علم التحكم الآلي في صهر الحديد الزهر الرمادي في فرن الحث ذي التردد المتوسط

في إنتاج الحديد الزهر الحديث ، يتم إغلاق القبة تدريجيًا بسبب مشاكل بيئية ، وتستخدم معظم شركات الصب فرنًا متوسط ​​التردد لصهر الحديد الزهر. بالمقارنة مع القبة ، فإن عملية صهر الفرن ذات التردد المتوسط ​​بسيطة نسبيًا. من السهل التحكم في التركيب الكيميائي ودرجة حرارة الحديد المصهور. تم تحسين بيئة العمل وكثافة العمالة في الصهر أمام الفرن بشكل كبير ، ويمكن أن تكون تكلفة الإنتاج تقريبًا نفس تكلفة القبة باستخدام الصهر في الحوض الصغير ليل. بالنسبة للمسبوكات من نفس التركيب الكيميائي والمسبوكات في نفس القالب ، تكون قوة وصلابة الحديد الرمادي المصهور في فرن التردد المتوسط ​​أعلى من تلك الموجودة في فرن القبة. الحديد المنصهر ذو التردد المتوسط ​​له درجة حرارة مرتفعة للغاية وسيولة ضعيفة مقارنة بالحديد المنصهر القبة ، وله الخصائص السيئة التالية: عدد النواة البلورية للحديد المنصهر صغير ، وميل التبريد الفرعي ، والفم الأبيض والانكماش كبير ، والجدار السميك للحديد المنصهر. من السهل إنتاج تجويف الانكماش والمسامية ، والجدار الرقيق سهل لإنتاج فم أبيض وحافة صلبة وعيوب صب أخرى. في الحديد الزهر الرمادي شبه المتكتل ، يتم تقليل كمية الجرافيت من النوع A بسهولة ، بينما تزداد كمية D و E والجرافيت المرتبط بها ، وتكون كمية البرليت صغيرة. تنعكس كل هذه العوامل ، جنبًا إلى جنب مع بعض العوامل غير الملائمة في الإنتاج اليومي ، في تذبذب جودة الصب ، مما يؤثر على الإنتاج الطبيعي للحديد الزهر.

بالنسبة إلى فرن الصهر ذي التردد المتوسط ​​، يظهر الحديد الرمادي مشاكل جديدة ، فقد تغلب المؤلف على عملية صهر الفرن الكهربائي ، والبيانات التقنية ، وممارسة أقل ، والاستكشاف صعب ، والعديد من الصعوبات الأخرى ، والتلمس التدريجي والملخص الذي تراكمت لديه بعض الخبرة في تكنولوجيا الإنتاج والخبرة ، نتوقع أن يرتفع مستوى يصعب تشغيله والانتقال من المؤسسات الصغيرة والمتوسطة مسبك لا تقدم سوى القليل من المساعدة في الألم.

1. اختيار المواد الخام ونسبة الشحن

يؤثر العبء الملائم والجودة غير الملائمة بشكل مباشر على جودة الحديد المصهور ، ودرجة انصهار الأفران ذات التردد المتوسط ​​من الحديد الرمادي لعبء التنظيف والتجفيف يكون الطلب أعلى ، والشحنة ليست نظيفة ، أو التحكم في الانصهار ، الذي يحتوي على عناصر ضارة يمكن أن يؤدي إلى مصهور أكسيد الحديد ونقاوته منخفضة ، والتدهور الخطير في جودة تعدين الحديد المنصهر ، وتنظيم ، وتأثير مورفولوجيا مصفوفة الجرافيت من الحديد الزهر ، يتسبب في ضعف التلقيح ، وميل الانكماش الأبيض والكبير والكثير من الثغور. لذلك ، من الضروري تعزيز إدارة المواد الخام والمواد المساعدة ، وحظر استخدام الصدأ الثقيل ، وهو عبء دهني. في الوقت نفسه ، من أجل تحسين نقاء الحديد المصهور ولتثبيت التركيب الكيميائي للحديد المصهور ، يجب اختيار خردة الصلب الكربوني كعبء ، وجعلها مسؤولة عن أكثر من 50 ٪ من نسبة العبء ؛ بالنسبة لشحنة الإرجاع ، يجب اختيار رافع الصب من نفس المادة ، ويجب تنظيف رمل الصب اللاصق والطلاء قبل الاستخدام. يجب أن تكون كمية الاستخدام حوالي 40٪. يجب أن تكون خردة الحديد أيضًا نفس مادة صب الحديد المضافة إلى الحديد الخردة ؛ بالنسبة للحديد الخام ، بسبب الشوائب والعناصر النزرة وكذلك عيوب البنية المجهرية الموروثة ، يجب اختيار مصدر ثابت ونظيف وتطريز صغير وعناصر ضارة منخفضة ، فمن الأفضل إلى Z18 أعلى درجة من الحديد الزهر المصبوب ، هذه الجودة الداخلية هي إنتاج جيد ومستقر من الحديد الزهر ، وليس لتحويل مصدر الحديد ، ومن السهل استخدام العوامل غير المؤهلة لاستخدام شحنة الفرن وقد تتسبب في حدوث مشاكل في الجودة متاح ، وإضافة الحديد الزهر يجب أن ينضم أيضًا في بداية الانصهار ، بنسبة 15٪ ، للمساعدة في تحسين شكل الجرافيت من الحديد الزهر ؛ يجب أن يختار الكربوريزر مكربن ​​الجرافيت التجاري أو مكربن ​​الجرافيت عالي الحرارة ، وفي الذوبان في وقت مبكر قدر الإمكان ، بحيث يكون للكربنة والحديد المصهور اتصالًا مباشرًا ، ولديك الوقت الكافي لإذابة الامتصاص ؛ يجب أن يكون للسبائك الحديدية والتلقيح تركيبة كيميائية مؤهلة وحجم الجسيمات المناسب. يجب حساب محتوى C و Si و Mn والعناصر الأخرى مقدمًا وفقًا لنسبة العبء وتكوين المواد ، ويجب تعديل الجزء غير الكافي باستخدام الكربوريزر والسبائك الحديدية. إذا كان محتوى C منخفضًا ، فيمكن إضافة الحديد الزهر إلى الكربنة ، وإذا كان محتوى C مرتفعًا ، فيمكن إضافة خردة الصلب لتقليل الكربون.

