Cómo mejorar las medidas del proceso de fundición de la tasa de esferoidización.

Hora de publicación: 06 / 18 2021 Autor: Editor del sitio Visita: 13328

El nivel de esferoidización de las piezas de fundición de hierro fundido de grafito esferoidal ordinario doméstico debe alcanzar el nivel 4 o superior (es decir, la tasa de esferoidización es del 70%), la tasa de esferoidización alcanzada por la fundición general es de aproximadamente el 85%. En los últimos años, con el desarrollo de la producción de hierro fundido nodular, especialmente en industrias con altos requisitos para la producción de fundición de energía eólica y la calidad de la fundición, se requiere que el nivel de esferoidización alcance el nivel 2, es decir, la tasa de esferoidización alcanza más del 90%. La empresa del autor analizó y mejoró el proceso de esferoidización e inoculación utilizado en QT400-15, así como el agente esferoidizante e inoculante, de modo que la tasa de esferoidización del hierro fundido nodular alcanzó más del 90%.

1. El proceso de producción original

Proceso de producción original:

El equipo de fundición adopta un horno de frecuencia intermedia 2.0T y un horno de frecuencia industrial 1.5T;
La composición del líquido de hierro crudo QT400-15 es ω (C) = 3.75% ~ 3.95%, ω (Si) = 1.4% ~ 1.7%, ω (Mn) ≤0.40%, ω (P) ≤0.07%, ω ( S)) ≤0.035%;
El agente esferoidizante utilizado en el tratamiento esferoidizante es una aleación RE1.3Mg1.5SiFe del 3% al 8%;
El inoculante utilizado en el tratamiento de inoculación es una aleación 0.7SiFe-C al 0.9% ~ 75%. El tratamiento de esferoidización adopta dos métodos de golpeteo y enjuague:

Primero, se produce el 55% ~ 60% del hierro, luego se lleva a cabo la esferoidización, luego se agrega el inoculante y luego se agrega el resto del líquido de hierro.

Debido al método tradicional de esferoidización e inoculación, la tasa de esferoidización detectada por un solo bloque de prueba de cuña moldeada con un grosor de 25 mm es generalmente alrededor del 80%, es decir, el nivel de esferoidización es el tercero.

2. Plan de prueba para mejorar la tasa de esferoidización

Para aumentar la tasa de esferoidización, se ha mejorado el proceso original de esferoidización e inoculación. Las principales medidas son: aumento de la cantidad de esferoidizante e inoculante, purificación del hierro fundido y tratamiento desulfurante. La tasa de esferoidización todavía se prueba con un bloque de prueba de cuña de un solo molde de 25 mm. El plan específico es el siguiente:

(1) Analice la razón de la baja tasa de esferoidización del proceso original. Se pensó que la cantidad de agente esferoidizante era pequeña, por lo que la cantidad de agente esferoidizante añadido se incrementó de 1.3% a 1.4% a 1.7%, pero la tasa de esferoidización no cumplió con los requisitos. . (2) Otra conjetura es que la baja tasa de esferoidización puede deberse a una mala gestación o una disminución de la fertilidad. Por lo tanto, el experimento aumentó la dosis de inoculación de 0.7% a 0.9% a 1.1% y la tasa de esferoidización no cumplió con los requisitos.
(3) Continuar analizando y creer que hay más inclusiones en el hierro fundido y que los elementos de interferencia de alta esferoidización pueden ser la causa de la baja tasa de esferoidización. Por lo tanto, se lleva a cabo una purificación de hierro fundido a alta temperatura. La temperatura de purificación a alta temperatura generalmente se controla a 1500 ± 10 ° C, pero su tasa de esferoidización no ha superado el 90%.
(4) La alta cantidad de ω (S) consume seriamente la dosis de esferoidización y acelera la disminución de la esferoidización. Por lo tanto, el tratamiento de desulfuración se incrementa para reducir la cantidad de líquido de hierro original ω (S) de 0.035% a menos de 0.020%, pero la tasa de esferoidización también se alcanza Solo 86%. Los resultados de las pruebas de los cuatro esquemas anteriores se muestran en la Tabla 1. La estructura y las propiedades mecánicas del bloque de prueba en forma de cuña no cumplieron con los requisitos.

