Como melhorar as medidas do processo de fundição da taxa de esferoidização

Tempo de publicação: 06 / 18 2021 Autor: Editor do Site Visita: 13697

O nível de esferoidização de fundidos de ferro fundido de grafite esferoidal ordinário doméstico é necessário para atingir o nível 4 ou superior, (isto é, a taxa de esferoidização é 70%), a taxa de esferoidização alcançada pela fundição geral é de cerca de 85%. Nos últimos anos, com o desenvolvimento da produção de ferro fundido nodular, especialmente em indústrias com altos requisitos para produção de fundição de energia eólica e qualidade de fundição, o nível de esferoidização é necessário para atingir o nível 2, ou seja, a taxa de esferoidização chega a mais de 90%. A empresa do autor analisou e aprimorou o processo de esferoidização e inoculação utilizado no QT400-15, bem como o agente esferoidizante e inoculante, de forma que a taxa de esferoidização do ferro fundido nodular atingiu mais de 90%.

1. O processo de produção original

Processo de produção original:

O equipamento de fundição adota forno de frequência intermediária 2.0T e forno de frequência industrial 1.5T;
A composição do líquido de ferro bruto QT400-15 é ω (C) = 3.75% ~ 3.95%, ω (Si) = 1.4% ~ 1.7%, ω (Mn) ≤0.40%, ω (P) ≤0.07%, ω ( S)) ≤0.035%;
O agente de esferoidização usado no tratamento de esferoidização é de 1.3% a 1.5% da liga RE3Mg8SiFe;
O inoculante usado no tratamento de inoculação é 0.7% ~ 0.9% liga 75SiFe-C. O tratamento de esferoidização adota dois métodos de batida e lavagem:

Primeiro, 55% ~ 60% do ferro é produzido, então a esferoidização é realizada, o inoculante é adicionado e o restante do ferro líquido é adicionado.

Devido ao método tradicional de esferoidização e inoculação, a taxa de esferoidização detectada por um único bloco de teste de cunha fundida com espessura de 25 mm é geralmente em torno de 80%, ou seja, o nível de esferoidização é 3º.

2. Plano de teste para melhorar a taxa de esferoidização

A fim de aumentar a taxa de esferoidização, o processo original de esferoidização e inoculação foi melhorado. As principais medidas são: aumento da quantidade de agente esferoidizante e inoculante, purificação do ferro fundido e tratamento de dessulfuração. A taxa de esferoidização ainda é testada com um único bloco de teste de cunha fundida de 25 mm. O plano específico é o seguinte:

(1) Analise o motivo da baixa taxa de esferoidização do processo original. Pensou-se que a quantidade de agente esferoidizante era pequena, então a quantidade de agente esferoidizante adicionado aumentou de 1.3% para 1.4% para 1.7%, mas a taxa de esferoidização não atendeu aos requisitos. . (2) Outro palpite é que a baixa taxa de esferoidização pode ser causada por má gestação ou declínio da fertilidade. Portanto, o experimento aumentou a dose de inoculação de 0.7% para 0.9% para 1.1%, e a taxa de esferoidização não atendeu aos requisitos.
(3) Continue a analisar e acreditar que há mais inclusões no ferro fundido e elementos de interferência de alta esferoidização podem ser a causa da baixa taxa de esferoidização. Portanto, a purificação de ferro fundido em alta temperatura é realizada. A temperatura de purificação de alta temperatura é geralmente controlada em 1500 ± 10 ° C, mas sua taxa de esferoidização não excedeu 90%.
(4) A grande quantidade de ω (S) consome seriamente a dose de esferoidização e acelera o declínio da esferoidização. Portanto, o tratamento de dessulfuração é aumentado para reduzir a quantidade de ferro líquido original ω (S) de 0.035% para menos de 0.020%, mas a taxa de esferoidização também é atingida Apenas 86%. Os resultados do teste dos quatro esquemas acima são mostrados na Tabela 1. A estrutura e as propriedades mecânicas do bloco de teste em forma de cunha não atendem aos requisitos.