2. تأثير التركيب الكيميائي

يعزز الكربون والسيليكون بقوة الرسم البياني. سيؤدي ارتفاع C و Si إلى خشونة الجرافيت ، وزيادة محتوى الفريت ، وانخفاض حجم البرليت ، وانخفاض قوة وصلابة الحديد الزهر. تزداد قوة مصفوفة الحديد الزهر مع زيادة حجم البرليت. لذلك ، في الحديد الرمادي عالي القوة ، يجب تقليل محتويات C و Si بشكل مناسب ضمن نطاق معين ، مما يؤدي إلى تكرير الجرافيت ، وتعزيز تكوين البرليت ، وتحسين الخواص الميكانيكية مع ضمان الفتحة الرمادية. تؤثر نسب Si / C لمكافئ الكربون بشكل كبير على البنية المجهرية وخصائص الحديد الرمادي. من المفيد تحديد نسب CE و Si / C المناسبة لتحسين البنية المجهرية وخصائص الحديد الزهر. يعتبر CE العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على الجودة الداخلية لمصبوبات الحديد الرمادي. يمكن أن يؤدي رفع CE إلى تحسين أداء الصب للحديد الزهر بشكل كبير ، وتقليل البياض ، وفتحة الانكماش ، ومسامية الانكماش ، وعيوب التسرب ، وتقليل معدل الرفض ، وهو أمر مهم بشكل خاص للحديد الزهر ذي الجدران الرقيقة. ومع ذلك ، إذا كانت CE عالية جدًا ، فإن كمية ترسيب الجرافيت تزداد ويكون ميل الفريت واضحًا ، مما يقلل من قوة الشد وصلابة الصب. بسبب سرعة التبريد البطيئة ، فإن الجدار السميك للصب يكون عرضة لإنتاج حبيبات خشنة وعيوب بنية فضفاضة. إذا كان CE منخفضًا جدًا ، فإن الجدار الرقيق للصب يكون عرضة لتشكيل منطقة صلبة محلية ، مما يؤدي إلى ضعف أداء المعالجة. نظرًا لانخفاض مستوى CE ، من السهل أن يظهر الجرافيت فائق البرودة من النوع الليت سهل الانصهار والنوع D و E في هيكل من الحديد الرمادي ، مما يؤدي إلى انخفاض أداء الصب ، وزيادة الحساسية المقطعية ، وزيادة الضغط الداخلي ، وزيادة الصلابة. يمكن تحسين أداء القطع والقوة للحديد الزهر عن طريق زيادة نسبة Si / C بشكل مناسب. في ظل نفس الظروف ، تختلف الخصائص الميكانيكية والبنية الدقيقة للحديد الزهر اختلافًا كبيرًا مع نسب Si / C المختلفة. عندما تكون CE ثابتة ، تزداد قيمة Si / C من 0.6 إلى 0.8 ، وقوة وصلابة قمم الحديد الرمادي. عندما تكون قيمة Si / C ثابتة ، تقل قوة وصلابة الحديد الرمادي مع زيادة CE. يجب اختيار نسبة Si / C المناسبة والتحكم فيها بينما يتم التحكم بشكل صارم في CE في موقع الإنتاج. يجب أن يكون محتوى CE و C للحديد الرمادي المصهور بواسطة فرن التردد المتوسط ​​أعلى بحوالي 0.3٪ من محتوى القبة ، ويجب التحكم في نسبة Si / C بحوالي 0.6 ~ 0.7 ، وذلك للحفاظ على الصلابة المناسبة وقوة الشد العالية بمقدار الحديد الزهر.

المنغنيز والكبريت من العناصر التي تعمل على استقرار البرليت وتعيق رسم الجرافيت. يمكن أن يعزز المنغنيز البرليت وصقله. يمكن أن تؤدي زيادة محتوى المنجنيز إلى تحسين قوة وصلابة الحديد الزهر بالإضافة إلى محتوى البرليت في الهيكل. يشكل المنغنيز والكبريت أيضًا مركبات ذات نقاط انصهار عالية تعمل كحبيبات غير متجانسة ومنقحة ، لذلك يتم استخدام المنغنيز في كثير من الأحيان في الحديد الرمادي عالي الجودة. ومع ذلك ، فإن المحتوى العالي من المنغنيز يؤثر أيضًا على نواة الحديد المنصهر عندما يتبلور ويقلل من عدد مجموعات الانصهار ، مما يؤدي إلى زيادة سماكة الجرافيت وتكوين الجرافيت فائق التبريد ، مما يقلل أيضًا من قوة الحديد الزهر. الكبريت هو عنصر محدد في الحديد الرمادي ، وتلعب كمية مناسبة من الكبريت دورًا نشطًا ومفيدًا في تنوي ونمو الجرافيت ، والذي يمكن أن يحسن تأثير التكاثر وأداء التصنيع للحديد الرمادي. من أجل ضمان تأثير التكاثر للحديد الرمادي المصهور بواسطة فرن التردد المتوسط ​​، يجب أن يكون w (S) عمومًا 0.06 ٪ ، ويزيد محتوى S بشكل صحيح ، مما يمكن أن يحسن شكل الجرافيت ، صقل مجموعة سهلة الانصهار ، تقصير الطول ، وثني الشكل وتقليل نهاية الجرافيت المتقشر ، وإضعاف تأثير الكسر والدمار للجرافيت على المصفوفة ، وبالتالي تحسين أداء الحديد الزهر. لذا فإن الكبريت ليس منخفضًا قدر الإمكان في الحديد الرمادي. والفوسفور الموجود في الحديد الرمادي عنصر ضار ، يسهل تكوينه بنقطة انصهار منخفضة للفوسفور سهل الانصهار في حدود الحبوب ، مما يؤدي إلى تكسير الحديد الزهر على البارد. لذلك ، كلما انخفض الفوسفور في الحديد الرمادي كان أفضل بشكل عام. بالنسبة للحديد الزهر بمتطلبات الكثافة ، يجب أن يكون محتوى الفوسفور أقل من 0.06٪.

