구상화율의 주조 공정 대책 개선 방법

게시 시간 : 06 / 18 2021 작성자 : 사이트 편집자 방문: 13704

국내 일반 구상 흑연 주철 주조물의 구상화 수준은 레벨 4 이상(즉, 구상화 비율은 70%)에 도달해야 하며 일반 주조에서 달성한 구상화 비율은 약 85%입니다. 최근 몇 년 동안 구상 주철 생산이 발전함에 따라 특히 풍력 주조 생산 및 주조 품질에 대한 요구 사항이 높은 산업에서 구상화 수준은 레벨 2, 즉 구상화 비율이 90% 이상에 도달해야 합니다. 저자의 회사는 QT400-15에서 사용되는 구상화 및 접종 공정과 구상화제 및 접종제를 분석 및 개선하여 구상주철의 구상화율이 90% 이상에 도달하도록 했습니다.

1. 오리지널 제작 과정

원래 생산 과정:

제련 장비는 2.0T 중간 주파수로와 1.5T 산업용 주파수로를 채택합니다.
QT400-15 철 원액의 조성은 ω(C)=3.75%~3.95%, ω(Si)=1.4%~1.7%, ω(Mn)≤0.40%, ω(P)≤0.07%, ω( S) ) ≤0.035%;
구상화 처리에 사용되는 구상화제는 1.3% ~ 1.5% RE3Mg8SiFe 합금입니다.
접종 처리에 사용되는 접종제는 0.7%~0.9% 75SiFe-C 합금입니다. 구상화 처리는 두 가지 탭핑 및 플러싱 방법을 채택합니다.

먼저 55%~60%의 철이 생성된 후 구상화한 후 접종제를 첨가하고 나머지 철액을 첨가한다.

구형화 및 접종의 전통적인 방법으로 인해 두께 25mm의 단일 주조 쐐기 테스트 블록에 의해 감지된 구형화 비율은 일반적으로 약 80%, 즉 구형화 수준은 3입니다.

2. 구상화율 향상을 위한 시험계획

구상화율을 높이기 위해 원래 구상화 및 접종 과정을 개선했습니다. 주요 조치는 구상화제 및 접종제의 양을 늘리고 쇳물을 정화하고 탈황 처리하는 것입니다. 구상화 속도는 여전히 25mm의 단일 주조 웨지 테스트 블록으로 테스트됩니다. 구체적인 계획은 다음과 같습니다.

(1) 원공정의 구상화율이 낮은 이유를 분석한다. 구상화제의 양이 적은 것으로 생각되어 구상화제의 첨가량을 1.3%에서 1.4%, 1.7%로 늘렸으나 구상화율은 요구사항을 만족하지 못하였다. . (2) 또 다른 추측은 낮은 구상화율이 임신 불량이나 출산율 저하로 인한 것일 수 있다는 것입니다. 따라서 실험은 접종량을 0.7%에서 0.9%, 1.1%로 증가시켰고 구상화율은 요구사항을 충족하지 못했습니다.
(3) 계속해서 분석하고 쇳물에 더 많은 개재물이 있고 높은 구상화 간섭 요소가 낮은 구상화 속도의 원인일 수 있다고 믿습니다. 따라서 용철의 고온 정제가 수행됩니다. 고온 정제 온도는 일반적으로 1500±10°C로 제어되지만 구상화율은 90%를 초과하지 않습니다.
(4) 다량의 ω(S)는 구상화 선량을 심각하게 소모하고 구상화의 감소를 가속화한다. 따라서 탈황 처리를 증가시켜 원래의 철액 ω(S) 양을 0.035%에서 0.020% 미만으로 낮추지만 구상화율도 86%에 불과합니다. 위의 1가지 방식의 시험 결과는 Table XNUMX과 같다. 쐐기형 시험 블록의 구조 및 기계적 특성은 요구 사항을 충족하지 못했다.