3. O último plano de melhoria adotado

3.1 Medidas de melhoria específicas

As matérias-primas são ferro-gusa, sucata sem ferrugem ou menos enferrujada e materiais de reaquecimento;
A dessulfuração do ferro fundido bruto adicionando carbonato de sódio (Na2CO3) ao forno;
Use o agente de pré-tratamento Foseco 390 para pré-desoxidar na bolsa;
Tratamento de esferoidização com Nodulizador Fozco;
Usando carboneto de silício e inoculação combinada de ferrossilício.

O controle original da composição do ferro fundido do novo processo: ω (C) = (3.70% ~ 3.90%, ω (Si) = 0.80% ~ 1.20% [fundição ω (Si final) = 2.60% ~ 3.00%], ω ( Mn) ≤ 0.30%, ω (P) ≤0.05%, ω (S) ≤0.02%. Quando o ferro fundido original ω (S) excede 0.02%, a cinza de soda industrial é usada para dessulfurização na frente do forno, porque o A reação de dessulfuração é uma reação endotérmica. A temperatura de dessulfuração deve ser controlada em torno de 1500 ° C e a quantidade de carbonato de sódio adicionado é controlada em 1.5% ~ 2.5% de acordo com a quantidade de ω (S) durante a fusão no forno .

Ao mesmo tempo, o pacote de tratamento de esferoidização adota um pacote de tratamento tipo barragem comum. Primeiro, adicione 1.7% do agente esferoidizante da marca Foseco NODALLOY7RE ao lado da barragem na parte inferior da embalagem, alise e compacte e use carboneto de silício em pó 0.2% e 0.3% pequeno. O 75SiFe em massa é coberto com uma camada, uma após a outra e, após a compactação, é coberto com um ferro de pressão e o inoculante Foseke 0.3 a 390% é adicionado ao outro lado da concha de ferro fundido. Ao vazar o ferro, 55% ~ 60% do volume total de ferro fundido é primeiro lavado. Após a reação de esferoidização estar completa, 1.2% de inoculante 75SiFe-C é adicionado e o ferro fundido restante é lavado e a escória é derramada.

3.2 resultados de teste

A composição do ferro fundido original antes e depois da dessulfurização, as propriedades mecânicas e a estrutura metalográfica do bloco de teste em formato de cunha fundido simples de 25 mm e o método de avaliação da taxa de esferoidização na estrutura metalográfica são detectados automaticamente pelo sistema de análise de imagem metalográfica .

4. Análise de resultados

4.1 A influência dos elementos principais na taxa de esferoidização

C, Si: C pode promover a grafitização e reduzir a tendência de boca branca, mas uma quantidade elevada de ω (C) tornará o CE muito alto e facilmente fará com que o grafite flutue, geralmente controlado em 3.7% ~ 3.9%. O Si pode fortalecer a capacidade de grafitização e eliminar a cementita. Quando o Si é adicionado como inoculante, pode reduzir muito a capacidade de super-resfriamento do ferro fundido. Para melhorar o efeito de inoculação, a quantidade de ω (Si) no ferro fundido original foi reduzida de 1.3% para 1.5% para 0.8% a 1.2%, e a quantidade de ω (Si final) foi controlada em 2.60% a 3.00%.
Mn: Durante o processo de cristalização, o Mn aumenta a tendência do ferro fundido para resfriar demais e promove a formação de carbonetos (FeMn) 3C. No processo de transformação eutetóide, o Mn reduz a temperatura de transformação eutetóide, estabiliza e refina a perlita. O Mn não tem muita influência na taxa de esferoidização. Devido à influência das matérias-primas, geralmente controlam ω (Mn) <0.30%.
P: Quando ω (P) <0.05%, é sólido-solúvel em Fe e é difícil formar um fósforo eutético, que tem pouco efeito na taxa de esferoidização do ferro dúctil.
S: S é um elemento desferoidizante. S consome Mg e RE no agente de esferoidização durante a reação de esferoidização, dificultando a grafitização e reduzindo a taxa de esferoidização. A escória de sulfeto também retornará ao enxofre antes que o ferro fundido se solidifique, novamente consumindo elementos de esferoidização, acelerando o declínio da esferoidização e afetando ainda mais a taxa de esferoidização. Para atingir uma alta taxa de esferoidização, a quantidade de ω (S) no ferro bruto deve ser reduzida para menos de 0.02%.

