历不多,但对电炉熔炼相对来讲,还是比较熟悉。分析原因大家总是认为电炉孕育措施,没有冲天炉好(冲天炉出铁槽很长,孕育效果好),再三改善孕育,效果不好,最后没有办法,只好降低碳硅含量,满足铸件要求。当时生铁是胶东地区的“本溪生铁”,废钢等等质量都很好。
由于老厂冲天炉的铸铁试样定时拿到新厂光谱仪一起分析,结果都可以看到,所以安排光谱仪把一个月内电炉,冲天炉的分析结果都打印给我,详细查看,并且在现代铸铁杂志上查询有关文章,发现一位姓金的先生写的文章里面谈到,电炉和冲天炉灰铁机械性能的差别,文章也谈到德国企业也有此现象,结果列表在文中,我想德国人使用的生铁,质量也不会很差,总是比国内的生铁要好。最终查明,两者最大的区别在钛的含量不同。冲天炉钛含量都在0.02%以下,而电炉钛都在0.035%以上,常在0.04-0.05%左右。
08年秋天,到普什报到,在会客室看见一位采购商,是美国喀麦隆的代理,他向我提出,普什供应的压缩机缸体,2-3吨重,灰铁HT300铸件,硬度不足,希望解释,我问了化学成分,他打开电脑给我看了光谱仪分析结果,其中钛含量达到0.057%左右,我说估计是钛的含量太高。加盟普什正常工作之后才知道,当时使用了一些四川地方小厂生产的生铁,以后普什逐步淘汰这些生铁的使用,以合成铸铁形式生产灰铁HT300,基本上再没有出现硬度不足的问题。再以后,干康明斯汽缸体,钛的含量都在0.018-0.025%上下,机械性能各方面都很正常。离开普什之后,徒弟在康明斯汽缸体熔炼岗位上,有个阶段告诉我,汽缸体硬度有问题,我让查钛含量,回答有时钛在0.029-0.03几%,我让他注意,一定要把钛降下来,之后就正常了。
上述现象,几次会议上和相关企业交流,宁夏须崎和北京一机床高壁店工厂都有认同。
氮和钛,作为微量元素含量,对于灰铁的影响,翟启杰老师在他的书中说到,还有很多未知因素,上述我的工作经历只是自己的初步认识,感性或者是实际认识,稍微多说一些就是氮是强化基体,在钢的熔炼中,有高氮钢一说,即氮含量在6000PPM左右含量,在高压下凝固,使钢的强度大大提高,而没有气孔出现。在铸铁中,氮也是这种作用,含量较高,容易出现气孔。如果钛含量高,则消耗强化基体的氮,使灰铁强度,硬度降低。冲天炉熔炼,烧损作用较大,不像电炉熔炼,烧损作用小,保留生铁里面的有害微量元素较多,影响灰铁强度,硬度。