Ferosilicio liejimas: laipsniai, inokuliacija ir liejyklos funkcijos

Dvi termino „ferosilicio liejimas“ reikšmės

Liejyklų ir metalurgijos prekybos kalboje „ferosilicio liejimas“ vartojamas dviem skirtingomis prasmėmis, o jų supainiojimas lemia klaidingus pirkimo sprendimus. Pirmasis yra paties ferosilicio liejimas: iš panardintos -lankinės krosnies išlietas išlydytas FeSi pilamas į seklias smėlio klodas, ketaus formas arba liejimo ratus, tada atšaldomas, sulaužomas, susmulkinamas ir sijojamas į gabalėlius, granules ir miltelius, kuriuos perka tolesni naudotojai. Antrasis, labiau sveikas protas, yra ferosilicio naudojimas kaip priedas liejant geležies ir plieno komponentus, kur jis veikia kaip deoksidatorius, legiravimo agentas, inokuliantas ir mazgelių nešiklis.

Pirkėjui svarbūs abu pojūčiai, nes medžiagos reikalaujamos savybės skiriasi. Lietame FeSi luitame, skirtame smulkinti, neturi būti per didelio vidinio poringumo ir susitraukimo ertmių, kad jis švariai suirtų ir būtų nedidelis smulkių dalelių procentas, o į kaliojo ketaus liejyklą tiekiamas inokuliantas turi būti griežtai kontroliuojamas aliuminio, kalcio ir retųjų -žemių kiekiu ir sijotas iki siauros dydžio juostos, kad būtų galima nuspėjamai ištirpti. Šiame vadove aptariamos klasės, metalurgijos vaidmenys, dydžio taisyklės ir priėmimo patikros, kurios reguliuoja abi situacijas, naudojant specifikacijas, kurios iš tikrųjų taikomos komercinėse sutartyse.

Liejimo ferosilicio rūšys ir tipinė cheminė sudėtis

Ferosilicio rūšys pavadintos pagal vardinį silicio kiekį. Tarptautinė šeima apima nuo didelio-silicio FeSi75 iki FeSi65 ir žemesnio-silicio FeSi45, daugiausia naudojamo plieno gamybos grandinėje, taip pat specializuotų inokuliantų ir gumbelių šeimų, kuriose yra kontroliuojamas aliuminis, kalcis, baris, stroncis arba magnis. Bazinės klasės šeima ir jos silicio diapazonai atitinka GB/T 2272 ferosilicio specifikaciją (FeSi75, FeSi72, FeSi65), o atitinkami cheminio nustatymo metodai paskelbti GB/T 4333 serijoje. Mėginiai iš partijos imami pagal ISO 3713 arba GB/T 4010, todėl analizės sertifikatas gali būti susietas su apibrėžtu mėginių ėmimo planu, o ne su vienu paimtu mėginiu.

Žemiau esančioje lentelėje apibendrinami tipiniai komerciniai maksimumai, skirti pagrindiniams liejimo darbams naudoti. Vertės nurodytos kaip komerciniai atitinkamos klasės šeimos diapazonai; konkrečioje sutartyje visada turi būti nurodytos garantuotos ribos, kurios bus patikrintos atliekant pristatytos partijos cheminę analizę.

Įvertinimas	Tipiškas Si diapazonas	Al maks	C maks	S maks	P maks	Pagrindinis aktorių atrankos vaidmuo
FeSi75 (įprastas)	74.0-80.0%	1.5-2.0%	0.20%	0.02%	0.04%	Plieno deoksidacija, legiravimas, bendras skiepijimas
FeSi75 (žemo-Al inokuliantas)	74.0-80.0%	0.5-1.0%	0.20%	0.02%	0.04%	Kaušas ir kaliojo ketaus skiepijimas{0}}srauke
FeSi72	70.0-75.0%	2.0%	0.20%	0.02%	0.04%	Anglies ir mažai{0}}legiruoto plieno deoksidacija
FeSi65	63.0-68.0%	2.5%	0.20%	0.02%	0.04%	Ketaus legiravimas, bendrosios liejyklos priedai
FeSi45	43.0-47.0%	3.0%	0.20%	0.02%	0.04%	Plieno deoksidacija, kai stiprus Si{0}}sirenkamas nepageidautinas

Du turinio parametrai nusipelno ypatingo dėmesio pirkimo etape. Aliuminio inokuliantų klasėje sąmoningai sumažintas, nes per didelis Al kiekis kaliojo ketaus lydaloje skatina skylučių poringumą ir apnašas, tačiau kai kuriose FeSi klasėse jis sąmoningai laikomas didesnis, nes aliuminis veikia kaip grafituojantis elementas. Kalcis taip pat yra padalintas tarp šeimų: įprastinis FeSi turi apie vieną procentą ar mažiau, o kalcio-turintys inokuliantai, tokie kaip Ca-Ba arba Ca-Sr FeSi, yra sukurti taip, kad būtų atsparesni blukimui. Kai liejykla nurodo inokuliantą, vien "FeSi75" yra neišsamus aprašymas; aliuminio, kalcio ir mikroelementų paketas bei dalelių dydžio juosta yra savybės, kurios lemia našumą.