في الإنتاج الفعلي ، يجب تحسين تصميم التركيب الكيميائي وفقًا للدرجة ، وسمك الجدار ، والتعقيد الهيكلي ، وعوامل أخرى من مصبوبات الحديد الرمادي ، ويجب التحكم بدقة في نطاق التقلبات لكل عنصر ، وهو أمر مهم جدًا لضمان الجودة وأداء مصبوبات الحديد الرمادي.

3-عملية ومراقبة الجودة وتحسين صهر الحديد الرمادي في فرن التردد المتوسط

3.1 التحكم في معدل الكربنة واستخدام عامل الكربنة

بالنسبة للفرن ذي التردد المتوسط ​​لصهر الحديد الرمادي ، يعتقد الكثير من الناس أنه طالما أن الفرن قبل التحكم في التركيب الكيميائي ودرجة حرارة الحديد المصهور ، يمكنك صهر الحديد المصهور عالي الجودة ، لكن الحقيقة ليست بهذه البساطة. تتمثل المهمة المهمة لصهر الحديد الرمادي في فرن التردد المتوسط ​​في التحكم في الوظيفة الأساسية للمكربن ​​، والتقنية الأساسية هي كربنة ماء الحديد ، وكلما زاد معدل الكربنة ، كانت الخصائص المعدنية للحديد المنصهر أفضل. المذكور هنا هو الكربون المضاف على شكل مكربن ​​في الحديد المصهور ، وليس الكربون الذي يتم جلبه في الشحنة. تبين ممارسات الإنتاج أن نسبة الحديد الخام في نسبة الشحن مرتفعة وأن ميل الفم الأبيض كبير. تزداد نسبة الكاربوريزر ويقل ميل الفم الأبيض. يتطلب ذلك استخدام المزيد من خردة الفولاذ الرخيصة ورسوم الإرجاع في المكونات ، ويجب استخدام حديد خام جديد أو أقل. يوجد هذا النوع من عملية كربنة نفايات الصلب عددًا كبيرًا من نواة الكريستال غير المتجانسة المشتتة ، مما يقلل من درجة التبريد الفائق للحديد المصهور ويعزز تكوين هيكل الجرافيت الذي يهيمن عليه الحبر الحجري من النوع A. في الوقت نفسه ، يقلل تقليل جرعة الحديد الزهر أيضًا من التأثير الوراثي السيئ للجرافيت السميك من حديد الزهر ، كما يزداد أداء الحديد الرمادي مع زيادة جرعة خردة الفولاذ. في الإنتاج الفعلي ، وجد أنه في حالة استهلاك خردة الصلب بحوالي 30٪ ، نفس استخدام خردة الصلب ، شحنة مرتجعة ، حديد خنزير جديد مثل العبء ، في نفس التركيب الكيميائي بشكل أساسي هو نفسه ، إذا إن صهر الحديد الرمادي بالفرن أقل من أداء صهر القبة ، وتعزيز تأثير التلقيح ليس واضحًا ، هذه هي الخردة الأقل ، ومعدل الكربون المنخفض ، وهذا يوضح أهمية زيادة الكربون لضمان جودة صهر الحديد الرمادي وتحسين البنية المجهرية وخصائص الحديد الزهر.

يتم تحديد خصائص الحديد الرمادي من خلال بنية المصفوفة والتشكل والحجم والكمية وتوزيع الجرافيت. بالمقارنة ، هيكل المصفوفة أسهل في التحكم ، ويعتمد بشكل أساسي على التركيب الكيميائي للحديد المنصهر ومعدل التبريد ، ومع ذلك ، ليس من السهل التحكم في مورفولوجيا الجرافيت. يتطلب درجة التمثيل البياني للحديد المصهور. والغريب في الأمر أن الكربون الجديد فقط هو الذي يشارك في الرسم البياني ، بينما لا يشارك الكربون الأصلي في الفرن. بدون استخدام المكربن ​​، على الرغم من أن التركيب الكيميائي للحديد المصهور مؤهل ، فإن درجة الحرارة مناسبة ، والتربية معقولة ، لكن أداء الحديد المنصهر ضعيف: درجة حرارة عالية على ما يبدو ، التدفق ليس جيدًا جدًا ، الانكماش ، الميل الفضفاض كبير ، سهل التنفس ، من السهل إنتاج فم أبيض ، حساسية القسم كبيرة ، شوائب حديدية. تحدث هذه بسبب انخفاض معدل الكربنة ودرجة الرسم البياني للحديد المنصهر.

الكربون على شكل الحديد المصهور الأصلي بشكل أساسي لذرات الجرافيت والكربون الصغيرة ، مع الأخذ في الاعتبار من منظور الجرافيت المكرر ، عدم الرغبة في الحصول على الكثير من الحديد المنصهر من ذرات الكربون ، فإنه سيقلل من عدد جوهر الجرافيت والكربون من الأسهل تكوين سمنتيت للذرات في عملية التبريد ، ويمكن أن يكون الجرافيت الصغير الناعم بمثابة نواة غير متجانسة مباشرة. إن تكرير الجرافيت وزيادة اللب هما المفتاحان لتحقيق الأداء العالي للحديد الزهر. يمكن أن تؤدي زيادة كمية المكربن ​​إلى زيادة عدد النواة النواة ، وبالتالي وضع أساس متين لتنقية الجرافيت.

لذلك ، يجب أن يؤكد الإنتاج الفعلي على استخدام عامل الكربنة وتأثير الكربنة:

(1) يرتبط معدل امتصاص عامل الكربنة ارتباطًا مباشرًا بمحتواه C ، فكلما زاد محتوى C ، زاد معدل الامتصاص.

(2) حجم المكربن ​​هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على الحديد المصهور ، وقد أثبتت الممارسة أن حجم المكربن ​​يجب أن يكون 1 ~ 4 مم للأبد ، وهناك مسحوق دقيق وتأثير الكربنة الخشنة ليس جيدًا.

(3) السيليكون له تأثير أكبر على تأثير الكربنة ، كربنة ماء السليكون العالي ضعيفة ، سرعة الكربنة بطيئة ، لذلك يجب إضافة السيليكون الحديدي بعد الكربنة في المكان ، لاتباع مبدأ الكربنة بعد السيليكون.

