采用废钢通过增碳生产球铁活塞环.pdf

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1、吴元立洪良林阚正军：采用废钢通过增碳生产球铁活塞环39采用废钢通过增碳生产球铁活塞环吴元立洪良林阚正军(仪征双环活塞环有限公司)(摘要)采用球铁回炉料及废钢通过增碳生产球墨铸铁活塞环，调整配料比例，不仅提高球墨铸铁机械性能，而且有效降低了的配料成本。[关键词]回炉料废钢球墨铸铁活塞环1前言长期以来，国内厂家都是采用球墨生铁Q10、Q12两种原材料生产球墨铸铁活塞环，铁液处理一般采用冲入法球化处理和二次孕育，因而使铸件比原铁液Si含量增加1．o～1．2％。为了确保球铁活塞环毛坯的终Si量不大于3．0％，原铁水含Si量必须控制在1．8±0．1％。具体配料分析见表1表1最低Q10生铁使用量配

2、料原材料Q10生铁回炉料废钢含Si量(％)0．852．850．25总Si量比例(％)45505}配料一Si含量(％)0．38251．4250．01251．82比例(％)50455配料二Si含量(％)0．4251．28250．01251．72由表1可以看出，球铁原铁水含Si量控制在1．8±0．1％，则要求球铁回炉料加入量不能大于50％。铸造车间球铁环回炉料除了浇冒系统外，还包括车间内部废品、漏箱铁以及后续加工的废品和铁屑，最终球铁回炉料约为一炉铁水总重量55～60％。应用目前配料工艺，约有5～10％回炉料难以消化，只能作废铁处理，损失了炉料中合金，增加了制造成本。为了降低原材料Si的含量

3、，提高回炉料的加入比例，有的活塞环厂家曾采用L04(Si含量≤0．45，)或L08(Si含量0．45～0．85％)炼钢生铁生产球墨铸铁活塞环，但由于P、S等干扰元素含量较高，造成产品质量极不稳定，甚至得不偿失。针对上述问题，采用废钢通过增碳工艺生产球墨铸铁活塞环，不仅实现了回炉料的综合平衡，而且提高了铸件的综合力学性能[1]。2炉料的选择2．1废钢生产球墨铸铁活塞环使用的废钢应为碳素废钢。其中不应含有阻碍石墨化的元素，更不应含有反球化合金元素[2]，成分要求见表2表2废钢成分要求成分(％)CSiM“PSCoTi废钢≤0．6≤O．3≤0，5≤0．045≤0．05≤O．05≤O．01注：废

4、钢优先选择Q195。2．2增碳剂增加球墨铸铁的墨球数量，以及细化和均匀化石墨颗粒大小适中，孔隙度大，化学成分纯净，石球在铸件中的分布。增碳剂的技术规范见表3。墨晶体结构好。在使用中能提高原铁液形核能力，40内燃机与配件2014年第2期表3增碳剂的技术规范。(c)／％w(S)／％w(水份)／％灰份％挥发份％粒度／mm>98<005≤O．5≤O505～5注：优先选用石墨化石油焦增碳剂。2．3球化剂、孕育剂按照传统工艺使用，根据各厂实际情况而定。3熔炼3．1铁水熔炼500Kg中频熔炼炉熔炼，加料的次序废钢一增碳剂一废钢一回炉料，为保证增碳剂吸收率，废钢的块度要小，炉料要保证压实[3]。铁水处

5、理温度1520～1550℃，球化处理采用冲人法，二次孕育在转包时进行，球化剂、孕育剂用量和传统工艺使用量一样，保持不变。3．2增碳剂中碳的吸收率增碳剂随炉料加入电炉中下部位，其碳的吸收率一般在88～93％之间。铁液如果碳量不足调整成分时，先扒净炉中熔渣，再加增碳剂，通过铁液升温，电磁搅拌或人工搅拌使碳溶解吸收，吸收率达85％左右。采用低温增碳工艺，即炉料只熔化一部分，熔化的铁液温度低于1400℃以下，全部增碳剂一次性加入铁液中，同时用固体炉料将其压人铁液中不让其露出铁液表面，碳的吸收率可达95％以上。3．3影响增碳效果的因素(1)从3．2(增碳剂中碳的吸收率)可以看出，不同的加入方式碳

6、的吸收率不一样，但不管采用哪种方式，都应避免增碳剂漂浮在铁液表面产生结团燃烧现象，加入量大时应采取分批加入的方式。(2)增碳剂粒度大小的选择与炉膛直径和容量有关，一般情况下，为了提高碳的吸收率，炉膛的直径和容量大，增碳剂的粒度要大一些，反之，增碳剂粒度要小一些。(3)增碳剂加人量越多，溶解扩散所需时问越(4)搅拌有利于碳的溶解和扩散，减少增碳剂浮在表面烧损，在增碳剂未完全溶解前，搅拌时间越长，碳的吸收率越高。(5)铁液化学成分对增碳剂中碳的吸收影响，随着初始铁水C、Si含量增高，增碳剂的扩散和吸收速度减慢，烧损相对较多，增碳剂吸收率降低。在配料时，增碳剂的使用比例需充分考虑上述因素影响

7、；在熔炼时，应尽量避免或减轻影响增碳效果的因素。3．4采用废钢和增碳剂生产球铁环对熔炼影响同样的化学成分，采用不同熔炼工艺、不同的配料和配料比，铁液的冶金质量完全不同[4]。(1)生铁中的含氧量远比废钢要低，因此采用废钢通过增碳熔炼的铁液中溶解氧较高，如呈游离态，则它会阻碍石墨化，使铸件的白口倾向增大[5]。为了减小白口倾向，熔炼加料时必须先加废钢和增碳剂，先用增碳剂中碳进行脱氧，然后在铁水熔化结束后，再高温静置，使铁液中的C、Si充分脱氧，以