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新闻资讯
关于电炉灰铸铁增硫问题


前面已经说过,中频感应电炉熔炼铸铁工艺对比冲天炉熔炼,除了具有熔化温度高的优势外,却有不少缺点,主要有三个方面的问题:一是铁水过冷倾向较大,极易产生影响材料机械性能的D、E型石墨;二是铁水纯净,异质结晶核心较少,导致孕育效果差,在同等成分条件下,铸件强度偏低铁质偏硬;三是收缩倾向较大,在高牌号灰铸铁中锰含量较高时,容易产生显微缩孔、缩松。 



针对上述问题,应对的措施是: 
1、在熔化后期增加一个高温保持时间,尽可能使各种炉料熔化的铁水晶粒均匀,尤其是细化石墨; 


2、适量增加外来异质核心(如硫化物),强化孕育效果,促进A型石墨的形成; 


3、控制高牌号灰铸铁的硫、锰含量及其比例,控制回炉料比例,达到合适成分。 

这些措施,对不同结构的铸件产品是有差别的,需在实践中掌握。 


某公司某日,用电炉熔炼6炉灰铁HT300铁水,浇铸液压阀G03、G02等产品,经解剖内部组织发现大面积显微缩孔、缩松、缩裂,共830只全部报废(见附图)。检测布氏硬度HBS241,化学成分C3.27,Si1.78,Mn0.83,S0.087,P0.04。珠光体98%,E形石墨达80%(A型20%),石墨长度5级。据有关人员研究分析,应是铁水材质出了问题。 



化学成分分析的结果,对一般的薄壁HT300铸件来说似乎是正常的,然而对于液压阀铸件(壁较厚)却出了问题。此缺陷成因:初步判断是铁水中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂,也就是说铁水中的S、Mn含量超出铸件所适应的范围(对不同铸件其成分量有差别)。 


由于在熔炼中加入了一定量的增S剂,铁水中的S、Mn含量积累达到一定程度,就会导致铁水含S量超出铸件自身正常凝固结晶的要求,从而产生此类缺陷。对策:停止加入增S剂,调整Mn的含量,保证HT300灰铁的五元素的正常含量,调整后,缺陷全部消除。


在电炉灰铁铁水中通过加入增S剂形成一定量的MnS,作为异质核心,提高孕育效果,这从理论来说是正确的,但是近年来大多数文献资料所说,电炉高牌号灰铁的含S量需控制在0.05-0.10%比较合适,然而许多工厂的实践证明,当含Mn量在1%左右时,若铸件成分分析含S量超过0.05%,铸件就开始产生缩孔缺陷,当含S量超过0.07%时就会发生批量缩孔,这种现象如何解释呢? 


灰铸铁中的S有两种存在形式,一种是单质,另一种是化合状态的MnS,灰铁中起结晶核心作用的硫,主要是化合状态的MnS,我们现在的化验手段(无论是化学分析还是光谱分析),都只能分析出铸件和铁水中单质状态的S,而以化合状态(MnS)存在的S是化验不出来的。当单质S含量超过0.05%时,化合态的S含量就比较高了,此时的铁水中: 


MnO+FeS=MnS+FeO,FeO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO2 


这时铁水在凝固过程中就在析出CO或CO2的同时产生部分棕色的MnS粉沫,形成铁渣反应气缩孔。只要具备一定的条件,这种气缩孔,不仅在电炉铁水也在冲天炉铁水中发生。其实我们在电炉熔化过程中,已经增加了一部分硫,这些硫来自于: 



1、由回炉的浇注系统带来,浇注系统中的硫磷含量远高于铸件中的含量; 


2、生铁中的硫,一般生铁中的硫含量是不高的,而我们购买的普通生铁上面都携带不同程度的炉渣(拉圾),我们是不会化验的,但这些拉圾却含有较高的硫磷,会带入炉内; 

3、废钢和生铁等炉料的铁锈,氧化铁含量较高,进入铁水中会增加硫的吸收率。在这样的情况下,如果我们再补加硫化铁来增S,就过分了。实际生产高牌号灰铸铁件时,铁水中的单质S控制在0.03-0.05%之间为妥。 

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