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1、铸造栏目主持田文华Foundry球墨铸铁中硫的影响、来源及含硫量的控制湖北省鄂州市鄂州大学科研处(436000)王贤涛目前国内球墨铸铁熔化大多采用冲天炉。其特点是工艺较简单,成本低廉,但铁液中杂质含量经生产验证,冲天炉熔炼过程中,铁液的含硫量,可按以下公式估算:高,尤其是含S量偏高,给球墨铸铁的组织和性能S铁液=075S料+035S焦带来不利影响,因而探索和总结实用的铁液脱硫方法十分必要。一、硫对球墨铸铁组织的影响式中S铁液S料S焦铁液的含硫量,(%)金属炉料中硫的平均含量,(%)焦炭中
2、硫的含量,(%)焦炭用量,(%)(1)对石墨球化的影响硫属于表面活化物质,它能吸附于正在生长的石墨晶核表面,一是阻碍了碳原子由铁液内部向表面扩散,从而阻碍石墨析出;二是促使石墨沿基面方向(0001)生长(片状),使石墨形状变坏。研究表明,铁液中只有当wS<003%时,石墨才具有成球的条件。三、球墨铸铁含硫量的控制铸铁的脱硫方法有多种,能否将这些方法用在球墨铸铁上,要看实际效果。比如,球墨铸铁在浇注前,要进行球化孕育处理,为了避免球化和孕育衰退,要尽量缩短炉前处理的时间,简化各项操(2)引起热脆现象硫以F
3、eS的形式溶解于铁作,而此间如果穿插炉外脱硫的操作,则会使球化液之中,在凝固过程中,浓集于晶界处,形成低熔及孕育效果受到影响。我们在球墨铸铁件的生产中点共晶Fe-FeS(熔点为985)和Fe-Fe3C-FeS摸索出以下含硫量控制的有效方法。(熔点为975),削弱了晶粒间结合力,引起铸铁1炉内加电石脱硫脆性开裂缺陷,即热脆现象。二、硫的来源及估算铁液中的硫主要来源于生铁和燃料。从生铁方面看,我国由于各地矿石成分和冶炼方法的差异,有的生铁杂质含量尤其是硫的含量偏高,最高达02%以上。从燃料方面看,增
4、硫主要有以下两个途径:(1)焦炭在燃烧过程中,生成SO2气体,该气体上升时,被金属液所吸收,发生如下反应:3Fe+SO2FeS+2FeO+Q(1)电石加入炉内后,发生以下反应:2CaC2+5O2=2CaO+4CO2+Q所生成的CaO可提高炉渣的碱度,放出的热量可提高炉温,这都有利于降低铁液含硫量。(2)电石的脱硫反应为:CaC2+FeSCaS+Fe+2C(3)实践表明,纯度为73%的电石,软化温度为1650,在风口区CaC2才被软化、氧化,集中发热,效果最好。而纯度高的电石,由于软化温度过高,在炉内甚至不
5、熔化,效果甚低。电石的加入量一般为2%,太多不经济,太少效果不明显。10FeO+SO2FeS+3Fe3O4-Q2适当提高铁液中Si、Mn、C的含量上述反应主要是在预热带和熔化带进行。(2)铁液流经炽热底焦时,焦炭中的FeS(焦炭中硫有25%~30%以FeS等化合形式存在,此化合硫不参加燃烧反应)溶解在铁液中,使其含量铁液中Si、Mn、C的含量提高以后,铁液的流动性提高,从而缩短了铁液与焦炭的接触时间,降低了硫化物在铁液中的溶解度,而且还可以发生以下反应:增加。通常情况下,底焦硫化物增多,底焦高度增加及
6、炉温升高,都会使铁液增硫加剧。2FeS+2MnO+SiFeS+Mn2Fe+SiO2+2MnSFe+MnS+Q机械工人(热加工)2004年第7期53铸造Foundry铬对球墨铸铁件脆性的影响齐齐哈尔第二机床企业集团铸造分厂技术科(黑龙江161005)蒋云峰张香杰关柏明我厂在生产球墨铸铁件过程中,经常出现铸件发脆或脆断的现象。针对这种现象,我们进行了具体分析,根据现有生产状况,找到了主要影响因素,并予以区别对待,使球墨铸铁件产生脆性的问浇出的铸件出现严重的白口组织,一敲即断,针对这种现象,虽
7、做了化学分析,但没有得出结论,只能从球化工艺和孕育处理方面引起注意。当采用冒尔山生铁时,其化学成分见表3。题得到了解决。表3冒尔山生铁化学成分(质量分数)(%)生产过程中使用的原材料是冒尔山生铁和龙江生铁。采用龙江生铁时,其化学成分见表1,所熔C45Si133Mn016S0043P0058炼的铁液化学成分见表2。表1龙江生铁的主要化学成分(质量分数)(%)铁液终成分没有太大的变化,但脆性问题仍没有彻底解决,当对五大元素以外的元素进行化验发C426Si128Mn066P0035S00
8、50现,铁液里面wCr=010%~025%,因Cr能促进碳化物的形成,使铸件出现过量的合金碳化物。尤其薄小件,这种碳化物会导致脆性,一般高温热炉料配比采用龙江生铁100%,加入的球化剂为1%,孕育剂硅铁08%。处理也很难消除。这种Cr是从哪里来的呢?考虑到球化处理时,表2铁液化学成分(质量分数)(%)用一层铁屑压在球化剂上面,对铁屑进行化验,其C412Si281~29P008S0026~0034M
