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铸铁平台生产前期的质量控制

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  1. 一、金属炉料
    1. 1. 生铁

一般铸造用生铁按GB718-82选用,球墨铸铁用生铁按GB1412-78选用。标准按化学成分将生铁分国若干组、类、级,但不考虑含碳量。用户根据含硅量选择生铁牌号,根据含锰量选择组,根据含磷量选择级,根据含硫量选择类。具体选择哪一种,要根据不同铸件的要求,例如球墨铸铁要严格限制生铁中硫和磷的含量(一般P含量<0.1%,S含量<0.03%),而一般灰铸铁用生铁的硫磷含量却可放宽(如P含量<0.2%,S含量<0.06%),耐磨铸铁使用的生铁合磷量可以更高(如P含量<0.4%)。硅和锰不是有害无素,可根据需要选择。由于硅锰含量可通过加入锰铁和硅铁进行调整,特别是需要孕育处理的铁水中还要加硅,故生铁中硅和锰的含量一般不应高于铁水中的要求含量。生铁表面应当清洁,但允许附有石灰和石墨。入库后应按规格分别堆放,不得混杂。需采样复验时,分析试样按GB719—65《生铁的化学分析用试样采取法》的规定采样,化学分析方未能按GB223.1~223.7-81《钢铁及其合金分析方法》和YB35(1~28)—78或能保证标准规定的准确度的其他方法进行。

    1. 2. 回炉料

回炉料主要是本厂的浇冒口和废铸件。回炉料不得有严重的锈蚀、油污及泥砂杂质,冲天炉用回炉料块度不得超过表3-1的规定。

表3-1 回炉料的块度

冲天炉吨位/(t/h) 长度/mm 质量/(kg/块)
>10 ≤400 ≤20
5~7 ≤300 ≤15
2~3 ≤200 ≤10
≤1 ≤100 ≤5
浇冒口及芯骨必须破碎成条状,其长度<200mm

不同牌号的回炉料应分类堆放,不得混杂。否则,不仅合金液的成分不易控制,而且一种合金的成分对另一种合金来说可能是有害杂质,如果相互混杂可能降低合金的力学性能或出现缺陷。例如铸铁中如果混入铝镁等合金可能使铸件产生针孔,混入碲、铋等激列反石墨化的无素,将使杰铸铁和球墨铸铁形成白口组织。铁对铝合金来说是有害杂质。

不同牌号的铝合金,有些元素对这几种铝合金元素,而对另几种铝合金却是杂质。因此,各种回炉料不仅要分类堆放,而且要仔细检查其中是否混杂有其他金属(特别是要注意金属镶块、衬套等)。间断生产用熔炉的回炉料块度没有像冲天炉那么严格的要求,以能置入炉膛为限度,但决度太大将降低熔炼速度。

    1. 3. 废钢

一般应使用普通碳素钢和低合金结构钢,特殊钢未经技术主管部门同意不得用作废钢。表面有严重锈蚀(厚度超过1mm)时,需用清理滚筒或其他方法除锈后才可使用。废钢进厂后应进行仔细检查,将混入的铸铁,高合金钢和有色合金排拣干净,对成分不明的废钢应取样分析或火花鉴别,然后按成分分别堆放。

冲天炉用废钢的块度不应超过表3-2的规定。

表3-2 冲天炉用废钢的块度

冲天炉吨位/(t/h) 长度/mm 质量(kg/块)
>10 ≤400
5~7 ≤300
2~3 ≤200 ≤5
≤1 ≤100 ≤2
    1. 4. 铁合金

常用铁合金主要元素平均含量见表3-3。各类合金必须按其合金含量分类保管,不得混杂。各类合金使用时的块度见表3-4。炉外加入的孕育硅铁的粒度见3-5。

表 3-3 铁合金主要元素平均含量

合金名称 硅铁 锰铁 铬铁 钼铁 钛铁 磷铁 钒铁 硼铁
主要元素平均含量/% ≥75 ≥65 ≥50 ≥55 ≥25 ≥15 ≥4 14~19
元素偏差/% ±5 ±5 ±5 ±3 ±4 ±2 ±2 ±2

表3-4 合金使用时的块度

合金种类
块度/mm
冲天炉吨位/%
炉内加入 炉外加入
硅铁 锰铁 铬铁 钼铁
≥10 60~150 60~150 40~100 2~5
5~7 40~100 40~100 40~100 2~5
2~3 30~50 30~50 40~100 2~5

表3-5 炉外孕育硅铁的粒度

铁水质量/kg

<200

200~1000

1000~4000

粒度/mm

2~5

5~10

10~15

对所有金属炉料都必须提出块度要求。如生铁、废钢和回炉料块度过大,不仅降低熔化速度,而且炉料容易搭棚,使熔化过程不能正常进行,从而降低铁水质量。而铁合金如果块度太大则不易熔化,造成铁水化学成分不稳定,块度太小,则容易氧化。生产球墨铸铁用的球化剂,目前国内普遍采用稀土镁合金,这种合金已有商品供应,

但铸造厂往往根据铸件材质需要及原材料情况自己熔制中间合金。自制时,为保证成分的均匀,每熔制一批,经集中破碎混合后,取样五个(每个一小包)进行成分分析,然后取平均值。稀土镁合金的块度对球化质量有重要的影响,尤其是用冲入法球化处理时。粒度太小,沸腾强烈,合金的吸收率降低,造成球化不良;粒度太大熔化及沸腾滞后太多,合金容易漂起,也降低吸收率。合适的粒度见表3-6。

表3-6稀土镁合金的粒度

铁水质量/kg

<200

200~100

>1000

稀土镁合金粒度/mm

5~15

8~20

10~25

    1. 5. 各种金属材料

熔制有色合金时,还要用到各种金属材料,如铝、镁、铜、锌、铅、锡、锑、镍、锰等。这种新金属料包括一次工业纯金属和一次合金。一次合金大都由冶金厂供应,有时也可以是铸造厂熔制的预制合金锭,可用它直接重熔而制得工作合金。

新金属料的纯净程度要比生铁和废钢要求高得多,困此材料入库后应保存在通风良好、洁净和无腐蚀介质的环境中。材料应按牌号、炉号分类堆放在有防潮能力的材料(如木板)上,不得与吸水物质和其他金属接触。

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