(4) يمكن للكبريت أن يعيق امتصاص الكربون ، فمياه كبريتيد الحديديك عالية من ماء كبريتيد الحديديك المنخفض يزيد من معدل تباطؤ الكربون كثيرًا.

(5) يمكن لمكربن ​​الجرافيت أن يحسن قدرة التنوي للحديد المنصهر ، ومعدل الامتصاص أعلى بنسبة 10٪ من المكربن ​​غير الجرافيت ، لذلك يجب اختيار مكربن ​​الجرافيت منخفض النيتروجين. يوصى باستخدام عامل الكربونات مع الفرن طريقة التحميل ، أي في الجزء السفلي من الفرن لإضافة كمية معينة من القطع الصغيرة من علف الفرن والخردة ، ثم إضافة عامل الكربنة وفقًا لعدد المكونات التي يجب أن تكون كلها ، ثم الضغط على طبقة صغيرة قطع نفايات الصلب والحديد الخام بعد صهرها وشحنها. هذه الطريقة بسيطة وسهلة ، بكفاءة إنتاج عالية ومعدل امتصاص يصل إلى 90٪. إذا تمت إضافة كمية كبيرة من المكربن ​​، فيمكن إضافته على دفعتين ، أولاً ، أضف 60٪ ~ 70٪ إلى وسادة الخردة السفلية ، ويضاف الباقي في عملية الاستمرار في إضافة الخردة. يمكن أيضًا إضافة المكربن ​​عندما درجة حرارة الحديد المصهور 1400 ~ 1430 ℃. الهدف هو زيادة محتوى الحديد المصهور C للوصول إلى الحد الأقصى لمتطلبات الدرجة. حرق ، معدل امتصاص الكربون منخفض جدا. ثانيًا ، تتطلب إضافة المكربن ​​في المرحلة اللاحقة وقتًا إضافيًا للذوبان والامتصاص ، مما يؤخر تعديل التركيب الكيميائي ووقت التسخين ، ويقلل من كفاءة الإنتاج ، ويزيد من استهلاك الطاقة ، وقد يتسبب في ضرر بسبب التسخين المفرط. يمكن أن تعزز الكربون ، خاصة تعلق على جدار مجموعة الحبر الحجري ، إن لم تكن درجة حرارة زائدة ووقتًا معينًا للحفاظ على حرارة الحديد ، ليس من السهل إذابة في الحديد ، فرن متوسط ​​التردد التحريك الكهرومغناطيسي القوي للكربون.

3.2 التحكم في درجة الحرارة

يجب ألا تكون درجة حرارة انصهار الحديد الرمادي عالية جدًا ، ويتم التحكم فيها بشكل عام عن 1400 درجة مئوية. إذا كانت درجة حرارة الانصهار عالية جدًا ، فإن فقد السبيكة أو تقليلها سيؤثر على تعديل التركيب في مرحلة الانصهار اللاحقة. بعد أن تصل درجة حرارة الفرن إلى 1460 ℃ ، يتم اختبار العينة بسرعة ، ثم يتم كشط الخبث ، ويتم إضافة العبء المتبقي مثل سبيكة الحديد. تؤثر درجة حرارة الخبث بشكل كبير على جودة الحديد المصهور. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتركيب الكيميائي المستقر وتأثير التلقيح ، ويؤثر بشكل مباشر على التحكم في درجة الحرارة. إذا كانت درجة حرارة الخبث مرتفعة للغاية ، فسوف يؤدي ذلك إلى تفاقم فقدان نواة بلورات الجرافيت المصهور من الحديد المصهور وتقليل السيليكون ، الموجود على الجانب المرتفع (في البطانة الحمضية) ، وينتج تأثير طرد الكربون ، مما يؤثر على النظام المستقر بلورة. إذا كانت درجة حرارة الخبث منخفضة للغاية ، وتعرض الحديد المنصهر لفترة طويلة ، وفقد احتراق C و Si خطير ، يجب تعديل التركيبة مرة أخرى ، ويجب إطالة وقت الصهر ، ويجب تسخين الحديد المنصهر ، يجب زيادة درجة التبريد الفائق ، ومن السهل إخراج التركيبة عن السيطرة وتدمير التبلور الطبيعي.

يجب أن يضمن التحكم في درجة حرارة التفريغ أفضل درجة حرارة لمعالجة التلقيح والصب. بشكل عام ، يجب التحكم في درجة حرارة التفريغ وفقًا للوضع الفعلي عند 1460 ~ 1500 ℃ ، ويمكن التحكم في درجة الحرارة الزائدة عند 1510 ~ 1530 ℃ ، والوقوف لمدة 5 ~ 8 دقائق. في النطاق من 1500 ~ 1550 ℃ ، زيادة السخونة الزائدة ستعمل درجة حرارة الحديد المصهور وإطالة وقت الوقوف عند درجة حرارة عالية على تحسين بنية الجرافيت والمصفوفة ، وتحسين قوة الحديد الزهر ، مما يؤدي إلى علاج التلقيح والقضاء على الآثار الضارة للمسامية ، وعيوب التضمين وشحن الوراثة على الهيكل و أداء الحديد الزهر. إذا كانت درجة حرارة الوقوف منخفضة جدًا وكان الوقت قصيرًا جدًا ، فلا يمكن إذابة المكربن ​​تمامًا في الحديد المصهور ، وهو ما لا يؤدي إلى شوائب الحديد المنصهر العائم ليتم إزالته بواسطة الخبث. ومع ذلك ، إذا كانت درجة الحرارة الزائدة مرتفعة جدًا أو كان وقت الوقوف عند درجة حرارة عالية طويلًا جدًا ، فسوف يتدهور شكل الجرافيت ، وستصبح المصفوفة خشنة ، وستزداد درجة التبريد الفائق ، ويزداد الميل إلى اللون الأبيض. نتيجة لذلك ، سوف يختفي اللب غير المتجانس الموجود للحديد المنصهر ، وستكون الأكسدة خطيرة ، مما يقلل من أداء الحديد الزهر ويؤثر على التحكم في درجة حرارة التفريغ. إذا كانت درجة حرارة الفرن مرتفعة جدًا ، فسيكون العمق الأبيض للكتلة المثلثة السائلة كبيرًا جدًا أو سيكون هناك فم قنب في المركز ، على الرغم من محتوى C و Si المعتدل. إذا كان هذا هو الحال ، فإن الحاجة إلى تقليل طاقة التردد الوسيطة ، إلى الفرن لإضافة كربون تبريد من الحديد الزهر.