3. 마지막으로 채택된 개선 계획

3.1 구체적인 개선조치

원료는 선철, 녹슬지 않거나 덜 녹슨 스크랩 및 재가열 재료입니다.
소다회(Na2CO3)를 용광로에 첨가하여 원료 용철의 탈황;
Foseco 390 전처리제를 사용하여 백에서 사전 탈산합니다.
Fozco Nodulizer를 사용한 구상화 처리;
탄화규소와 규소철 복합 접종을 사용합니다.

새로운 공정의 원래 용철 조성 제어: ω(C) = (3.70% ~ 3.90%, ω(Si) = 0.80% ~ 1.20% [주조 ω(Si 최종) = 2.60% ~ 3.00%], ω( Mn) ≤ 0.30%, ω(P)≤0.05%, ω(S)≤0.02% 원용선 ω(S)가 0.02%를 초과하면 공업소다회를 로 앞에서 탈황용으로 사용하기 때문에 탈황반응은 흡열반응이며, 탈황온도는 1500℃ 내외로 조절이 요구되며, 소다회 첨가량은 로에서 용해시 ω(S) 양에 따라 1.5%~2.5% 조절 .

동시에 구상화 처리 패키지는 일반 댐 유형 처리 패키지를 채택합니다. 먼저 Foseco NODALLOY1.7RE 브랜드 구상화제 7%를 패키지 하단의 댐 측면에 추가하고 평평하고 압축하며 분말형 탄화규소 0.2%, 소형 0.3%를 사용합니다. 벌크 75SiFe를 차례로 한 층으로 덮습니다 , 그리고 탬핑 후 고압철로 덮고 0.3% Foseke 390 접종제를 쇳물 국자의 반대편에 첨가한다. 철을 태핑할 때 총 용철 부피의 55%~60%가 먼저 플러싱됩니다. 구상화 반응이 완료된 후, 1.2% 75SiFe-C 접종제를 첨가하고 나머지 용선을 플러싱하고, 슬래그를 붓는다.

3.2 테스트 결과

탈황 전후 원용선의 조성, 25mm 단일주조 쐐기형 시험블록의 기계적 물성 및 금속조직, 금속조직의 구상화율 평가방법 등을 금속조직 이미지 분석 시스템에 의해 자동으로 검출 .

4. 결과 분석

4.1 구상화율에 대한 주요 원소의 영향

C, Si: C는 흑연화를 촉진하고 흰 입의 경향을 줄일 수 있지만 ω(C)의 양이 많으면 CE가 너무 높아져 흑연이 쉽게 뜨게 되며 일반적으로 3.7%~3.9%로 제어됩니다. Si는 흑연화 능력을 강화하고 시멘타이트를 제거할 수 있습니다. 접종제로 Si를 첨가하면 용철의 과냉각 능력을 크게 저하시킬 수 있다. 1.3%로, ω(최종 Si)의 양은 1.5%에서 0.8%로 조절하였다.
Mn: 결정화 과정에서 Mn은 주철이 과냉각되는 경향을 증가시키고 탄화물(FeMn) 3C의 형성을 촉진합니다. 공석 변태 과정에서 Mn은 공석 변태 온도를 낮추고 펄라이트를 안정화 및 정제합니다. Mn은 구상화 속도에 큰 영향을 미치지 않습니다. 원료의 영향으로 일반적으로 ω(Mn)<0.30%를 제어합니다.
P: ω(P)<0.05%일 때 Fe에 고용되어 인 공융물을 형성하기 어려워 연성철의 구상화율에 거의 영향을 미치지 않는다.
S: S는 탈구체화 요소입니다. S는 구상화 반응 동안 구상화제의 Mg 및 RE를 소모하여 흑연화를 방해하고 구상화 속도를 감소시킨다. 황화물 슬래그는 또한 쇳물이 응고되기 전에 황으로 돌아가서 구상화 원소를 다시 소모하여 구상화 감소를 가속화하고 구상화 속도에 더욱 영향을 미칩니다. 높은 구상화율을 달성하기 위해서는 원료철의 ω(S) 양을 0.02% 미만으로 줄여야 한다.