4.2 Tratamento de dessulfuração

Depois que a carga for derretida, pegue amostras e analise a composição química. Quando a quantidade de ω (S) é superior a 0.02%, a dessulfuração é necessária.

O princípio da dessulfurização do carbonato de sódio é: coloque uma certa quantidade de carbonato de sódio na concha, use o fluxo de ferro fundido para lavar e agitar, o carbonato de sódio se decompõe em alta temperatura, a fórmula de reação é Na2CO3 = Na2O + CO2 ↑: o Na2O gerado é no ferro fundido novamente Sulfuração e formação de Na2S, (Na2O) + [FeS] = (Na2S) + (FeO).

O Na2CO3 separa e resolve o CO2, causando agitação violenta do ferro fundido, o que promove o processo de dessulfuração. A escória de carbonato de sódio é fácil de fluir e flutuar rapidamente, e o tempo de reação de dessulfuração é muito curto. Após a dessulfuração, a escória deve ser removida com o tempo, caso contrário, retornará ao enxofre. 4.3 Tratamento de pré-desoxidação, tratamento de esferoidização e tratamento de inoculação O agente de pré-tratamento Foseke 390 desempenha o papel de tratamento de pré-desoxidação na bolsa e ao mesmo tempo aumenta o núcleo de nucleação de grafite e o número de esferas de grafite por unidade de área, e também pode aumentar a taxa de absorção de Mg. Melhorar significativamente a capacidade de resistir à recessão e aumentar a taxa de esferoidização. O inoculante Fochke contém ω (Si) = 60% ~ 70%, ω (Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω (Ba) = 7% ~ 11%, dos quais Ba pode estender o tempo de incubação efetivo. O grau NODALLOY7RE do Nodulizador Fozco é selecionado e seu ω (Si) = 40% ~ 50%, ω (Mg) = 7.0% ~ 8.0%, ω (RE) = 0.3% ~ 1.0%, ω (Ca) = 1.5 % ~ 2.5%, ω (Al) <1.0%. Uma vez que o ferro fundido passa por tratamentos de dessulfurização e pré-desoxidação, os elementos que consomem nodulizadores no ferro fundido são bastante reduzidos, então um nodulizador com uma baixa quantidade de ω (RE) é selecionado para reduzir a deterioração da morfologia da grafite esferoidal por RE ; O principal elemento de ação é o Mg; Ca e Al podem desempenhar um papel no fortalecimento da incubação. Usando carboneto de silício e tratamento de inoculação combinado de ferrosilício, o ponto de fusão do carboneto de silício é cerca de 1600 ° C, e o núcleo do cristal de grafite é aumentado durante a solidificação, e grandes doses de ferrossilício são usadas para inoculação, o que pode evitar o declínio da esferoidização.

Conclusão 5

Na produção de ferro fundido nodular ferrítico, quando a taxa de esferoidização deve atingir mais de 90%, as seguintes medidas podem ser adotadas:

(1) Escolha carga de alta qualidade para reduzir os elementos de desesferoidização na carga.
(2) Escolha um agente esferoidizante com uma baixa quantidade de ω (RE) para reduzir o efeito de deterioração de RE na morfologia da grafite esferoidal.
(3) O teor de ω (S) do ferro fundido original deve ser inferior a 0.020%, o que pode reduzir o consumo de nodulizadores, principalmente dos elementos nodulizados consumidos pela sulfuração secundária da escória sulfetada.
(4) Pré-desoxidar o ferro fundido, aumentar o número de esferas de grafite por unidade de área, aumentar a taxa de esferoidização, melhorar muito a capacidade de resistir à recessão e estender o tempo de incubação efetivo.
(5) Reduza a quantidade de ω (Si) no ferro fundido original, aumente a quantidade de agente esferoidizante, inoculante e vários agentes de pré-tratamento e fortaleça o tratamento de inoculação.

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