17 razones y control de una mala esferoidización

En las décadas de 1960 y 1970, las cúpulas se utilizaron principalmente para producir hierro dúctil, debido a la mala calidad del coque (gran grumosidad, baja densidad, bajo contenido de carbono fijo y contenido de azufre); baja temperatura del hierro fundido; preparación de nodulizer utilizado El método no es perfecto; el arrabio contiene un alto contenido de azufre y fósforo, por lo que la calidad del hierro fundido nodular producido es mala y la calidad de la esferoidización es inestable. Hoy en día, la producción de hierro fundido nodular se funde principalmente en un horno eléctrico, y la temperatura del horno es fácil de controlar; la calidad de las materias primas como el arrabio es buena; Hay muchos tipos de nodulizadores y la calidad es buena, por lo que la calidad del hierro fundido nodular es más fácil de controlar. Sin embargo, la mala esferoidización sigue siendo uno de los principales defectos en la producción de hierro dúctil.

La mala esferoidización se manifiesta en la fractura del yeso (generalmente se observa la fractura del tubo ascendente de vertido), con grandes manchas negras o pequeñas manchas negras obvias; el sonido de golpear el yeso no es claro y nítido; hay muchas piezas gruesas en la microestructura metalográfica; Hay una pequeña cantidad de grafito esferoidal, grafito aglomerado o grafito dendrítico (a veces, la esferoidización deficiente tiene una característica metalográfica, es decir, en grupos de grafito de escamas gruesas, los grafitos esferoidales individuales son bastante redondeados) .

Las causas de la esferoidización deficiente generalmente se ven afectadas por los siguientes tres tipos de factores: el contenido de magnesio residual o el contenido de tierras raras es demasiado bajo (pero cuando el contenido de tierras raras es demasiado alto, la redondez del grafito se vuelve pobre y la fundición es propensa boca blanca y pino encogido); el efecto de la inoculación no es fuerte o está disminuyendo; el elemento de interferencia es demasiado alto.

Sin embargo, en el proceso de producción real, hay muchos factores que causan una esferoidización deficiente, incluidos problemas técnicos, operativos y de gestión.

1. Mala calidad del agente esferoidizante

Aunque el contenido de Mg y RE en el agente esferoidizante cumple con los requisitos de calidad a través de pruebas de laboratorio, el contenido de MgO es relativamente alto debido a la mala tecnología de fundición (el agente esferoidizante contiene MgO> 1%, lo que puede afectar la calidad de la esferoidización). El MgO puede mejorar La calidad de la esferoidización casi no tiene ningún efecto, pero el hierro dúctil es propenso a defectos de inclusión de escoria; el agente esferoidizante contiene menos elementos como Ca, la reacción es intensa durante el tratamiento esferoidizante y el Mg arde más.

Medidas preventivas: no utilice nodulizantes de mala calidad (se debe inspeccionar a los proveedores y fabricantes, primero comprar en pequeñas cantidades y luego comprar a granel después de la prueba). El agente esferoidizante se coloca durante demasiado tiempo y es fácil de humedecer y oxidar.

2. Funcionamiento inadecuado de la esferoidización frente al horno.

El agente esferoidizante se vierte en el pozo de la presa de cuchara de hierro fundido y no se aplana; el recubrimiento de la superficie es pequeño, o la capa de recubrimiento es delgada, o el espacio del bloque de agente esferoidizante no está lleno. Después de precipitarse en el hierro fundido, la esferoidización no solo queda expuesta.El agente se funde y reacciona inmediatamente y, al mismo tiempo, una gran cantidad de hierro fundido entra en el espacio del bloque del agente esferoidizante, derritiendo directamente el agente esferoidizante o lavando el esferoidizante. agente de la superficie del hierro fundido flotante, la reacción es demasiado temprana y demasiado rápida, y el Mg se quema más.

Medidas preventivas: aplanar el agente esferoidizante vertido en el hoyo en el fondo de la bolsa y machacar apropiadamente, luego aplanar y machacar el ferrosilicio inoculado cubierto, y cubrir la superficie con la cantidad adecuada de limaduras de hierro fundido nodular (machacadas) o hierro dúctil. placa de cierto espesor. Esto no solo llena los huecos de la aleación, sino que también tiene un cierto espesor de capa de cobertura.

