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鋼液的擴(kuò)散脫氧
利用氧在鋼液中的擴(kuò)散行為,使鋼液中的氧轉(zhuǎn)入渣中而達(dá)到降低鋼液含氧量的方法,稱為擴(kuò)散脫氧。具體做法是,在熔煉還原期稀薄渣造好后,將粉狀脫氧劑撒于渣面上,首先降低渣中的含氧量,破1壞氧在熔渣與鋼液溶解度的平衡,鋼液中的氧必然向熔渣中擴(kuò)散。因此,不斷降低渣中的氧,鋼液中的氧就不斷地向渣中擴(kuò)散,從而降低鋼中的含氧量。
擴(kuò)散脫氧常用的粉狀脫氧劑有;碳粉、硅鐵粉、硅鈣粉、鋁1粉、碳1化鈣粉等。這些脫氧劑中的C、Si、Al、Ca等元素進(jìn)入渣層后便于(FeO)發(fā)生還原反應(yīng),如:
脫氧產(chǎn)物進(jìn)入爐氣或被熔渣吸收,因此,擴(kuò)散脫氧不污染鋼液。但由于擴(kuò)散脫氧是在渣與鋼液界面上進(jìn)行,氧由鋼液中向渣中擴(kuò)散需要的時(shí)間較長,因此,生產(chǎn)效率低,能耗高。
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熔化操作小當(dāng)會(huì)對(duì)合余的品粒組織產(chǎn)生影響。對(duì)于不同的鑄造金屬,必須采取小同的熔化工藝。
(1)沖天爐熔化灰鑄鐵 鼓風(fēng)量和焦炭不平衡,會(huì)造成過量增碳。例如,底焦高度過高和降低鼓風(fēng)量會(huì)造成過量增碳。當(dāng)爐襯熔蝕后,增碳會(huì)更加嚴(yán)重。因?yàn)闆_天爐直徑變大后,為了保持同樣的含碳量,需增加鼓風(fēng)量。在過高的溫度下熔化會(huì)增加碳量,如果采用熱風(fēng)熔煉,就會(huì)遇到這種情況。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),鼓風(fēng)溫度每增加55℃,就會(huì)增加0.10%的碳(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。如果采用氧氣來提高溫度,并不一定會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。
出鐵液的間隔過長,或鐵液停留在爐缸中的時(shí)間過長,也會(huì)導(dǎo)致增碳。生產(chǎn)低碳鑄鐵一般都采用較淺的爐缸,并縮短出鐵液的間隔時(shí)間,盡量做到連續(xù)出鐵液。
間斷熔化會(huì)造成過量增碳,導(dǎo)致產(chǎn)生粗晶組織。另外,因停風(fēng)而使熔化間斷,幾乎無一例外地導(dǎo)致碳和硅含量的波動(dòng)。停風(fēng)之后,通常需要15min,才能重新獲得原來規(guī)定的化學(xué)成分。
(2)可鍛鑄鐵 爐料稱重或配料中產(chǎn)生的偏差會(huì)導(dǎo)致化學(xué)成分的變化;爐內(nèi)鼓風(fēng)量沒有保證,會(huì)影響化學(xué)成分的控制;熔化過熱或火焰中充煙,都會(huì)造成增碳。
(3)黃銅和青銅 采用臟污的坩堝,以及在坩堝的底部和側(cè)壁處留有上一爐熔化時(shí)所殘余的凝殼或金屬薄層,都會(huì)造成對(duì)下一次熔化的污染,因此生產(chǎn)中應(yīng)避免使用來源不明的廢料,防止在金屬爐料內(nèi)摻入會(huì)產(chǎn)生氣體的原材料,如濕的、油污染的或其他臟污的材料。
(4)鋁 因熔化溫度控制不當(dāng)而使鋁液過熱,是造成鋁合金晶粒粗大的常見原因。因此生產(chǎn)中應(yīng)將過熱的鋁液緩慢地冷卻下來,使其降到較低的澆注溫度。此外,在配料過程中粗心大意或者爐料污染,也會(huì)引起晶粒粗大缺陷。
澆注
對(duì)所有金屬來說,澆注溫度過高都容易造成晶粒粗大缺陷。
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措施的有效性
氣孔的產(chǎn)生的原因是砂芯或砂型的氣體的釋放,最終氣體以氣泡的形式停留在鑄件內(nèi)形成氣孔缺陷,往往表現(xiàn)為氣孔、嗆火、局部凹陷、翹皮等氣孔類缺陷。如何有效解決氣孔是鑄造工作者經(jīng)常思考的問題,但往往解決方法比較片面。根據(jù)氣孔形成的原因,假設(shè)澆注過程中氣體能夠全部排出,自然不會(huì)產(chǎn)生氣孔,因此提出了“排、減、溢”的原則。首先,在澆注過程中氣體能沿砂芯中的排氣通道順利排出,則不會(huì)產(chǎn)生氣孔,因此,這種措施經(jīng)常采用,這是“排”的原則。但是往往效果不好,因?yàn)榧词怪谱髁伺艢馔ǖ?,產(chǎn)生的氣體也不可能全部及時(shí)排出,這種方案無效。
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