PDF《高铬铸铁的感应炉熔炼技术》

当反应的自由能为正时 ,反应由右向左 进行 ,表现为炉壁结瘤.在反应的自由能为零时 ,反―42―《铸造技术》 2/

1997 ? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 本期责任编辑 魏兵方亮魏振双 应处于平衡状态.在标准状态下 ,铁水中碳还原二 氧化硅炉衬反应的自由能与温度 T 的关系为 : ΔF° =

549778 - 309.

24 T [5 ] 式中 T ― ― ― 绝对温度( K) 令ΔF° =

0 得549778 - 309.

24 T =

0 T =

1778 K =

1505 ℃ 在非标准状态下 ,ΔF = ΔF° + 19.

147 Tlg K K = f Si [ %Si ] P

2 CO f

2 C[ %C]2 αSiO2 设反应产物 SiO2 为纯物质 ,即α(SiO2) =

1 , PCo =

1 大气压 则lg K = lg f Si [ %Si ] - 2lg f C[ %C] 对于成分为 C = 2.

8 % , Si = 0.

9 % , Mn = 0.

9 % , Cr =

15 % 的铁水 ,经计算 lg K = - 0.

595 ∴ ΔF =

549778 - 309.

24 T + 19.

147 T * ( - 0. 595) 令ΔF =

0 得T=1714.

68 K ?

1442 ℃ 通过上述计算可知 ,高铬铸铁熔炼过程中 ,温度最好 控制在

1450 ℃ 左右 ,这样既可基本保证坩埚反应处 于平衡状态 ,又可减少碳的烧损及炉衬的蚀损 ,提高 炉衬的使用寿命 ,同时也防止了铁水增硅.硅量过 高以至失控 ,也是某些高铬铸铁件不耐磨的原因之 一 ,在熔炼中必须予以防止. 为满足生产要求 ,在出炉前可再快速把铁水温度 升到

1480 ℃.经我们实测 ,当铁水氧化膜消失 ,铁水 表面清洁明亮 ,同时铁水开始往上翻黑泡时(析出的 CO 气体) ,温度计 ( PY23

1 2 ) 显示约为

1450 ℃,这 即为上述反应的平衡温度.这时可继续升温 ,直至 铁水出现微量火花 ,即可脱氧出炉.

115 必要的脱氧环节 由于高铬铸铁的熔炼温度比灰铁高 ,时间也相 当长 ,因此 ,氧化问题就不容忽视.显然高铬铸铁熔 化后期加入大量的铬铁 ,由于铬和氧的亲和力比铁 大 ,铬铁能起到脱氧剂的作用 ,但铬毕竟是一种弱脱 氧剂.从文献 [

7 ] 可查得其氧浓度极小值为 0.

288 % ,这样高氧浓度的铁水显然不能满足生产的要 求.另外 ,以主要添加元素作脱氧剂 ,从经济的角度 来看也是不合算的.因此 ,高铬铸铁的脱氧 ,既要还 原[ FeO ] ,又应能还原[ Cr2O3 ] ,据我们的经验 ,在出 炉前炉中加入0.

5 %的锰铁预脱氧 ,再加入 0.

25 % 的硅铁初脱氧 ,最后在包中加入 0.

05 %的铝终脱 氧 ,即可满足生产要求.铝量过高 ,反而对铁水流动 性不利.

2 小结 综上所述 ,高铬铸铁的熔炼技术归纳起来有以 下要领 :

211 高铬铸铁在感应炉中熔炼 ,用酸性炉衬最为经 济、 实惠.

212 高铬铸铁配料 ,铬铁应尽量采用高碳的 ,其次 是中碳的.钼铁的加入应以满足淬透性要求为佳.

213 高铬铸铁熔炼合适的加料顺序是 :先加少量高 碳铬铁及全部钼铁 ,再依次加入回炉料、 生铁、 废钢 , 最后加入其余铬铁.使其熔化初期在高碳低铬 ( ≤

2 %) 成分下进行 ,防止出现过高温度.

214 高铬铸铁熔炼中温度控制在

1450 ℃ 左右最为 理想 ,最后快速升高至

1480 ℃脱氧出炉.温度过 高 ,会使铬和碳的烧损加剧 ,炉衬的蚀损加快 ,铁水 甚至会增硅.

215 高铬铸铁出炉前应进行脱氧处理.通常以 0.

5 %锰铁炉中预脱氧 ,0.

25 %硅铁炉中初脱氧 , 0.

05 %铝包中终脱氧. 参考文献

1 周庆德等

1 铬系抗磨铸铁

1 西安交通大学出版社 ,1986.

2 苏俊义