3. El hierro fundido original tiene un alto contenido de azufre.

El azufre es el principal elemento desesferoidizante y un alto contenido de azufre afectará seriamente la calidad de la esferoidización. Cuando el wS en el hierro fundido original es superior al 0.06%, es difícil obtener una calidad de hierro fundido nodular calificado incluso si se agrega más agente esferoidizante. . Durante el proceso de esferoidización, el Mg en el agente esferoidizante primero reacciona químicamente con el S en el hierro fundido para formar una escoria de MgS, y el Mg restante juega el papel de esferoidización, lo mismo es cierto para RE. Dado que hay pocos elementos esferoidizantes, la calidad de la esferoidización se ve afectada. El hierro fundido tiene un alto contenido de azufre. Incluso si se agrega una gran cantidad de agente esferoidizante, si el tiempo de vertido es demasiado largo y la escoria no está limpia, se producirá el fenómeno de "azufre de retorno", que afectará la calidad de las piezas fundidas desde el vertido hasta la etapa posterior. . La principal fuente de azufre en el hierro fundido original es: el uso de coque o hierro naciente con alto contenido de azufre.

Medidas preventivas: utilizar arrabio con bajo contenido de azufre y reciclar el material y el coque; comprender la relación entre la cantidad de nodulizer añadida y el contenido de azufre del hierro fundido original; tomar medidas de desulfuración frente al horno y durante el proceso de esferoidización (rociar cal sobre el coque) Es más fácil desulfurar con agua y hornos eléctricos, agregar superficie alcalina o sosa cáustica en la bolsa de esferoidización)

Los elementos de interferencia de esferoidización sustituidos con la carga son demasiado altos, como Ti, Sb, As, Pb, Al, Sn, etc. Aunque los elementos de tierras raras tienen cierta capacidad para debilitar o compensar los elementos de interferencia anti-esferoidización, demasiados elementos de interferencia en hierro fundido aún se deteriorará la forma de los nódulos de grafito (grafito deformado); incluso en caso de esferoidización, las propiedades físicas de los materiales de hierro fundido nodular también tenderán a ser muy frágiles. Por lo tanto, en la producción de QT400-18 y hierro dúctil resistente a bajas temperaturas, se debe utilizar arrabio de alta pureza.

4. Colocación incorrecta de la cuchara de hierro fundido.

Cuando se golpea el hierro, el hierro fundido se precipita directamente al agente esferoidizante presionado en el pozo, que no solo lava la cubierta, sino que también hace que el bloque de aleación esté sujeto directamente al impacto del hierro fundido a alta temperatura, o se derrita prematuramente. reacciona violentamente o flota rápidamente con el hierro. La superficie del hierro fundido se derrite y se quema en la superficie del hierro fundido y es absorbida por el aire, lo que reduce la tasa de absorción del hierro fundido a Mg.

Medidas preventivas: coloque la cuchara de hierro fundido para evitar que el hierro fundido impacte directamente en la aleación, de modo que el hierro fundido pueda sumergir la aleación de manera constante y rápida y alcanzar una cierta profundidad instantáneamente, y extender la distancia de la aleación flotando para que la aleación puede ser absorbido completamente por el hierro fundido.

5. Se inicia el golpeteo lento de la plancha

Si el golpeteo de la plancha es demasiado lento al principio, el nivel del líquido aumentará lentamente en el cucharón. Cuando el hierro fundido inunda la aleación, la capa superficial de la aleación comenzará a derretirse y luego se elevará. Debido a la corta distancia entre la superficie de la aleación y la superficie del hierro fundido, la aleación no tiene tiempo. Una gran cantidad de hierro fundido flota sobre la superficie del hierro fundido. El Mg que se derrite y se quema en la superficie del hierro fundido es absorbido y perdido por el aire, lo que reduce la tasa de absorción del hierro fundido a Mg.