يجب ألا تكون درجة حرارة الصب عالية ، وإلا ستسبب عيوبًا رملية خطيرة في الصب ، وبعضها يصعب تنظيفه وصنع خردة الصب. إلى جانب ذلك ، لا تساعد درجة حرارة الصب العالية والدرجة العالية من التبريد الفائق في تكوين الجرافيت من النوع A. إذا كانت درجة حرارة الصب منخفضة جدًا ، فلن يؤدي ذلك إلى تفريغ الغاز ، وسيؤدي أيضًا إلى أن يكون الصب صلبًا وعزلًا باردًا ، ومخططًا غير واضح ، ومشاكل أخرى. عند درجة حرارة الصب المنخفضة ، يتقلص الحديد المنصهر السائل بدرجة أقل ، مما يساعد على تقليل تجويف الانكماش والحصول على صب كثيف. تتميز المسبوكات بسماكة جدار مختلفة وأوزان مختلفة بدرجة حرارة صب مثالية مختلفة ، والتي يتم التحكم فيها بشكل عام عند 1450 ~ 1380 ℃ في الإنتاج اليومي. بالنسبة للمسبوكات السميكة والكبيرة ، من الضروري التأكد من "صب سريع لدرجة الحرارة المنخفضة الساخنة". من أجل تقصير وقت الانتظار حتى تنخفض درجة حرارة الحديد المنصهر إلى درجة حرارة الصب ومنع انخفاض الحضانة ، يمكن للمعدن الساخن يتم تبريده بسرعة بطريقة الكيس المقلوب والوقوف ، وذلك لمنع الانكماش والتخفيف وتحسين كفاءة الإنتاج.

3.3 التحكم في الكبريت والنيتروجين

لا يوجد مصدر للكبريت ومحتوى S من الحديد المنصهر في فرن التردد المتوسط ​​منخفض ، مما له ميزة كبيرة في إنتاج حديد الدكتايل ، ولكن بالنسبة للحديد الرمادي ، فإن انخفاض الكبريت والمنغنيز سيزيد من إجهاد الصب ، مما يزيد بشكل كبير من احتمال يمكن أن يؤدي حدوث الكراك والكمية المناسبة من الكبريت في الحديد المنصهر إلى تحسين تأثير التلقيح.في الماضي ، إنتاج القبة من الحديد الرمادي ، لأن فحم الكوك سوف يحتوي على الكبريت على الحديد المصهور ، لا تقلق بشأن انخفاض الكبريت. فرن التردد المتوسط ​​لإنتاج الحديد الرمادي ، ولكن بدون إضافة الكبريت ، ولكن أيضًا بسبب الاستخدام الكبير لخردة الصلب ، يكون محتوى S أقل (حوالي 0.04٪). في الحديد الرمادي ، W (S) 0.06٪ سيؤدي إلى ضعف مورفولوجيا الجرافيت ، صعوبة في التكاثر ، الانكماش ، وميل الفم الأبيض. في الإنتاج السابق ، وجد أن معظم المسبوكات ذات التشققات وعيوب الفم البيضاء مصنوعة من الجرافيت من النوع D و E. من أجل الحصول على شكل الجرافيت الطبيعي ، ومحتوى S المناسب ، ومحتوى منخفض من الكبريت ، ومحتوى كبريتيد ، العدد من النواة البلورية سيتم تقليلها ، وسيتم تقليل قدرة نواة الجرافيت ، وسيتم زيادة الثقب الأبيض ، وسيتم تقليل الجرافيت من النوع A ، وسيتم زيادة الجرافيت والفريت فائق البرودة من النوع D والنوع E ، والحبوب سيتم تقليل الحجم والقوة علاوة على ذلك ، مع تمديد وقت الحفاظ على الحرارة للحديد المصهور عالي الحرارة ، تستمر درجة التبريد الفرعي في الزيادة. كلما ارتفعت درجة الحديد الرمادي ، زادت أهمية تأثير درجة حرارة ووقت الحفاظ على الحرارة على درجة التبريد الفرعي. يشار إلى أن محتوى الحديد المصهور منخفض وأن عدد المجموعات سهلة الانصهار صغير. مع زيادة محتوى S ، يزداد عدد المجموعات سهلة الانصهار بشكل حاد. كلما زاد عدد المجموعات سهلة الانصهار ، كلما كان الحجم أصغر ، كانت الخواص الميكانيكية للحديد الزهر أفضل. لذلك ، يميل صهر الحديد الرمادي في فرن التردد المتوسط ​​إلى زيادة محتوى S إلى 0.06٪ ~ 0.1٪ ، والآثار المفيدة للكبريت في التشغيل الكامل ، وتحسين تأثير التلقيح ، وزيادة عدد نواة الحديد المصهور ، وتعطى الأولوية للبنية المجهرية للمسبوكات مع نوع من الجرافيت ، فإن محتوى البرليت التنظيم المصفوف ، وبالتالي تحسين قوة وآلية الحديد الزهر الطريقة المحددة هي إضافة FeS لزيادة الكبريت بعد تعديل التركيب في مرحلة لاحقة من الصهر. يستخدم بعض فحم الكوك أيضًا كعامل كربنة لزيادة محتوى S إلى أكثر من 0.06٪ في نفس الوقت ، ومع ذلك ، يجب ألا يكون محتوى S مرتفعًا جدًا ، لأن الكبريت هو عائق لعنصر الجرافيت ، حيث يؤدي ارتفاعه إلى زيادة اللون الأبيض فم.

