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2000年以来の誘導加熱

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誘導溶解炉精錬はどうですか?

誘導溶解炉精錬:浸炭の適用が重要です。

環境保護要件の継続的な改善に伴い、資源消費にますます注意が払われ、銑鉄とコークスの価格の上昇は鋳造コストの増加につながり、ますます多くの鋳造工場が電気炉製錬を使用し始め、交換する伝統的なキュロット製錬。 2010 年の初め、江淮汽車廠の中小部品工場も、従来のキューポラ溶解プロセスの代わりに電気炉溶解プロセスを採用しました。 コストを削減し、鋳物の機械的特性を向上させることができますが、浸炭剤の種類と浸炭プロセスは非常に重要です。

1.主な浸炭剤の種類

鋳鉄の浸炭材としては、人造黒鉛、仮焼石油コークス、天然黒鉛、コークス、無煙炭、およびそれらの混合物など、多くの材料が使用されています。

(1) 人造黒鉛 上記浸炭剤の中で最も品質が良いのは人造黒鉛です。 人造黒鉛の主原料は高品質の石油コークスを粉末状に焼成したもので、これにバインダーとしてアスファルトを加え、その他の副原料を少量加えたものです。 各種原料を調合後、プレス成形し、非酸化雰囲気中2500~3000℃で黒鉛化処理を行います。 高温処理後、灰、硫黄、ガス含有量が大幅に減少します。高温で焼成された、または不十分な温度で焼成された石油コークスがない場合、浸炭の品質は浸炭の品質に深刻な影響を与えます。 したがって、浸炭の品質は主にその黒鉛化度に依存します。 良好な浸炭には、95% ~ 98% の黒鉛炭素 (質量分率)、0.02% ~ 0.05% の硫黄、および (100-200) × 10-6 の窒素が含まれます。

(2) 石油コークスは、現在広く使用されている浸炭です。 石油コークスは、原油を精製する際の副産物です。 原油の加圧蒸留や減圧蒸留で得られる残渣や瀝青は、石油コークスの原料として利用できます。 コーキング後、生石油コークスが得られます。

(3) 天然黒鉛は、鱗片状黒鉛と微結晶黒鉛に分けることができます。 微結晶グラファイトの灰分が多く、一般的に鋳鉄の浸炭材としては使用されません。 フレークグラファイトには多くの種類があります。高炭素フレークグラファイトは、化学的方法で抽出するか、高温に加熱して酸化物を分解し、揮発させる必要があります。このフレークグラファイトの生産量は少なく、価格は高く、一般的には使用されません浸炭として; 低炭素フレークグラファイトは灰分が多いため、浸炭として使用しないでください。 中炭素黒鉛は主に浸炭剤として使用されますが、量は多くありません。

(4) コークス・無煙炭の溶解工程 誘導溶解炉では、装入時にコークスや無煙炭を浸炭剤として添加することができます。 灰と揮発の含有量が高いため、誘導炉鋳鉄は浸炭剤として使用されることはほとんどなく、炭素含有量は 80% ~ 90%、硫黄含有量は 0.5% 以上、窒素含有量は (500 ~ 4000) × 10-6. この種の浸炭装置は価格が低く、低品位の浸炭装置に属します。

  2.溶鉄炭化の原理

人造鋳鉄の製錬工程では、鉄くずの投入量が多く、鉄液Cの含有量が少ないため、浸炭機を使用する必要があります。溶けた鉄の温度で。 そのため、浸炭器中の炭素は、主に溶解・拡散により溶銑中に溶解する。 鉄溶液中の黒鉛浸炭剤の含有量が2.1%である場合、黒鉛は鉄溶液に直接溶解することができる。 非黒鉛浸炭の直接溶解は基本的に存在しませんが、時間の経過とともに炭素が徐々に拡散し、鉄溶液に溶解します。 結晶性黒鉛を用いた誘導炉で製錬された鋳鉄の炭化率は、非黒鉛炭化剤のそれよりも著しく高い。

結果は,溶融鉄中の炭素の溶解が,固体粒子表面上の液体境界層における炭素移動によって制御されることを示している。 コークスおよび石炭粒子から得られた結果をグラファイトから得られた結果と比較し、鉄溶液中のグラファイト浸炭剤の拡散溶解速度は、コークスおよび石炭粒子の拡散溶解速度よりもかなり速いことがわかった。 部分的に溶解したコークスと石炭の粒子を電子顕微鏡で観察すると、サンプルの表面に非常に薄い粘着性の灰の層が形成されていることがわかります。これが、溶鉄への拡散溶解性に影響を与える主な要因です。

  3.炭素増加の影響に影響を与える要因

(1) 浸炭剤の吸収速度に及ぼす浸炭剤の大きさの影響は、浸炭剤の溶解・拡散速度と酸化減量速度の総合的な影響に依存する。 一般に、浸炭剤の粒子は小さく、溶解速度は速く、損失率は大きくなります。 浸炭剤は、粒子サイズが大きく、溶解速度が遅く、損失率が小さいです。 浸炭器のサイズの選択は、炉の直径と容量に関連しています。 一般に、炉の直径と容量、浸炭器のサイズが大きくなります。 逆に、炭化剤のサイズは小さくなります。