Išlydyto plieno ir geležies deoksidacijos ir šlako praktika

Silicis turi didelį afinitetą deguoniui esant plieno gamybos temperatūrai, todėl ferosilicis pridedamas, kad sunaikintų likutinį deguonį ir padidintų silicį iki šilumos specifikacijos. Deoksidacijos praktikoje paprastai derinamas stiprus deoksidatorius, pridedamas giliai į kaušą arba bakstelėjimo metu, su vėlesniu smulkiu priedu, kad reakcijos produktai spėtų plūduriuoti į šlaką, o ne būtų įstrigę kaip nemetaliniai intarpai sukietėjusiame liejinyje. Kadangi silicio -deguonies reakcijos produktas yra silicio dioksidas, pernelyg vėlyvas arba per sunkus FeSi pridėjimas gali palikti silikato intarpus; praktikoje priedas dedamas taip, kad prieš metalui patenkant į formą būtų sumažintas deguonies kiekis, o kaušui būtų suteiktas plūduriavimo laikas.

Silicis taip pat veikia anglies ir deguonies aktyvumą vienu metu. Mažas-silicio FeSi, pvz., FeSi45, kartais pirmenybė teikiama, kai šiluma jau turi pakankamai silicio iš kito šaltinio, o FeSi75 naudojamas ten, kur lydantis silicio kiekis yra mažas. Nepriklausomai nuo klasės, praktinio priėmimo taškai yra nuoseklūs: sertifikuota cheminė analizė, apimanti Si, Al, C, S ir P; nurodyto dydžio juosta; paviršius be drėgmės{{5}, nerūdžių-; ir partijos identifikavimas, leidžiantis liejyklai atkurti ankstesnio karščio rezultatus.

Inokuliacija ir mazgelis liejant kaliojo ketaus liejimą

Kaliojo arba sferoidinio grafito geležis priklauso nuo kontroliuojamo magnio pridėjimo į lydalą, o po to inokuliuojant medžiaga, kurioje gausu silicio-. Magnis paprastai įvedamas kaip magnio-ferosilicio lydinys, viela su šerdimi arba pagrindinis magnio-guolio lydinys, o silicis, gaunamas kartu su mazgeliu, papildomas atskiru inokulianto priedu. Inokuliacija suteikia nevienalytes branduolių susidarymo vietas, todėl grafitas auga kaip mazgeliai, o ne kaip dribsniai arba kaip išsigimusių formų tinklelis. Tokių liejinių mikrostruktūrų priimtinumas paprastai vertinamas pagal grafito formų klasifikacijas, tokias kaip ISO 945, ir tikrinimo praktiką, pvz., ASTM A247, o pati liejinio specifikacija yra parašyta pagal ISO 1083 arba ASTM A536 mechaninei klasei.

Inokulianto veikimas laikui bėgant prastėja, todėl įpylimas turi būti atliktas pakankamai vėlai, kad išliktų, kol forma bus užpildyta, bet pakankamai anksti, kad visiškai ištirptų. Inokuliacija kaušelyje, skiepijimas srautu pilant ir skiepijimas į pelėsį yra trys standartinės pozicijos, dažnai naudojamos kartu, ir kiekvienai reikia skirtingo dalelių dydžio. Miltelių -dydžio inokuliantas sumaišomas su pelėsio smėliu arba naudojamas pelėsių dėžėse, granulės naudojamos į-srove, o 5–20 milimetrų gumuliukai naudojami kaušams. Įprastos komercinės dozės inokuliacijai yra 0,1–0,5 % apdoroto metalo svorio, o sunkesni priedai naudojami plonoms pjūviams ir lydalams, kuriuose yra daug plieno laužo, o tai yra prastas branduolio{9}.