نظرًا لاستخدام عدد كبير من خردة الفولاذ في صهر الحديد الرمادي في فرن متوسط ​​التردد ، ومع زيادة نسبة الخردة ، تزداد أيضًا كمية المكربن. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي المكربن ​​على نسبة عالية من النيتروجين ، وبالتالي فإن محتوى N من الحديد المنصهر في فرن التردد المتوسط ​​مرتفع نسبيًا. عندما يكون محتوى N في الحديد المنصهر أكبر من 100 × 10-6 ، فإن الصب يكون عرضة لتصدع السلاحف ، وتقلص المسامية ، والمسامية المتشققة تحت الجلد ، والطريقة الأكثر فعالية للتحكم في محتوى N في المعدن الساخن هي الحفاظ على المعدن الساخن في درجة حرارة عالية. مع تمديد الوقت ، سينخفض ​​محتوى N تدريجياً. ومع ذلك ، فإن المعدن الساخن ذو درجة الحرارة العالية لفترة طويلة سيزيد من درجة التبريد الفائق وميل الفم الأبيض ، لذلك يجب أن يستخدم الإنتاج اليومي محتوى منخفض من N من مكربن ​​الجرافيت. إذا لزم الأمر ، يمكن إضافة مسحوق أكسيد الحديد بنسبة 10٪ إلى الطلاء للتخلص من آثار ارتفاع نسبة النيتروجين. ولكن نظرًا لانتمائها إلى الحد من اللون الرمادي لعناصر النيتروجين والكبريت ، فإن الكميات الضئيلة من النيتروجين في الحديد المصهور يمكن أن تجعل حبيبات الحديد الرمادي وصقل المجموعة سهل الانصهار ، ويزداد بُعد اللؤلؤ في المصفوفة ، وتحسن الخواص الميكانيكية ، لتحسين شكل الجرافيت من الحديد الرمادي ، تعزيز المصفوفة كان يمكن أن يلعب البرليت دورًا إيجابيًا ، يمكن لمركبات النيتروجين أيضًا أن تكون بمثابة نواة بلورية ، لتهيئة ظروف نمو لنواة الجرافيت. في الإنتاج الفعلي ، يجب التحكم في محتوى N بشكل عام أقل من 0.008٪.

3.4 علاج التلقيح المحسن

التلقيح ، إضافة الكثير من اللب البلوري الاصطناعي ، مما يجبر الحديد الزهر على التصلب سهل الانصهار في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، والغرض منه هو تعزيز الجرافيت ، وتقليل ميل وحساسية المنطقة ، والتحكم في مورفولوجيا الجرافيت ، وتقليل الجرافيت المبرد وحديد الخنزير ، الفريت ، زيادة عدد المجموعة سهلة الانصهار ، وتعزيز تكوين البرليت ، وبالتالي تحسين قوة الحديد الزهر وأداء الآلات. في الإنتاج الفعلي ، من الضروري اختيار طريقة التلقيح والتلقيح المناسبة. بالنسبة للمعدن الساخن ذو درجة الحرارة العالية مع CE بين 3.9٪ ~ 4.1٪ ودرجة الحرارة حوالي 1480 درجة مئوية ، من الضروري استخدام عامل تلقيح فعال لتقوية التلقيح ، وذلك للحصول على مصبوبات من الحديد الرمادي ذات خصائص صب جيدة وخصائص ميكانيكية عالية ، بدلاً من زيادة كمية التلقيح. تختلف الملقحات المختلفة في خصائصها ، لذا يجب اختيار اللقاحات والمُلقِّحات وفقًا لخصائص المُلقِّحات وظروف الإنتاج الخاصة بها. بعد اختيار وتحديد طريقة المعالجة الأكثر ملاءمة لخصائص المؤسسة ، يجب التحكم بدقة في العملية التكنولوجية لضمان استقرار جودة الصب.

باستثناء التيار الذي ينضم إلى عامل النواة ، ومع تدفق الوقت ، لمقدار التحكم لمنع ركود الحمل ، وتحسين تأثير التلقيح والانتباه إلى الجوانب التالية:

(1) نظرًا لحد من درجة حرارة الانصهار ووقت الانتظار ، فإن كتلة الجرافيت الضخمة في قطعة الحديد الزهر لا يمكن أن تتسبب في السرطان تمامًا ، ولا تذوب حيث يتم تمرير شكل الجرافيت الضخم إلى الحديد الزهر ، إلى حد كبير لتعويض تأثير التلقيح وهكذا يجب أن يحاول on تقليل كمية الحديد في عملية الإنتاج ، للقضاء على الحديد الوراثي ، وتحسين تأثير التلقيح ، وتحسين أداء الحديد الرمادي.

(2) يجب أن يتم اختياره المحتوي على الكالسيوم والألومنيوم والملقحات الأساسية غير المتجانسة المقاومة للحرارة والملقحات الضابطة بالحجم المناسب لأن حجم اللقاحات على تأثير اللقاحات كبير جدًا. حجم الجسيمات دقيق للغاية ، ومن السهل أن تتأكسد في الخبث وتفقد وظيفتها ؛ حجم الجسيمات كبير جدًا ، ولا يكفي انصهار التلقيح ، ولا يقتصر الأمر على عدم إتاحة الفرصة الكاملة لوظيفة التلقيح فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى حدوث تحليل جزئي ، ونقطة صلبة ، وعيوب جرافيت فائقة البرودة. يتم التحكم في حجم الجسيمات لعامل التلقيح بشكل عام في 3 ~ 8 مم (محتوى الماء الحديدي أقل من 1 طن) ، ويتم التحكم في كمية التلقيح في حوالي 0.3٪ ~ 0.5٪ من وزن الحديد المصهور. سيتم زيادة ميل الانكماش والخبث من الحديد الزهر من خلال الكثير من التلقيح.