3. El último plan de mejora adoptado

3.1 Medidas de mejora específicas

Las materias primas son arrabio, chatarra sin óxido o menos oxidada y materiales de recalentamiento;
Desulfuración del hierro fundido en bruto mediante la adición de carbonato de sodio (Na2CO3) al horno;
Utilice el agente de pretratamiento Foseco 390 para la desoxidación previa en la bolsa;
Tratamiento esferoidizante con Fozco Nodulizer;
Utilizando inoculación combinada de carburo de silicio y ferrosilicio.

El control de composición de hierro fundido original del nuevo proceso: ω (C) = (3.70% ~ 3.90%, ω (Si) = 0.80% ~ 1.20% [fundición ω (Si final) = 2.60% ~ 3.00%], ω ( Mn) ≤ 0.30%, ω (P) ≤0.05%, ω (S) ≤0.02%. Cuando el hierro fundido original ω (S) excede 0.02%, la ceniza de sosa industrial se usa para la desulfuración frente al horno, porque el La reacción de desulfuración es una reacción endotérmica, se requiere que la temperatura de desulfuración se controle a alrededor de 1500 ° C, y la cantidad de carbonato de sodio agregada se controla al 1.5% ~ 2.5% de acuerdo con la cantidad de ω (S) durante la fusión en el horno .

Al mismo tiempo, el paquete de tratamiento de esferoidización adopta un paquete de tratamiento de tipo presa ordinario. Primero, agregue 1.7% de agente esferoidizante de la marca Foseco NODALLOY7RE al costado de la presa en la parte inferior del paquete, aplaste y compacte, y use 0.2% de carburo de silicio en polvo y 0.3% de polvo pequeño. El 75SiFe a granel se cubre con una capa una tras otra , y después de apisonar, se cubre con una plancha a presión, y se añade inoculante Foseke 0.3 al 390% al otro lado de la cuchara de hierro fundido. Al sangrar hierro, primero se lava entre el 55% y el 60% del volumen total de hierro fundido. Una vez completada la reacción de esferoidización, se añade un inoculante de 1.2SiFe-C al 75%, se lava el hierro fundido restante y se vierte la escoria.

3.2 Resultados de la prueba

El sistema de análisis de imágenes metalográficas detecta automáticamente la composición del hierro fundido original antes y después de la desulfuración, las propiedades mecánicas y la estructura metalográfica del bloque de prueba en forma de cuña de fundición única de 25 mm y el método de evaluación de la tasa de esferoidización en la estructura metalográfica. .

4. Análisis de resultados

4.1 La influencia de los elementos principales en la tasa de esferoidización

C, Si: C puede promover la grafitización y reducir la tendencia de la boca blanca, pero una alta cantidad de ω (C) hará que el CE sea demasiado alto y hará que el grafito flote fácilmente, generalmente controlado en 3.7% ~ 3.9%. Si puede fortalecer la capacidad de grafitización y eliminar la cementita. Cuando se agrega Si como inoculante, puede reducir en gran medida la capacidad de sobreenfriamiento del hierro fundido.Para mejorar el efecto de inoculación, la cantidad de ω (Si) en el hierro fundido original se redujo de 1.3% a 1.5% a 0.8% hasta 1.2%, y la cantidad de ω (Si final) se controló entre 2.60% y 3.00%.
Mn: Durante el proceso de cristalización, el Mn aumenta la tendencia del hierro fundido a sobreenfriarse y promueve la formación de carburos (FeMn) 3C. En el proceso de transformación eutectoide, el Mn reduce la temperatura de transformación eutectoide, estabiliza y refina la perlita. Mn no tiene mucha influencia en la tasa de esferoidización. Debido a la influencia de las materias primas, generalmente se controla ω (Mn) <0.30%.
P: Cuando ω (P) <0.05%, es sólido soluble en Fe, y es difícil formar un eutéctico de fósforo, que tiene poco efecto sobre la tasa de esferoidización del hierro dúctil.
S: S es un elemento despheroidizante. S consume Mg y RE en el agente esferoidizante durante la reacción esferoidizante, lo que dificulta la grafitización y reduce la tasa de esferoidización. La escoria de sulfuro también volverá a ser azufre antes de que el hierro fundido se solidifique, consumiendo nuevamente elementos esferoidizantes, acelerando la disminución de la esferoidización y afectando aún más la tasa de esferoidización. Para lograr una alta tasa de esferoidización, la cantidad de ω (S) en el hierro crudo debe reducirse a menos del 0.02%.