4.2 탈황 처리

충전물이 녹은 후 샘플을 채취하여 화학 성분을 분석합니다. ω(S)의 양이 0.02%를 초과하면 탈황이 필요합니다.

소다회 탈황의 원리는 국자에 일정량의 소다회를 넣고 용철 흐름을 사용하여 플러시 및 교반하고 소다회는 고온에서 분해되며 반응식은 Na2CO3=Na2O+CO2↑입니다. 생성된 Na2O는 다음과 같습니다. 용철에서 다시 Na2S의 황화 및 형성, (Na2O) + [FeS] = (Na2S) + (FeO).

Na2CO3는 CO2를 분리 분해하여 쇳물을 격렬하게 교반하여 탈황 과정을 촉진합니다. 소다회 슬래그는 흐르기 쉽고 빠르게 뜨며 탈황 반응 시간이 매우 짧습니다. 탈황 후 슬래그는 제 시간에 제거되어야 합니다. 그렇지 않으면 유황으로 되돌아갑니다. 4.3 사전 탈산 처리, 구상화 처리 및 접종 처리 Foseke 390 전처리제는 백에서 사전 탈산 처리의 역할을 하며 동시에 흑연 핵 생성 코어 및 단위 면적당 흑연 구의 수를 증가시킬 수 있습니다. Mg의 흡수율을 증가시킨다. 경기 침체에 저항하고 회전 타원체화 속도를 높이는 능력을 크게 향상시킵니다. Fochke 접종액은 ω(Si) = 60% ~ 70%, ω(Ca) = 0.4% ~ 2.0%, ω(Ba) = 7% ~ 11%를 포함하며, 이 중 Ba는 유효 배양 시간을 연장할 수 있습니다. Fozco Nodulizer의 NODALLOY7RE 등급이 선택되었으며 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%. 쇳물은 탈황 및 전탈산처리를 하기 때문에 쇳물에서 노듈라이저를 소모하는 원소가 크게 감소하므로 RE에 의한 구상흑연 모폴로지의 열화를 줄이기 위해 ω(RE)가 적은 노듈라이저를 선택한다. ; 주요 작용 요소는 Mg입니다. Ca와 Al은 부화를 강화하는 역할을 할 수 있습니다. 탄화 규소와 규소 철 복합 접종 처리를 사용하여 탄화 규소의 융점은 약 1600 ° C이며 응고 중에 흑연 결정 핵이 증가하고 접종에 많은 양의 페로 규소가 사용되어 구상화 감소를 방지 할 수 있습니다.

5 결론

페라이트 구상흑연주철 생산에서 구상화율이 90% 이상에 도달해야 하는 경우 다음 조치를 취할 수 있습니다.

(1) 충전물에서 탈구형화 요소를 줄이기 위해 고품질 충전물을 선택합니다.
(2) 구상 흑연의 형태에 대한 RE의 악화 효과를 줄이기 위해 ω(RE)의 양이 적은 구상화제를 선택합니다.
(3) 원래의 용철의 ω(S) 함량은 0.020% 미만이어야 하며, 이는 노듈라이저, 특히 황화물 슬래그의 XNUMX차 황화에 의해 소모되는 노듈화된 원소의 소비를 줄일 수 있어야 합니다.
(4) 용철을 사전 탈산시키고 단위 면적당 흑연 구체의 수를 늘리고 구상화 속도를 높이고 후퇴에 저항하는 능력을 크게 향상시키고 효과적인 배양 시간을 연장합니다.
(5) 원용철의 ω(Si)량을 줄이고 구상화제, 접종제 및 각종 전처리제의 양을 늘리고 접종처리를 강화한다.

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