(2) ある温度と同じ化学組成の条件下での浸炭剤の添加量の影響、鉄溶液中の炭素の飽和濃度は確実です。 ある程度の飽和度では、浸炭剤を多く添加するほど、溶解と拡散に時間がかかり、その分損失が大きくなり、吸収速度が低下します。

(3) 温度が浸炭剤の吸収速度に及ぼす影響 原則として、鉄液の温度が高いほど、浸炭剤の吸収と溶解に有利であり、逆に、浸炭剤は溶解しにくく、吸収速度が低下します。浸炭剤の減少。 ただし、鉄溶液の温度が高すぎると、浸炭剤が完全に溶解しやすくなりますが、炭素の燃焼速度が増加し、炭素含有量が減少し、浸炭剤の全体的な吸収速度が低下します。 浸炭剤の吸収効率は、鉄液の温度が1460~1550℃の時に最も良くなります。

(4) 浸炭剤の吸収速度に及ぼす鉄液撹拌の影響 撹拌は、炭素の溶解と拡散を助長し、浸炭剤が鉄液の表面に浮いて燃焼するのを防ぎます。 浸炭剤が完全に溶解する前に、撹拌時間が長く、吸収率が高い。 攪拌は、炭素の増加と熱保存の時間を短縮し、生産サイクルを短縮し、鉄溶液中の合金元素の燃焼損失を回避することもできます。 しかし、攪拌時間が長すぎると、炉の耐用年数に大きな影響を与えるだけでなく、炭化剤の溶液では、攪拌によって鉄溶液中の炭素の損失が増加します。 したがって、鉄溶液の適切な攪拌時間は、浸炭剤が完全に溶解するようにする必要があります。

(5) 浸炭剤の吸収速度に対する鉄の液化成分の影響鉄溶液の初期炭素含有量が高い場合、特定の溶解限界の下で、浸炭剤の吸収速度が遅く、吸収量が少なく、燃焼損失が比較的大きいが大きく、浸炭剤の吸収率が低い。 溶鉄の初期炭素含有量が低い場合は、逆のことが当てはまります。 さらに、鉄溶液中のシリコンと硫黄は、炭素の吸収を妨げ、浸炭剤の吸収速度を低下させます。 マンガンは、炭素の吸収に寄与し、浸炭剤の吸収率を高めます。影響度でいうと、ケイ素がXNUMX番多く、マンガンがXNUMX位で、炭素と硫黄はほとんど影響を与えません。 したがって、実際の製造プロセスでは、マンガン、炭素、シリコンの順に増やす必要があります。

  4.鋳鉄の特性に及ぼす各種炭化剤の影響

(1)製錬にコアレス誘導炉を使用する場合、最大出力5kW、周波数3000Hzの500Tを50台。工房の毎日のバッティングリストによると(本体返還料金20%、銑鉄30%、スクラップ鋼XNUMX%) %)、低窒素焼成タイプの浸炭装置と黒鉛タイプの浸炭装置は、それぞれ鉄液の炉を溶かすために使用され、プロセス要件に従って化学組成を調整した後、シリンダーブロックのメインベアリングカバーがそれぞれ注がれます。

製造工程:浸炭剤を電気炉に投入し、投入工程で一括溶解、溶銑工程で一次接種剤(シリカバリウム接種剤)を0.4%添加して接種、二次接種剤を0.1%(シリカバリウム接種剤)は、注入プロセスで追加されます。 DISA2013 スタイリング ラインを使用します。

(2) 機械的性質 30 種類の炭化剤が鋳鉄の特性に及ぼす影響を検証するため、溶鉄組成の影響を避けるため、異なる炭化剤で溶解した溶鉄の組成を次のように調整しました。基本的に同じです。, より完全に検証テスト プロセスの結果を得るために、12 つの炉鉄鋳造に加えて、それぞれ Ø 6 mm のテスト バーのセットを使用します。オントロジーのブリネル硬度 (XNUMX PCS/箱、XNUMX ケース)。

組成はほぼ同じ状況で、グラファイトタイプのテストバーを使用した再浸炭材の製造強度は、鋳造タイプのカルシンを使用して鋳造する方法よりも明らかに高かった。鋳物の再浸炭生産 (硬度が高すぎる、鋳造プロセス鋳物の端がジャンピング現象になります)。

(3) グラファイトの微細構造

グラファイト形態の Ø 30 mm テスト バーによる XNUMX つの異なる加炭器製錬鉄鋳造、比較、グラファイト形態の黒鉛タイプの加炭器サンプルを使用すると、グラファイトのタイプ、グラファイト、および量がますます小さいサイズであることがわかります。

上記のテスト結果から、次の結論を導き出すことができます。高品質のグラファイト浸炭剤は、鋳造物の機械的特性を改善するだけでなく、金属組織を改善するだけでなく、鋳造物の機械加工特性も改善します。

  5. まとめ

(1) 浸炭剤の吸収速度に影響を与える要因には、浸炭剤のサイズ、浸炭剤の添加量、浸炭剤の温度、鉄溶液の攪拌時間、および鉄溶液の化学組成が含まれます。

(2)高品質のグラファイト浸炭剤は、鋳造の機械的特性を改善し、金属組織を改善するだけでなく、鋳造の機械加工特性も改善します。 そのため、誘導炉製錬工程でシリンダーブロックやシリンダーヘッドなどの主要製品を生産する場合は、高品質の黒鉛浸炭機を使用することをお勧めします。

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