PDF《高铬铸铁的感应炉熔炼技术》

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1997 ? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 除非要配合某些材质的生产(如高锰钢) .表1为我 们使用的炉衬材料及配比. 表1炉衬材料配比表 Tab.

1 Compound of lining % 炉衬性质 碱性酸性 材料镁砂 石英砂 配比12 目40 目70 目140 目200 目25

20 10

20 25

20 15

15 20

30 112 配料的最佳成本 高铬铸铁是一种高合金铸铁 ,其主要合金元素 是铬和钼.铬多以铬铁形式加入 ,铬铁又有高、 中、 低碳及微碳之分 ,由于其加入量大 ,采用不同的铬铁 配料 ,成本相差很大.应在满足成分的前提下 ,以尽 量多用高碳铬铁为宜 ,其次是中碳铬铁.因其铬铁 价格随含碳量增高而递减.以常用的 15Cr 为例 : 用废钢 ,高碳铬铁及少量低硅生铁既可满足 C 和Cr 成分的要求又可降低成本.对28Cr 铸铁来讲 ,其含 碳量一般在 2.

5 %~3.

0 %.由于铬量高达

28 % ,仅 用高碳铬铁就唯以满足要求 ,高碳铬铁的含碳量通 常在

8 %以上 ,含铬量为

65 %左右 ,即使用纯铁也无 能为力.在这种情况下 ,可将中碳铬铁与高碳铬铁 并用 ,以中碳铬铁用量最少为佳.表2是我校

150 kg 中频感应炉熔炼高铬铸铁的配料结果.需要说 明的是 :钼通常以钼铁的形式加入 ,配料时应根据具 体的铸件壁厚 ,在保证有足够淬透性的前提下 ,尽可 能减低其用量 ,不要拘束于标准牌号 ,这样做对降低 成本 ,稳定耐磨性都有利[2 ] . 表2中频炉配料结果 Tab.

2 Burden specifcation of medium frequency induction furnace % 原材料 牌号15CrMo 28Cr 生铁20.

3 废钢56.

2 57.

7 高碳铬铁 22.

7 28.

5 中碳铬铁 13.

8 钼铁0.

8 备注 生铁应用低硅生铁 ,铬铁硅应低于

2 %

3 合理的加料顺序 一般认为 :铬的烧损比较大 ,约为

5 %~15 % , 应在熔炼后期加入 ,我们认为 ,不能一概而论 ,要根 据炉料的具体情况而定 ,特别是在没有回炉料或回 炉料较少的情况下 ,一开始加入大量的废钢 ,由于钢 的熔点较高 ,就使得熔炼状况比较恶劣 ,如果废钢的 质量较差 ,熔炼就变得非常困难.根据感应炉的温 度分布图(图1) ,我们采取的方法是 : 一开始在坩埚 底部( Ⅳ 区) ,放入部分铬铁 ,再放入全部生铁和回炉 料 ,然后加入废钢及其余铬铁.这样可保证熔炼初 期不出现过高温度 ,防止搭桥棚料 ,减少氧化.由于 28Cr 铸铁不加生铁 ,根据文献[3 ]介绍 ,铁水中铬含 量在0.

3 %以下时不烧损 ,只有达到 1.

92 %时 ,铬的 烧损才稍明显.因此 ,一开始放入铬铁的多少 ,应使 熔化的铁水的铬含量以不超过

2 %为宜 ,这可基本 保证开始熔化温度不超过

1450 ℃(原因后面还要谈 到) .钼铁熔点较高 ,含Mo55 %的钼铁的熔点为

1750 ℃,正常熔炼时几乎不烧损 ,可在熔炼初期加 入. 图1感应炉温度分布图 Fig.

1 Temperature distribution of medium frequency induction furnace Ⅰ 区1为低温区 ,主要用于炉料预热烘烤 Ⅱ、 Ⅲ 区1高温区 ,主要用于金属熔化 Ⅳ 区1中温区 ,主要用于均匀成分

114 理想的熔炼温度 从图

2 Fe2Cr2C 合金系的液相面图[4 ] 可知 ,高 铬铸铁的熔点随含铬量和含碳量变化 ,但在实际应 用范围内受铬的影响较小,当含碳量从3.

5 %~2.

5 %之间变化时 ,其熔点约在

1240 ℃~

1230 ℃ 之间变化.文献[2 ]推荐的熔炼温度为

1480 ℃,其原因是在感应炉熔化时 ,本身具有搅拌作用 , 不必担心成分不均匀 ,出炉温度过高 ,一方面加剧了 铬和碳的烧损 ,一方面则对炉衬造成较严重的浸蚀. 从感应炉熔炼过程中相的相互作用可知 ,金属 熔体中的碳会与酸性炉衬中的硅发生还原反应 ,即 通常所指的坩埚反应 ,这是高铬铸铁熔炼时最重要 的一个反应.反应按下式进行 : (SiO2) + 2[ C] [ Si ] + 2CO(g) 当反应的自由能为负值时 ,反应由左向右进行 ,表现 为炉衬蚀损 ;