呋喃树脂砂一般用作中国生产的大型球墨铸铁铸件的造型材料。它是单件生产,浇注重量大,结构复杂。对铸件的质量和性能要求较高。在熔炼过程中,经常会出现一些铸件缺陷,尤其是缩孔缺陷。会导致铸件报废,造成重大经济损失,尤其是 QT400-18AR 材质,具有高强度、高延伸率和冲击值要求。
在保证如此厚而大的部件的机械性能的同时,避免石墨浮起和收缩缺陷并非易事。通过设计试样实验,利用 Elkem 的分析设备研究了化学成分和浇注温度对壁厚为 180mm 的实心试样的石墨上浮、缩孔等缺陷的影响。然后将其应用于球墨铸铁厚壁件的生产,以获得优质铸件。
设备材料准备自用高纯生铁、纯低锰废钢、高镁球化剂、75#FeSi 孕育剂;Elkem 低镁球化剂、孕育剂;1.5吨中频熔炼炉、500kg 球化袋、500kg 钢包。Elkem EPIC 热分析仪、碳硫分析仪、光谱仪。实样木模尺寸为 600mm×400mm×180mm,工艺为试制。壁厚为 180mm,用于覆盖该公司生产的厚而大的球墨铸铁产品。颇具代表性。配有冒口和浇口系统,采用底浇,浇注重量为 500kg。
熔炼和浇注方案设计使用 1.5t 熔炼中频炉熔炼 1.5t 铁水,每次球化接种 500kg,浇注 1 箱小样试件。5t 铁水,每次球化接种 500kg,浇注 1 箱小样试件。1 炉共浇铸 3 箱试件。不同的熔炼和浇注方案设计如下:
第一个计划收费比例:
85% 的生铁,15% 的低锰废钢;化学成分控制:采用球化剂接种处理方案:首先将 500kg 铁水送入连铸池中,加入 1.5% 的高镁球化剂、0.4% 的球化剂和接种剂嵌入球化袋 0. 8% 的覆盖剂中,倒袋进行球化。球化过程完成后,将袋内表面倒入流动接种剂并完全粉碎,然后用 EPIC 仪器对样品进行分析检测。1. 2% 的 Elkem 球化剂、0. 8-1.0% 的覆盖剂和 0. 4% 的玻璃碎屑嵌入球化剂袋中,铁水直接排入球化剂袋中,同时放入 0. 5% 的 Elkem 接种剂。球化完成后,使用 EPIC 仪器对洒在表面的 Elkem 后续接种剂进行取样和分析。
将 1. 2% 的 Elkem 球化剂、0.0% 的覆盖剂和 0. 4% 的玻璃碎屑嵌入球化剂袋中,并将铁直接排入球化剂袋中,同时放入 0. 5% 的 Elkem 接种剂。球化完成后,使用 EPIC 仪器对洒在表面的 Elkem 后续接种剂进行取样和分析。
第二种方案的炉料配比为:65% 生铁,35% 低锰废钢;化学成分控制:
采用球化接种处理方案:将 500 千克铁水直接倒入水槽,在球化袋中嵌入 1. 2% 的 Elkem 球化剂、0.8-1.0% 的覆盖剂和 0.4% 的玻璃秆。0% 的覆盖剂和 0. 4% 的玻璃碎屑,然后将铁直接放入球化剂袋中。放入 0. 5% 的 Elkem 接种剂。球化过程完成后,将 Elkem\ 的流动接种剂放在袋子内表面,将其完全粉碎,并使用 EPIC 仪器取样进行分析和测试。
将 500 千克铁水直接倒入中间包中,在球化剂袋中嵌入 0. 95% 的 Elkem 低镁球化剂、0. 65% 的 Elkem 覆盖剂、0. 2% 的废钢和 0. 1% 的除渣剂,将铁水直接倒入球化剂包中。球化完成后,在表面撒上 Elkem 后续接种剂,完全粉碎后,用 EPIC 仪器对样品进行分析和测试。将 500 千克铁水直接敲打到中间包中,在球化包中嵌入 1. 2% 的 Elkem 球化剂、0. 3% 的覆盖剂、0. 2% 的 Elkem 接种剂、0. 5% 的废钢和 0. 1% 的除渣剂,将铁水直接倒入球化包中,同时放入 0. 35% 的 Elkem 接种剂。
球化完成后,在表面撒上 Elkem 后续接种剂,完全粉碎,然后用 EPIC 仪器对样品进行分析和测试。第三个方案是炉料比例:生铁 65%,废钢 35%;控制化学成分:
采用球化接种处理方案:将 500 千克铁水直接倒入中间包,在球化剂袋中埋入 1.2%的埃肯低镁球化剂、0.8%的覆盖剂和 0.1%的除渣剂,将铁水直接倒入球化剂袋中。同时放入 0. 55% 的 Elkem 接种剂。球化过程完成后,将埃尔克姆流动接种剂置于完全粉碎的球化袋内表面,并用 EPIC 仪器对样品进行分析和测试。将 500 千克铁水直接敲打到中间包中,在球化剂袋中嵌入 1. 2%的 Elkem 低镁球化剂、0. 8%的 Elkem 覆盖剂和 0. 1%的除渣剂,将铁水直接敲打到球化剂袋中,同时投入 0. 55%的 Elkem 孕育剂。球化完成后,将洒在表面的 Elkem 后续孕育剂完全打碎,并用 EPIC 仪器对样品进行分析和测试。将 500 千克铁水直接敲打到外包中,在球化剂袋中预埋 1. 2% 的 Elkem 低镁球化剂、0. 3% 的覆盖剂、0. 2% 的 Elkem 孕育剂和 0. 1% 的除渣剂,直接将铁水敲打到球化剂包中,同时放入 0. 35% 的 Elkem 孕育剂。球化完成后,将洒在表面的 Elkem 接种剂完全粉碎,然后用 EPIC 仪器对样品进行分析检测。实验检测方法和分析方法 用碳硫检测仪检测铁水中的碳和硫含量,用光谱分析仪检测 P、Mn 和 Cu 等合金的含量;用 Elkem EPIC 设备检测炉前不同化学成分的冷却曲线。例如,LET(液相转变温度)、CE(实际碳当量)、G1、G2 和 G3 具有不同的区间值。测试结果和讨论 第一种方案的结果和讨论:
根据不同的处理方法,检测到的 EPIC 图像如下:

曲线 1:第一炉原铁水灰口试样曲线 曲线 2:第一炉程序 A 的结果曲线

曲线 3:第一炉方案 B 的结果曲线 曲线 4:第一炉方案 C 的结果曲线
第二方案的结果和讨论
根据不同的处理方法,检测到的 EPIC 图像如下:

曲线 5:第二炉原铁水灰口试样曲线 曲线 6:第二炉程序 A 的结果曲线

曲线 7:第二炉程序 B 的结果曲线 曲线 8:第二炉程序 C 的结果曲线
第三方案的结果和讨论

曲线 9:第三炉原铁水灰口试样曲线 曲线 10:第三炉程序 A 的结果曲线

曲线 11:第三炉方案 B 的结果曲线
曲线 12:第三炉型 C 的结果曲线
第二炉原始铁水的 LET 值高于第一炉,G1 值小于第一炉。通过调整第二炉和第三炉的炉料配比,用块钢代替纯低锰钢废料,再包覆后的 LET 值接近,G1 值明显降低。因此,增加含碳量可以提高原铁水的成核能力,降低。
收缩趋势随废料类型的变化不大。通过对比第一炉 A 方案和 B 方案、C 方案,可以得到合适的球化孕育处理工艺。厂方自备的球化剂和孕育剂采用现有的处理方法,铁水的收缩倾向和成核能力较好。差;根据第二炉方案 A、方案 B 和方案 C,当球化剂用量为 1.2%,孕育剂用量为 0.5 时,处理效果最好,且预埋和出铁量差别不大;通过 第三炉方案 A、B、C 的比较,三种处理方案效果无明显差别。
变化的原因在于原始铁水的 CE 值。总之,CE 值高(C3. 7-3.9,Si2. 1-2.4)时,使用 Elkem 球化剂孕育剂,球化剂用量 1.2% 、Elkem 孕育剂 0. 5% 和流动孕育剂,可获得高形状 核能力和低收缩倾向的铁水,更容易获得满足质量要求的球墨铸铁铸件。生产应用结论 在球墨铸铁厚壁件生产中使用抽样检验结论。方案如下:熔炼重量 20t,炉料配比生铁 65%、废钢 35%、Elkem 球化剂 1.2%, Elkem 孕育剂 0. 5%+ 含 Flow 孕育剂,原始铁水 C3.7-3.9, Si2.2-2.5、Mn≤0. 3、P≤0. 05、S<0.02,生产时,取铸件上附着的铸件检验棒进行检验,并对铸件本体进行解剖观察。解剖后对加工面进行检查,加工后无石墨浮起和缩孔缺陷,方案成功。
