Il livello di sferoidizzazione delle fusioni in ghisa sferoidale deve raggiungere il livello 4 o superiore (ovvero un tasso di sferoidizzazione del 70%). Il tasso di sferoidizzazione raggiunto dalle fonderie in generale è di circa l'85%. La produzione di fusioni per l'energia eolica e le industrie con elevati requisiti di qualità delle fusioni richiedono un livello di sferoidizzazione pari al livello 2, ovvero un tasso di sferoidizzazione superiore al 90%. Analizzando e migliorando il processo di sferoidizzazione e trattamento di inoculazione, utilizzando lo sferoidizzante e l'inoculante originariamente impiegati nel QT400-15, è stato possibile raggiungere un tasso di sferoidizzazione della ghisa sferoidale superiore al 90%.
Al fine di migliorare la velocità di sferoidizzazione, il processo originale di sferoidizzazione e inoculazione è stato perfezionato. Le principali misure adottate sono: aumento della quantità di sferoidizzante e inoculante aggiunti, purificazione del ferro fuso, trattamento di desolforazione, ecc. La velocità di sferoidizzazione è stata testata utilizzando un blocco di prova a cuneo singolo colato da 25 mm. Il piano specifico è il seguente:
(1) È stata analizzata la ragione del basso tasso di sferoidizzazione del processo originale. Si riteneva che la quantità di sferoidizzante fosse troppo piccola, quindi la quantità di sferoidizzante aggiunta è stata aumentata dall'1.3%~1.4% all'1.7%, ma il tasso di sferoidizzazione non ha soddisfatto i requisiti.
(2) Un'altra ipotesi è che il basso tasso di sferoidizzazione possa essere causato da un'inoculazione inadeguata o da un calo dell'inoculazione. Pertanto, il dosaggio di inoculazione è stato aumentato dallo 0.7%~0.9% all'1.1% e il tasso di sferoidizzazione non ha soddisfatto i requisiti.
(3) Ulteriori analisi hanno mostrato che le elevate inclusioni nel ferro fuso e l'alto livello di elementi di interferenza della sferoidizzazione potrebbero essere le ragioni del basso tasso di sferoidizzazione. Pertanto, il ferro fuso è stato purificato ad alta temperatura. La temperatura di purificazione ad alta temperatura è stata generalmente controllata a 1500±10℃, ma il suo tasso di sferoidizzazione non ha comunque superato il 90%.
(4) L'alto contenuto di ω (S) consuma seriamente l'agente sferoidizzante e accelera il declino della sferoidizzazione. Pertanto, è stato aggiunto un trattamento di desolforazione per ridurre il contenuto di ω (S) del liquido di ferro originale dallo 0.035% originale a meno dello 0.020%, ma il tasso di sferoidizzazione ha raggiunto solo l'86%.
I risultati dei test relativi ai quattro schemi sopracitati non hanno soddisfatto i requisiti.
Il piano di miglioramento finale adottato
Misure di miglioramento
Quando il contenuto di ω (S) del ferro liquido grezzo supera lo 0.02%, si utilizza carbonato di sodio industriale per la desolforazione pre-forno. Poiché la reazione di desolforazione è endotermica, la temperatura di desolforazione deve essere controllata a circa 1500 °C. La quantità di carbonato di sodio aggiunta è controllata tra l'1.5% e il 2.5% in base al contenuto di ω (S) durante la fusione pre-forno. Allo stesso tempo, il sacco di trattamento di sferoidizzazione adotta il normale sacco di trattamento a diga. Innanzitutto, si aggiunge l'1.7% di agente sferoidizzante Foseco NODALLOY7RE a un lato della diga sul fondo del sacco, lo si appiattisce e compatta, quindi lo si ricopre successivamente con lo 0.2% di carburo di silicio in polvere e lo 0.3% di piccoli pezzi di 75SiFe. Dopo la compattazione, coprire con un ferro da stiro a pressione e aggiungere lo 0.3% di inoculo Foseco 390 all'altro lato del sacco di ghisa fusa. Durante la colata, versare prima il 55%~60% della ghisa fusa totale. Dopo il completamento della reazione di sferoidizzazione, aggiungere l'1.2% di 75SiFe-C dopo l'inoculo, versare la ghisa fusa rimanente e rimuovere e versare la scoria.
Risultati del test
4. Analisi dei risultati
4.1 Effetto degli elementi principali sulla velocità di sferoidizzazione
C, Si: Il C può promuovere la grafitizzazione e ridurre la tendenza alla formazione di ghisa bianca, ma un elevato contenuto di ω (C) renderà il CE troppo alto e causerà facilmente la flottazione della grafite, che è generalmente controllata tra il 3.7% e il 3.9%. Il Si può migliorare la capacità di grafitizzazione ed eliminare la cementite. Quando il Si viene aggiunto come inoculante, la capacità di sottoraffreddamento della ghisa fusa può essere notevolmente ridotta. Per migliorare l'effetto di inoculazione, il contenuto di ω (Si) della ghisa fusa originale viene aumentato dall'originale 1.3% ~1.5% allo 0.8% ~1.2%, ω (Si finale) è controllato tra il 2.60% e il 3.00%.