4.2 Tratamiento de desulfuración

Después de que se derrita la carga, tome muestras y analice la composición química. Cuando la cantidad de ω (S) es superior al 0.02%, se requiere desulfuración.

El principio de la desulfuración de carbonato de sodio es: ponga una cierta cantidad de carbonato de sodio en la cuchara, use flujo de hierro fundido para lavar y agitar, el carbonato de sodio se descompone a alta temperatura, la fórmula de reacción es Na2CO3 = Na2O + CO2 ↑: el Na2O generado es en el hierro fundido nuevamente Sulfuración y formación de Na2S, (Na2O) + [FeS] = (Na2S) + (FeO).

El Na2CO3 separa y resuelve el CO2, provocando una violenta agitación del hierro fundido, lo que favorece el proceso de desulfuración. La escoria de carbonato de sodio es fácil de fluir y flotar rápidamente, y el tiempo de reacción de desulfuración es muy corto. Después de la desulfuración, la escoria debe eliminarse a tiempo, de lo contrario, volverá a ser azufre. 4.3 Tratamiento de predesoxidación, tratamiento de esferoidización y tratamiento de inoculación El agente de pretratamiento Foseke 390 desempeña el papel de tratamiento de predesoxidación en la bolsa y, al mismo tiempo, aumenta el núcleo de nucleación de grafito y el número de esferas de grafito por unidad de área, y también puede aumentar la tasa de absorción de Mg. Mejorar significativamente la capacidad de resistir la recesión y aumentar la tasa de esferoidización. El inoculante de Fochke contiene ω (Si) = 60% ~ 70%, ω (Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω (Ba) = 7% ~ 11%, de los cuales Ba puede extender el tiempo de incubación efectivo. Se selecciona el grado NODALLOY7RE de Fozco Nodulizer, y su 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%. Dado que el hierro fundido se somete a tratamientos de desulfuración y predesoxidación, los elementos que consumen nodulizantes en el hierro fundido se reducen considerablemente, por lo que se selecciona un nodulizador con una baja cantidad de ω (RE) para reducir el deterioro de la morfología del grafito esferoidal por RE. ; El principal elemento de acción es el Mg; Ca y Al pueden jugar un papel en el fortalecimiento de la incubación. Usando un tratamiento de inoculación combinado de carburo de silicio y ferrosilicio, el punto de fusión del carburo de silicio es de aproximadamente 1600 ° C, y el núcleo del cristal de grafito aumenta durante la solidificación, y se utilizan grandes dosis de ferrosilicio para la inoculación, lo que puede evitar que la esferoidización disminuya.

Conclusión 5

En la producción de fundición ferrítica nodular, cuando se requiera que la tasa de esferoidización supere el 90%, se pueden adoptar las siguientes medidas:

(1) Elija una carga de alta calidad para reducir los elementos de desesferoidización en la carga.
(2) Elija un agente esferoidizante con una cantidad baja de ω (RE) para reducir el efecto de deterioro de RE sobre la morfología del grafito esferoidal.
(3) El contenido de ω (S) del hierro fundido original debe ser inferior al 0.020%, lo que puede reducir el consumo de nodulizantes, especialmente los elementos nodulizados consumidos por la sulfuración secundaria de la escoria de sulfuro.
(4) Desoxidar previamente el hierro fundido, aumentar el número de esferas de grafito por unidad de área, aumentar la tasa de esferoidización, mejorar en gran medida la capacidad de resistir la recesión y extender el tiempo de incubación efectivo.
(5) Reducir la cantidad de ω (Si) en el hierro fundido original, aumentar la cantidad de agente esferoidizante, inoculante y varios agentes de pretratamiento y fortalecer el tratamiento de inoculación.

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