Medidas preventivas: Para los hornos de cubilote, debe haber suficiente hierro fundido en el hogar delantero. Antes de golpear, retire el lodo que bloquea el orificio del grifo y ábralo rápidamente para permitir que el hierro fundido llegue rápidamente. 2/3 de la profundidad de la capacidad de la cuchara de hierro fundido (es decir, una cierta profundidad). En este momento, la reacción de esferoidización se debe a la gran distancia entre la superficie de la aleación y la superficie del líquido. Cuando la aleación flota en el hierro fundido, la distancia que recorre es larga y la aleación flota y se derrite al mismo tiempo. , El hierro fundido absorbe completamente el borde, el elemento esferoidizante Mg en el agente esferoidizante tiene una alta tasa de absorción y la calidad del hierro fundido nodular es buena. El golpeteo del horno eléctrico es más conveniente, comience a golpear rápidamente, golpee lentamente o deje de golpear cuando la reacción es violenta, y continúe golpeando hasta la cantidad requerida cuando la reacción es estable. Si la respuesta es estable, intente ser lo más rápido y luego lento posible (sin parar en el medio) Una vez fuera.

6. El agente esferoidizante se instaló demasiado pronto o el hierro fundido en el pozo de la presa no se ha vertido por completo.

Después de verter, la temperatura en el fondo del cucharón al rojo vivo es superior a 900 ° C. Si el agente esferoidizante se instala inmediatamente, parte de Mg y RE se perderán bajo la cocción a alta temperatura (fenómeno del humo); si no se limpia el hierro fundido en el pozo del dique, la pérdida de Mg será mayor; Además, la temperatura de precalentamiento sobrecalentada también promoverá la fusión prematura del agente esferoidizante.

Medidas preventivas: Deje enfriar el cucharón por un tiempo y llene el agente esferoidizante antes de golpear el hierro fundido. Al mismo tiempo, vierta el hierro fundido restante en la cuchara a tiempo después de verter y retire la escoria fundida en la cuchara.

7. La temperatura de la esferoidización del hierro fundido es demasiado baja.

Cuando la temperatura del hierro fundido de esferoidización es inferior a 1390 ℃, la aleación no es fácil de fundir, la reacción de esferoidización es incompleta y el nivel de esferoidización es difícil de cumplir con los requisitos. Durante el proceso de flotación del agente esferoidizante, debido a la baja temperatura del hierro fundido, el agente esferoidizante no se puede fundir y absorber rápidamente, lo que hace que el agente esferoidizante flote a la superficie del hierro fundido para fundirse y quemarse.

8. La temperatura de la esferoidización del hierro fundido es demasiado alta.

La temperatura del hierro líquido esferoidizante es demasiado alta y la velocidad de fusión del agente de recubrimiento y el agente esferoidizante es demasiado rápida. Debido a que la densidad del Mg puro es 1.74 g / cm3, el punto de fusión es 651 ° C y el punto de ebullición es 1105 ° C. El punto de fusión, pero también inferior a 1400 ℃, sin mencionar que la temperatura de esferoidización suele ser de 1490 ~ 1520 ℃, y algunas pueden ser más altas. De acuerdo con el tamaño de la pieza fundida y el espesor de la pared de la pieza fundida, cuando realmente se necesita aumentar la temperatura de esferoidización, se deben tomar medidas relativamente de "tratamiento a baja temperatura y fundición a alta temperatura". Además, si la temperatura del hierro fundido es demasiado alta, el hierro fundido a menudo se oxida seriamente. Debido a que el Mg y el RE reaccionan fácilmente con los óxidos, la alta temperatura provoca una gran pérdida y evaporación de Mg y RE, lo que reduce la tasa de absorción.

9. El agente esferoidizante tiene pequeños grumos y más piezas rotas.

Cuando el tamaño del agente esferoidizante es pequeño y hay muchas piezas, aunque el método de tratamiento esferoidizante es el mismo, debido a que no hay espacios entre los bloques de aleación, la reacción de fusión solo se puede pelar lentamente y capa por capa. Si se utilizan los mismos pasos para el vertido, puede suceder que la esferoidización de las primeras cajas no sea buena y la esferoidización de las últimas cajas aún sea buena.