Mn: Durante il processo di cristallizzazione, il Mn aumenta la tendenza al sottoraffreddamento della ghisa e promuove la formazione di carburi (FeMn)3C. Durante il processo di trasformazione eutettoidica, il Mn riduce la temperatura di trasformazione eutettoidica, stabilizza e affina la perlite. Il Mn ha scarso effetto sulla velocità di sferoidizzazione. A causa dell'influenza delle materie prime, ω (Mn) viene generalmente controllato in modo da essere <0.30%.
P: Quando ω (P) <0.05%, si dissolve nel Fe ed è difficile formare l'eutettico di fosforo, che ha scarso effetto sulla velocità di sferoidizzazione della ghisa sferoidale.
S: Lo zolfo (S) è un elemento anti-sferoidizzante. Durante la reazione di sferoidizzazione, lo zolfo consuma magnesio (Mg) e terre rare (RE) presenti nell'agente sferoidizzante, ostacolando la grafitizzazione e riducendo la velocità di sferoidizzazione. Le inclusioni di solfuro si riconvertono in zolfo prima che il ferro fuso solidifichi, consumando nuovamente gli elementi sferoidizzanti, accelerando il declino della sferoidizzazione e influenzando ulteriormente la velocità di sferoidizzazione. Per ottenere un'elevata velocità di sferoidizzazione, il contenuto di ω (S) nel ferro fuso originale dovrebbe essere ridotto al di sotto dello 0.02%.
4.2 Trattamento di desolforazione
Dopo la fusione della carica, prelevare campioni per analizzare la composizione chimica. Quando il contenuto di ω (S) è superiore allo 0.02%, è necessario effettuare un trattamento di desolforazione.
4.3 Pre-deossidazione, sferoidizzazione e inoculazione
L'agente di pretrattamento Foseco 390 svolge un ruolo di pre-deossidazione nel confezionamento, aumentando al contempo il nucleo di nucleazione della grafite e il numero di noduli di grafite per unità di area. Può anche migliorare il tasso di assorbimento del Mg, migliorando notevolmente la resistenza alla degradazione e il tasso di sferoidizzazione. L'inoculo Foseco contiene ω (Si) = 60% ~ 70%, ω (Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω (Ba) = 7% ~ 11%, di cui il Ba può prolungare il tempo di inoculazione efficace.
Il marchio di sferoidizzante Foseco è NODALLOY7RE, con ω (Si) = 40% ~ 50%, ω (Mg) = 7.0% ~ 8.0%, ω (RE) = 0.3% ~ 1.0%, ω (Ca) = 1.5% ~ 2.5%, ω (Al) < 1.0%. Poiché la ghisa fusa è stata desolforata e pre-deossidata, gli elementi che consumano lo sferoidizzante nella ghisa fusa sono notevolmente ridotti. Pertanto, viene selezionato uno sferoidizzante con un basso contenuto di ω (RE) per ridurre il deterioramento della morfologia della grafite sferoidale da parte delle RE; gli elementi che svolgono un ruolo di sferoidizzante sono principalmente Mg; Ca e Al possono svolgere un ruolo nel rafforzare l'inoculazione.
5. CONCLUSIONE
Nella produzione di ghisa sferoidale ferritica, quando è richiesto un tasso di sferoidizzazione superiore al 90%, si possono adottare le seguenti misure:
(1) Selezionare una carica del forno di alta qualità per ridurre gli elementi anti-sferoidizzazione nella carica.
(2) Selezionare uno sferoidizzatore con un basso contenuto di ω (RE) per ridurre il deterioramento della morfologia della grafite sferoidale da parte di RE.
(3) Il contenuto di ω (S) del liquido di ferro originale dovrebbe essere inferiore allo 0.020%, il che può ridurre il consumo di sferoidizzatori, in particolare degli elementi sferoidizzanti consumati dalla solfurazione secondaria della scoria solfidica.
(4) Il pretrattamento di deossidazione del liquido di ferro può aumentare il numero di sfere di grafite per unità di area, migliorare il tasso di sferoidizzazione, migliorare notevolmente la capacità anti-degradazione ed estendere il tempo di inoculazione efficace.
(5) Ridurre il contenuto di ω (Si) nel liquido di ferro originale, aumentare la quantità di sferoidizzatori, inoculanti e vari agenti di pretrattamento aggiunti e rafforzare il trattamento di inoculazione.
