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冲天炉熔炼几个有关问题的处理

时间:2004/11/17 13:08:13

目前,各铸造公司(厂)随着生产量不断扩大,冲天炉的吨位在提高,铸件日生产量也在逐步上升。在冲天炉熔炼过程中,经常会碰到一些较难解决的问题,笔者根据自己多年的实践经验,介绍一些解决办法,供同行参考。

1、 熔化带以上的耐火砖易掉落问题
国内一般铸造厂家的冲天炉大多数都有炉衬,而为了防止耐火砖的缝隙渗漏铁液,一般情况下总是砌内外二层耐火砖,并且使里外两层火砖的缝隙错开。然而,如果在熔化带以上砌内外二层耐火砖,由于支撑法兰经过多次熔化很容易被侵蚀(因为法兰是钢板,靠近法兰的耐火砖侵蚀后,法兰也容易侵蚀),致使上层耐火砖(内层砖)失去支撑,受到撞击、震动时很容易掉落,有时还会伤人.
经过改进,我们把熔化带以上的耐火砖,做成整体。这样,即使法兰化掉三分之二,耐火砖也不易掉落。

2、 过桥、出铁口易被侵蚀问题
随着铸件日产量的提高,及铁液过热温度的升高,冲天炉的过桥、出铁口很容易被侵蚀扩大。过桥侵蚀扩大以后容易造成铁液氧化,以及过桥渗漏;而且出铁口侵蚀扩大以后,容易造成铁液堵塞不住,易烫伤人,影响冲天炉的正常生产。我们采取以下措施来防止。
     1)在修搪过桥、出铁口的普通耐火泥中,增加10%~20%的刚玉砂(Al2O3)来提高这两处的高温强度,这种方法简单、可靠、成本低
     (2)在出铁温度比较高(≥1
500℃),熔化时间比较长(
≥20h)时,采用联矿的#126或#127耐火材料,效果比较理想,但成本较高。
我们采用以上两种方法,克服了生产中过桥、出铁口易出现故障的问题。

3、 式前炉容量的选择
在我国采用固定式前炉的铸造厂家还是比较多的,一般情况下都考虑前炉可以多储存铁液,来均匀批料的化学成分。因此大多数铸造厂家选择的前炉容量都为批料重量的5~10倍,这样一来前炉的容量是扩大了,但是也不利于前炉的炉渣尽快排出,特别是对生产球墨铸铁是非常不利的。因为炉渣中的w(S)为0.1%~0.3%,而原铁液的w(S)量一般情况下低于0.1%,炉渣长时间停留在前炉内,越积越厚,从过桥流到前炉的铁液要穿过厚的渣层,原铁液的w(S)也随之升高。要想获得低w(S)量铁液,笔者建议:
     (1)前炉的容量不要太大,一般为批料的3~5倍即可,前炉内的炉渣要定期放掉。
     (2)有的厂家需要浇注比较大的铸件,前炉容量较大,可考虑开设上下二个出渣口,浇注大件时把下面的出渣口堵住,开上面的出渣口,一般情况下开下面的出渣口即可。
     (3)有条件的话可采用虹吸前炉,铁液与炉渣自动分离。

4、 如何保持浇包尺寸(容量)稳定
每种浇包都有固定的尺寸及相对应的容量,但是浇包在使用过程中不断地受到侵蚀,尺寸不断扩大,容量不断增加,一旦操作工掌握不好铁液多放了,球铁就容易出现球化不良及不球化。针对这个问题我们采取以下措施:

     (1)定期更换浇包,根据我们使用国产材料的情况,每只浇包最多使用50包次左右,就必须更换。当然这还要看各厂家的修包质量、铁液温度和使用状况而定。
     (2)有条件的话可采用联矿公司的专用搪包材料,V-CAST
699A,这种材料高温强度好,耐冲刷。用699A耐火材料搪的浇包,每天使用
100包次左右是没有问题的,而且使用后也不用大修。

5、 加料口材料
目前国内的冲天炉加料口通常采用普通铁圈砖,或耐热钢板制成,而加料口以下都砌普通耐火砖。经过一段时间的使用以后,钢板材料易变形(因为冲天炉打炉时,加料口的温度达1
000℃左右)。而加料口下面一段约1 m以内的耐火砖,由于加料时与铁料的撞击很容易损坏与脱落。我们采用以下方法改进:

在加料口和加料口以下1 m内都用高硅球铁,做成成型空心铁砖,取代普通耐火砖砌在炉内。用球铁做成的铁砖强度高,不易变形。

6、 孕育处理方法与孕育量
目前国内大多数铸造厂家进行炉前孕育采用人工加入的方法比较多,受场地、环境、认识等方面影响,往往只要把孕育剂加入浇包就算完事了。孕育时间只占出铁时间30%~50%,有的操作人员干脆把孕育剂放人浇包内,以“减轻劳动强度”,这种方法的孕育效果是很差的,严格讲这种方法不算孕育处理,只能算是加入添加剂。
关于孕育量的问题,有的铸造厂家为了达到理想的孕育效果,把孕育剂的加入量提高到0.8%~1.0%。有的资料介绍孕育剂的加入量高于1.0%,借以满足铸件性能的要求。根据笔者的经验,孕育剂有一个最佳加入量,超过这个量反而容易出现其它缺陷,笔者的看法是:
     (1)要达到理想的孕育效果,孕育处理的时间一定要严格控制在出铁时间的70%以上,而且孕育剂的粒度要均匀,大小要适中,最好使用有时间控制的自动给料装置,避免人为影响。
     (2)孕育处理完毕,铁液要充分搅拌后才能扒渣浇注。
     (3)孕育处理方法到位以后,孕育剂的加入量一般控制在0.4%~0.6%就足够了。过高的孕育剂加入量有时反而会增加铁液的粘度和夹渣倾向。
     (4)有条件的话可采用瞬时随流孕育处理,这是目前最好的一种孕育处理方法。

7、 灰铸铁的w(S)量
一般认为S在灰铸铁中是有害元素,w(S)量高易产生铸件“热裂”和造成硫化夹杂物倾向。所以一般都要求铁液中的w(S)量≤0.12%或≤0.1%,只有上限,没有下限。用冲天炉熔化,铁液中的w(S)量一般都在0.1%左右,而用电炉熔化,铁液中的w(s)量一般都在0.015%~0.035%,这样低的w(S)量对处理高牌号灰铸铁是十分不利的。根据我们长期的实践经验与国外的资料介绍,灰铸铁中的最佳w(S)量为0.08%~0.12%,最低不能小于0.05%。用电炉熔化的铁液要考虑增S(加FeS),来达到比较理想的孕育效果。

8、 风口比
冲天炉风口比,国外一般选择15%~25%,我们的教课书上原来都是按照15%-25%写的,但是根据我国的铸造原辅材料,特别是焦炭质量状况,显然是不合适的。由于我国各铸造厂使用的材料不一样,焦炭质量差别很大,所以在选择冲天炉风口比时,一定要结合自己工厂的特点,合理选择冲天炉韵风口比。根据我们的经验,我国的冲天炉风口比取3%~6%比较合理,原辅材料较好时可选择上限,反之可选择下限。

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