Medidas preventivas: Elija el tamaño del agente esferoidizante en función del tamaño de la cuchara de hierro fundido, es decir, la cantidad de hierro fundido que se esferoidiza. Si hay demasiado triturado, es necesario tamizarlo; si la reacción de esferoidización es demasiado lenta, se puede usar un taladro de acero para romper la aleación cargada a través del hierro fundido unas cuantas veces, y el hierro fundido se puede perforar en la aleación para acelerar la reacción de esferoidización.

10. El agente esferoidizante es demasiado grande.

El agente esferoidizante es demasiado grande. Durante el proceso de flotación y fusión, el hierro fundido no lo absorbe a tiempo, sino que flota hacia la superficie del hierro fundido para fundirse y quemarse, y se desperdicia en el aire.

La elección del tamaño del bloque del agente esferoidizante se determina de acuerdo con el tamaño de la cuchara de hierro fundido, es decir, la cantidad de hierro fundido nodularizante.

11. Se agregó una pequeña cantidad de agente esferoidizante.

La cantidad de agente esferoidizante agregado está relacionada con los requisitos del material, el contenido de azufre del hierro fundido, la calidad del hierro fundido, la temperatura de esferoidización, el tamaño de la pieza fundida y otros factores. Hay dos razones para la pequeña cantidad de agente esferoidizante: una es que el requisito de diseño en sí es pequeño; la otra es que la cantidad de hierro fundido no está bien controlada y la cantidad de hierro fundido supera el requisito.

12. Oxidación líquida de hierro

El contenido de oxígeno del hierro fundido es alto después de la oxidación. Debido a la fuerte afinidad entre O y Mg, el elemento esferoidizante eficaz Mg en el agente esferoidizante se combina primero con O para producir escoria de MgO, y el Mg restante puede esferoidizar el grafito. Función, porque el oxígeno consume una gran cantidad de Mg, y el Mg restante no es suficiente para asegurar que el grafito sea esférico, por lo que el nivel de esferoidización es bajo y la calidad de esferoidización es mala.

Medidas preventivas: preste atención a la baja altura de coque (carbonizado) de la cúpula para evitar que el hierro fundido se oxide; fundición en horno eléctrico, no utilice una carga excesivamente oxidada para evitar una temperatura excesivamente alta del hierro fundido o una temperatura alta y la conservación del calor a largo plazo, especialmente para el horno de 10t para fundir el hierro fundido. Cada vez que el proceso de esferoidización es 1t, cuando el proceso de esferoidización es unos paquetes más tarde, debido al largo tiempo de residencia del hierro fundido en el horno, no solo el hierro fundido carece de "núcleos cristalinos", sino que también es fácil de oxidar. Cuando algunos paquetes después del proceso de esferoidización, primero realice un "pretratamiento" en el horno, agregue la cantidad adecuada de carburo de silicio, desoxidante, recarburador, ferrosilicio, etc. para el tratamiento de desoxidación, y agregue apropiadamente más agente esferoidizante.

13. La relación entre la profundidad y el diámetro de la bolsa y el hoyo de la bolsa.

• (1) La relación entre la profundidad H del paquete de esferoidización y la D directa es: H / D = 1.5 ~ 2. Si se utiliza la bolsa de esferoidización para tratar la media bolsa, va en contra de la intención original de la alta relación económica.
• (2) La profundidad de la fosa de la bolsa de esferoidización debe ser de 20 ~ 30 mm después de llenar el agente de esferoidización y el agente de recubrimiento. El hierro fundido entra en la fosa y el agente de recubrimiento se funde en una sustancia semisólida, lo que retrasa el brote prematuro del agente esferoidizante. Puede mejorar el rendimiento de Mg.
• (3) El ancho del hoyo en el fondo de la bolsa debe ser de 1/4 a 1/3 del diámetro del fondo de la bolsa. El pozo con un área proyectada pequeña aumenta la profundidad y ayuda a retrasar el brote.
• (4) Limpie la escoria en la bolsa a tiempo después de verter, de modo que cada bolsa de agente esferoidizante se cargue en el pozo de la misma manera.