(3) يمكن أن تمنع التطعيمات المتعددة بشكل فعال ركود التلقيح ، وتحسين انتظام توزيع الجرافيت داخل الحديد الزهر ، وتقليل ميل التبريد المفرط للحديد ، وجعل نوعًا من الجرافيت يشغل طولًا مرتفعًا ومتوسطًا ، وتعزيز عدد نواة الكريستال غير العفوية ، صقل الحبوب ، وتقوية المصفوفة ، وتحسين قوة وأداء الحديد الزهر. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي اختيار ملقح السيليكا-الباريوم طويل الأمد مع قدرة قوية على تعزيز الجرافيت في الحمل الثانوي إلى تحسين التشكل وتوزيع الجرافيت في رقيقة مصبوبات الجدران ، وزيادة المجموعات سهلة الانصهار ، وتعزيز تكوين الجرافيت من النوع A ، والقضاء على الجرافيت فائق التبريد ، ومنع إنتاج السمنتيت الحر ، وإبطاء انخفاض التلقيح. [4) يكون تأثير درجة حرارة الحديد المنصهر على التلقيح في بعض نطاق لزيادة درجة الحرارة الزائدة للحديد المنصهر ، والحفاظ على الوقت المناسب ، يمكن أن يجعل الحديد المنصهر المتبقي غير قابل للذوبان د الجرافيت يذوب تمامًا في الحديد المصهور ، ويقضي على تأثير العوامل الوراثية ، ويفسح المجال كاملاً لدور عامل زواج الأقارب ، ويحسن خصوبة الحديد المصهور. يجب زيادة درجة الحرارة الزائدة إلى 1520 ℃ ، ويجب التحكم في درجة حرارة التلقيح عند 1460 ~ 1420 ℃.

3.5 تعديل وتحسين تكنولوجيا العملية

(1) تسلسل تشغيل العملية لصهر الحديد الرمادي للفرن ذي التردد المتوسط: شحنة عائدة صغيرة وخردة فولاذية + مكربن ​​الجرافيت + خردة الصلب وحديد خام جديد + شحنة مرتجعة + سبيكة حديدية + تلقيح مناسب. من أجل تحسين الآثار السيئة للحديد المنصهر في درجة حرارة عالية والحفاظ على الحرارة لفترة طويلة ، بناءً على درجة حرارة الفرن ذات التردد المتوسط ​​، من السهل تحسينها ، وميزة الصهر ، طريقة التشغيل السريع للذوبان السريع ، حاول تقصير الذوبان الوقت ، سرعة الانصهار ، اجعل المعدن الساخن في الفرن واقعيًا ، في أقرب وقت ممكن بعد ضبط التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة وتسريع سرعة الصب ، نسعى جاهدين لإنهاء الصب حوالي 5 دقائق ، والحد الأكبر يقصر الحديد المنصهر في الفرن و وقت الانتظار.

(2) إدراج الخبث له تأثير كبير على جودة الصب. إلى حد أقل ، يمكن أن يؤدي تضمين الخبث الناعم إلى تقسيم المصفوفة وتقليل مقاومة الشد. يمكن أن تؤدي العيوب الخطيرة في تضمين الخبث مباشرة إلى إلغاء المصبوبات. بعد صهر الشحنة مع مزيد من الخبث بداخلها ، يتم تحريك الخبث المتصل بجدار الفرن وخبث الحديد المصهور بواسطة الفرن الكهربائي

يزداد تأثير الطفو لخلط الحديد المنصهر باستمرار ، في مرحلة الصهر اللاحقة تحتاج إلى أن تتكرر ، الكفاءة تلتقط الخبث ، خاصة عندما ترتفع درجة الحرارة المرتفعة الشوائب ، يجب أن تلتقط الخبث في الوقت المناسب ، حتى يصبح سطح الحديد المصهور نظيفة ، لا تضيف حثالة ، وهذا لإزالة الخبث ، ويزيل عيب ثقب الخبث ، ويقلل الخبث إلى المصفوفة لتفكيك الوظيفة كبيرة جدًا.

(3) نظرًا لاستخدام عدد كبير من خردة الفولاذ وحديد الفرن الخلفي في صهر الحديد الرمادي في فرن التردد المتوسط ​​، فمن ناحية ، سيعزز توليد حبر الزهر التغصني وزيادة إمالة الفم الأبيض ، وزيادة الصلابة وتدهور أداء المعالجة. لذا ، يجب أن يولي الحديد المنصهر القبة مزيدًا من الاهتمام للتلقيح ، لتعزيز الجرافيت ، وتحسين مجموعة الانصهار ، وتغيير مورفولوجيا الجرافيت ، وتقليل ميل البرودة ، وتحويل الأبيض أو المرقش إلى بيرليت ناعم ، نوع D ، E من الجرافيت إلى نوع من الزي الموحد توزيع الجرافيت ، وتحسين توحيد منظمة فرق سمك جدار الصب ، لتحسين أداء الحديد الزهر. من ناحية أخرى ، مع زيادة استهلاك الصلب الخردة ، يصبح محتوى الحديد المصهور S أقل ، وعندما يكون W (S) 0.06٪ ، من السهل التسبب في صعوبات في التكاثر. بشكل عام ، علاج التطعيم بـ FeSi75 ليس واضحًا ، لذلك يجب اتخاذ تدابير لزيادة الكبريت.

(4) تحتوي المصبوبات ذات الجدران الرقيقة على عيوب شديدة في الفم الأبيض وصعوبات في التصنيع ومعدل رفض مرتفع. حل المشكلة المعلقة أولاً للتوقف عن استخدام خردة الصلب ، وهو مناسب لتحسين CE ، وعملية التحكم قبل محتوى Si للحديد المنصهر بأكثر من 1.6٪ ، محتوى S أكبر من 0.06٪ ، زيادة كمية الحمل) إلى 0.5٪ ، وزيادة عدد نواة الحديد المنصهر ، وتعزيز القدرات النووية لشكل الجرافيت ، وتعزيز تكوين الجرافيت من النوع A ، وتم إخماد الجرافيت D ، E ، وزيادة حجم مؤسسة المصفوفة ، ودرجة التبريد الفائق والميل البارد للحديد الزهر يتم تقليل القوة والقدرة على التحسين. مفتاح تحسين خاصية معالجة الحديد الرمادي هو التحكم في البنية الدقيقة للحديد الرمادي بشكل صحيح. إذا لزم الأمر ، يمكن إضافة 2٪ من حديد الصب النظيف والخالي من الصدأ إلى العبوة قبل إطلاق الحديد لزيادة جزيئات الجرافيت بشكل فعال والقضاء على البياض.

4. وجهة نظر حول تحسين جودة وأداء مصبوبات الحديد الرمادي

من المعروف لجميع المطلعين أن أداء وإنهاء المصبوبات المحلية والمستوردة مع نفس التركيب الكيميائي وتحليل المعادن مختلفان تمامًا. المسبوكات المستوردة مع نفس مكافئ الكربون هي 1 ~ 2 درجة أعلى من المسبوكات المحلية. أداء القطع للمصبوبات المستوردة التي تكون صلابتها أعلى من المصبوبات المحلية أفضل من أداء المصبوبات المحلية. هذه الظواهر ناتجة عن النقاوة العالية والمكافئ الكربوني للمسبوكات المستوردة ، وعدد أقل من الادراج والكربيدات الحرة ، والتوحيد الجيد للبنية المجهرية.

