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鑄鋼件均應(yīng)在熱處理后使用。因?yàn)殍T態(tài)下的鑄鋼件內(nèi)部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘余內(nèi)應(yīng)力等鑄造缺陷,使鑄鋼件的強(qiáng)度、尤其是塑性和韌性大大降低。
錳鐵不但適用于低碳合金結(jié)構(gòu)鋼,尤其適用于高質(zhì)量的品種鋼,在不用改變原有煉鋼工藝技術(shù)情況下,能優(yōu)化合金,改善鋼的內(nèi)在質(zhì)量,降低煉鋼合金成本,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
錳和硅是碳鋼中所用的主要合金元素。錳是煉鋼過程中主要的脫氧劑之一,幾乎所有的鋼種都需要用錳來脫氧。因?yàn)槠溴i鐵爐灰因其顆粒度較小,比表面積大,易煅燒,不需大規(guī)模的碾碎工序,能夠節(jié)約廠商的固定資產(chǎn)出資和日常出產(chǎn)工作本錢。硅錳合金是在礦熱爐中用炭同時(shí)還原錳礦石和硅石中的氧化錳和二氧化硅而煉制生產(chǎn)的。而大量的錳和硅都是以鐵合金的形式添加到鋼液中的:錳鐵、硅錳和硅鐵。
硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金,是一種用途較廣、產(chǎn)量較大的鐵合金。錳硅合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑,又是生產(chǎn)中低碳錳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。正火處理后的鋼,其機(jī)械性能較退火后的高,成本也較低,所以應(yīng)用較多。硅錳合金生產(chǎn)正常爐況的標(biāo)志是工作電流穩(wěn)定,能滿負(fù)荷操作,電極下插平衡且較深,電極消耗速度均勻,下放正常,每小時(shí)內(nèi)下放長度在200mm左右,爐眼好開、好堵,出鐵、出渣順暢,溫度高,渣鐵易分離。
高碳錳鐵較早是采用高爐生產(chǎn)的,其產(chǎn)量高,成本低,目前國內(nèi)外還在廣泛用。我國江西新余鐵合金廠、山西陽泉鐵合金廠為高爐生產(chǎn)高碳錳鐵的定點(diǎn)廠家。
高爐法是把錳礦、焦炭和石灰等料分別加入高爐內(nèi)進(jìn)行冶煉、得到含錳52%~76%/含磷0.4%~0.6的高爐錳鐵。由于高爐與電爐冶煉高碳錳鐵的區(qū)別是熱源不同,所以兩者的爐體結(jié)構(gòu)、幾何形狀及操作方法不一樣,但兩爐子冶煉高碳錳鐵的原理是相同的。
但是,兩種爐子使用同一種錳礦冶煉使得到的產(chǎn)品磷含量不一樣,高爐產(chǎn)品越高于電爐產(chǎn)品0.07%~0.11%。為細(xì)化晶粒、均勻組織及消除內(nèi)應(yīng)力,鑄鋼件必須進(jìn)行正火或退火處理。正火處理后的鋼,其機(jī)械性能較退火后的高,成本也較低,所以應(yīng)用較多。這是由于高爐冶煉的爐料組成中的焦炭配量為電爐冶煉時(shí)的5~6陪,因此焦炭中有更多的磷轉(zhuǎn)入合金內(nèi),而且高爐冶煉時(shí)的爐膛溫度較低,因而冶煉過程中磷的揮發(fā)量較電爐低約10%。
冶煉錳鐵前,碳酸錳礦要先經(jīng)焙燒,粉礦需經(jīng)燒結(jié)造塊。含鐵含磷高的礦石一般只能搭配使用,或通過選擇性還原煉得低鐵低磷的富錳渣。冶煉時(shí)用焦炭作還原劑,某些廠也配用瘦煤或無煙煤。輔助原料主要為石灰,冶煉錳硅合金時(shí)一般要配加硅石。