14. Disminución de la esferoidización debido al largo tiempo de vertido y otras razones.

Las características de la recesión de la esferoidización son: buena esferoidización frente al horno pero no buena esferoidización en la fundición; o en la misma cuchara de hierro fundido, las piezas que se vierten primero tienen buena esferoidización, y las que se vierten después no están bien esferoidizadas. La recesión de la esferoidización causada por un tiempo de vertido demasiado largo a menudo coexiste con la recesión gestacional. La cantidad de Mg residual que asegura que el grafito sea esferoidizado determina la calidad de esferoidización del hierro fundido. El Mg tiene una fuerte afinidad con O y S. El Mg se combina con O para generar MgO y quemarlo. Especialmente S, cuando S se combina con Mg para producir escoria de MgS, flota hacia la superficie del líquido. Después de flotar a la superficie del líquido, el Mg en la escoria de MgS se combina con el O en el aire para producir MgO y quemarse, y el S separado vuelve al hierro fundido nuevamente y se combina con el Mg. El S en el hierro fundido es como un barco, que lleva constantemente el Mg del hierro fundido al aire y lo quema, lo que se denomina "fenómeno de reversión". Con la prolongación del tiempo de vertido, la cantidad residual de Mg en el hierro fundido es cada vez menor. Según alguna información, con la extensión del tiempo de vertido, la pérdida por combustión de Mg en el hierro fundido es del 0.004% por cada 1 min.

Solución: Si el tiempo de vertido se prolonga por alguna razón, se puede cubrir un espesor apropiado de agente aislante para reducir el contacto entre el hierro fundido y el aire, y reducir la cantidad de Mg quemado en el hierro fundido. Además, se deben tomar las medidas de inoculación de seguimiento adecuadas para descomponer o cortar el grafito que ha crecido y se deforma (se convierte en grafito en escamas cuando crece) de modo que su forma tiende a ser esférica.

15. Recesión reproductiva

A través del análisis metalográfico, se puede observar que en las fotos metalográficas del declive de la incubación, el número de bolas de grafito es pequeño, el diámetro de la bola es grande, la densidad es delgada y el nivel de esferoidización es bajo. Generalmente, el contenido de ferrita es bajo, el contenido de perlita aumenta y hay carburos. existe. La razón de la disminución de la inoculación es que el inoculante se agrega en una pequeña cantidad o el proceso de inoculación no es perfecto. Debido a que la existencia de magnesio es una condición necesaria para la esferoidización, y los elementos en la inoculación son condiciones suficientes para participar en la grafitización, solo no se enfatiza el tratamiento de esferoidización y es imposible producir hierro dúctil de alta calidad.

Medidas preventivas: aumentar la cantidad de inoculante añadido; use inoculantes de acción prolongada que contengan bario y calcio; tomar medidas de inoculación compuesta, incluida la inoculación secundaria, la inoculación de silicio flotante y la inoculación de flujo.

16. La bolsa de esferoidización o la bolsa de vertido está mojada.

Cuando el proceso de esferoidización se inyecta en el hierro fundido, el agua se vaporiza y se descompone para producir hidrógeno y oxígeno. O neutralizará parte del Mg en el agente esferoidizante y se convertirá en escoria de MgO, lo que no solo reduce el contenido de magnesio en el hierro fundido, sino que también es fácil producir agujeros de escoria y defectos de poros en las piezas fundidas.

17. Gestión in situ

El manejo y el apilamiento del agente esferoidizante no están estandarizados y el ferrosilicio puede estar mezclado; el peso del agente esferoidizante es inexacto, no se pela, no se lee mal, etc. Por ejemplo, la calidad de producción de hierro fundido dúctil en una determinada fábrica ha sido muy estable. De repente, los dos hornos tenían una esferoidización deficiente antes del turno de noche y el contenido de silicio en el análisis de laboratorio excedía el estándar. Después de la investigación y el análisis, puede ser que el ferrosilicio esparcido en el suelo se haya limpiado durante el día. , Clasificado en el tanque de agente esferoidizante. Además, el tiempo de almacenamiento del agente esferoidizante es demasiado largo y el almacenamiento no es bueno. La oxidación del agente esferoidizante debilitará el efecto de esferoidización y afectará la calidad de la esferoidización.

Observaciones finales

En el trabajo diario, el trabajo duro y el esfuerzo que se requiere para trabajar duro y no trabajar es similar, pero hay una gran diferencia en mejorar y estabilizar la calidad del producto y mejorar el nivel técnico de los propios operadores.

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