ترتبط الجودة المتأصلة في الحديد الزهر وجودة مظهره وما إذا كانت هناك عيوب في الصب ارتباطًا وثيقًا بالعوامل المختلفة للحديد المصهور. يعتبر الحديد المصهور عالي الجودة من أهم وأهم متطلبات الحصول على مصبوبات عالية الجودة ، ويتم تحديد جودة الحديد المصهور حسب درجة الحرارة والتركيب الكيميائي ونقاء الحديد المنصهر. من السهل جدًا الحصول على الحديد المصهور بدرجة حرارة عالية وتركيب كيميائي دقيق أعلى من 1500 عن طريق صهر الحديد الرمادي في فرن التردد المتوسط. كل عنصر في الحديد المصهور له تأثير وتأثير معين على تبلور التصلب والبنية المجهرية وخصائص الحديد الزهر. تؤثر درجة الحرارة المفرطة للحديد المصهور بشكل مباشر على تكوين ونقاء الحديد المصهور ، ويمكن أن يؤدي التحسن في نطاق معين إلى جعل الجرافيت مكرر ، هيكل المصفوفة كثيف ، زادت قوة الشد ، وتحسنت خاصية الصب ، والشوائب الموجودة في الحديد المنصهر أكثر سهولة لتطفو وتزال بواسطة الخبث. فقط نقاوة الحديد المصهور ، حتى الآن لا يزال قائما في درجة حرارة عالية الصهر ، الخبث ، تصفية الشاشة على هذه المستويات. في الواقع ، يدرك الخبراء في الصناعة أنه من الصعب الحصول على حديد منصهر عالي النقاء من خلال هذه التدابير ، ويمكن فقط تحسين الوضع ، والتنقية العميقة للحديد المنصهر ، وتحليل آلية الحدوث ، والوقاية من عيوب الصب ولكن القليل البحث ، ونادرًا الإجراءات المضادة. تظل جميع أنواع الغازات الضارة والشوائب غير المعدنية في الحديد المصهور في الصب بعد التصلب ، مما يتسبب في عيوب صب مختلفة ويؤثر على أداء المصبوبات ؛ تؤدي الجسيمات الصلبة التي تتكون من شوائب غير معدنية إلى صعوبة تشكيل الصب. وتؤثر النجاسة والعناصر الضارة في الحديد المصهور بشكل مباشر على هيكل وأداء الصب. هذه العوامل هي التي تجعل الجودة الشاملة للمسبوكات المحلية أقل من جودة المصبوبات المستوردة لفترة طويلة. لذلك ، يجب علينا تحسين جودة تعدين الحديد المنصهر ، والجهود المبذولة للحصول على محتوى منخفض من العناصر الضارة والغاز ، والحديد المنصهر عالي النقاء ، لغرض الحطام الصغير ، بناءً على عملية صهر فرن الحديد الرمادي ذات التردد المتوسط ​​، سنعمل على تحسين تقنية تنقية الحديد المصهور الحديثة والعملية التكنولوجية ، لضمان أنه يجب أن يكون من الحديد عالي النقاء للصب ، وبالتالي ضمان الجودة العالية والأداء العالي للمسبوكات.

5. الخلاصة

(1) فرن التردد المتوسط ​​لصهر الحديد الرمادي ، يجب أن يكون لخردة الصلب نسبة معينة ، بشكل عام يجب أن تمثل أكثر من 50 ٪ من الشحنة. يجب اختيار عامل كربنة الجرافيت ذو النيتروجين المنخفض ويجب ضمان معدل كربنة عالي من أجل الحصول على حديد منصهر عالي الجودة مع درجة رسومات جيدة ، وفم أبيض ، وميل انكماش صغير. في الوقت نفسه ، هناك عدد كبير من خردة الفولاذ وحديد الفرن ، أقل أو لا يوجد حديد خام جديد ، للقضاء على التأثير الوراثي للجرافيت السميك. يمكن تخفيض تكلفة الإنتاج بشكل كبير عن طريق استخدام فرق السعر بين الحديد الخام وخردة الصلب والصهر عند أدنى سعر للكهرباء في الليل.

(2) إذا كان محتوى S في الحديد المنصهر منخفضًا بشكل عام ، فيجب اتخاذ تدابير الكبريت لزيادة محتوى S في الحديد المنصهر إلى 0.06٪ ~ 0.1٪ ، وزيادة القدرة النووية ، وزيادة عدد النوى البلورية ومحتوى البرليت ، وتحسين مورفولوجيا الجرافيت ، وصقل الجرافيت ، وتعزيز تشكيل الجرافيت من النوع A ، وتحسين تأثير التكاثر وأداء القطع ، وتحسين القوة.

(3) من خلال اعتماد عملية كربنة الفولاذ الخردة + زيادة CE و Si / C أكثر من + طريقة تشغيل الصمامات السريعة ، وتعزيز تكنولوجيا الإنتاج مثل التلقيح ، والتحكم في درجة حرارة المعدن الساخن عند 1510 ~ 1530 ℃ ، ودرجة الحرارة عند 1480 ~ 1500 فرن ، لتقليل عيوب الصب ، وزيادة الأداء ، والرماد القوي لتحسين جودة الحديد المنصهر وجودة الصب ، وتقليل معدل الخردة.

(4) تعد جودة الحديد المصهور عاملاً مهمًا يؤثر على جودة الحديد الزهر. بدون الحديد المصهور عالي الجودة ، من المستحيل الحصول على مصبوبات عالية الجودة. من أجل ضمان الجودة العالية والأداء العالي لمصبوبات الحديد الرمادي ، من الضروري تحسين نقاء الحديد المصهور على أساس عملية الصهر الحالية للحديد الرمادي في أفران التردد المتوسط ​​وإتقان تقنية التنقية الحديثة والعملية التكنولوجية من الحديد المنصهر.