Grūdų rafinavimo ir kietėjimo kontrolė

Ferosilicio pridėjimas prieš kietėjimą pakeičia stingstančios odos branduolio tankį ir vietines šilumines sąlygas. Smulkesnė grūdėtumo struktūra paprastai suteikia geresnę takumo ribą, didesnį atsparumą nuovargiui ir smulkesnę inkliuzų dispersiją, o ketaus silicio priedas taip pat padeda sumažinti kietų baltų geležies karbidų susidarymą plonose dalyse. Ferosilicio priedai padidina geležies anglies ekvivalentą, o tai palaiko grafito susidarymą, tačiau perteklius turi priešingą poveikį smūgio efektyvumui, nes skatina grafito flotaciją ir šiurkščias struktūras. Todėl darbinis balansas yra pataikyti į silicio taikinį liejimo klasės kompozicijos lange, o ne pridėti FeSi, kol lydalas „atrodo tinkamas“.

Kadangi silicis keičia išlydyto metalo skystumą ir sklandumą, jis taip pat turi įtakos plonų sienelių užpildymui ir stovo dydžiui, kurį apskaičiuos takelažo inžinierius. Liejiniai paprastai projektuojami ir lydalas nurodomas kartu, o FeSi laipsnio arba įpylimo taško pakeitimas yra proceso pakeitimas, kuris turi būti iš naujo-patvirtintas iškratymo stende prieš įrašant jį į maršruto kortelę.

Ferosilicio gaminių liejimo ir liejimo praktika

Ferosilicio liejimo gamintojo pusė laikosi savo taisyklių. FeSi išliejamas esant temperatūrai, gerokai aukštesnei už lydinio lydymosi diapazoną. FeSi75 šeimos skystis nukrenta nuo 1200 iki 1250 laipsnių Celsijaus, o lydalas yra karštesnis, paprastai 1300–1500 laipsnių Celsijaus diapazone, kad jis išliktų skystas pildant formas ar liejant lovas. Ploniems sluoksniams sukietėjimas vyksta per valandą, todėl gaunama plona ir pakankamai vienoda struktūra; lėtas gilių luitų aušinimas susidaro stambūs grūdeliai ir susitraukimo ertmės, kurios lūžtant virsta smulkiomis dalelėmis.

Po aušinimo lydinys susmulkinamas žandikaulių ir ritinėlių trupintuvuose ir sijojamas. Standartinio dydžio frakcijos, parduodamos liejimo pramonėje, yra nuo dešimties iki penkiasdešimties milimetrų ir nuo penkiasdešimties iki šimto milimetrų, skirtos krosnims ir kaušams pridėti, nuo trijų iki dešimties milimetrų srauto darbui ir smulkesnės granuliuotos arba frezuotos rūšies frakcijos, skirtos naudoti formoje ir milteliuose. Ekrano analizę ir leistiną per mažo dydžio procentą reglamentuoja dalelių -dydžio reikalavimai pagal taikomą specifikaciją, iš kurios GB/T 13247 yra informacinis dokumentas, naudojamas ferolydinio sieto bandymams. Pakavimo reikalavimai, įskaitant plieninių būgnų, didelių maišų naudojimą ir apsaugą nuo drėgmės, atitinka GB/T 3650 ferolydinių pakavimui.

Priėmimo pabaigoje gera praktika prieš medžiagai pasiekiant krosnį patikrinti tris dalykus: partijos sertifikatą, atitinkantį užsakytą rūšį, dydžio pasiskirstymą pagal sutartą juostą ir pagal sutartį - blizgus sidabrinis-pilkas lūžis be matomo šlako, neprilipusio smėlio ir nežydėjusių rausvų rūdžių. Nulaužto paviršiaus spalva nėra cheminė specifikacija, o vizualinis patikrinimas niekada nepakeičia analitinės patikros.

Dydžių nustatymas, papildymo normos ir praktinė metalurgija pagal taikymą

Ryšys tarp dalelių dydžio ir tirpimo elgesio paaiškina daugumą praktinių FeSi naudojimo taisyklių. Smulkios dalelės greitai ištirpsta, bet paviršiuje oksiduojasi ir gali pasimesti šlakuose; dideli gabalėliai išgyvena važiuojant per šlaką, bet lėtai ištirpsta plonuose -profilio liejiniuose. Žemiau esančioje lentelėje pateikiamas tipiškas komercinis poros dydžio frakcijos ir apkrovos poravimas. Pridėjimo greitis yra komercinėje liejykloje dažniausiai naudojamas diapazonas, o ne fiksuoti skaičiai, nes teisinga vertė priklauso nuo lydalo bazinės sudėties, įkrovos mišinio ir liejimo dalies.

Dydžio frakcija	Tipiškas pritaikymas	Tipiškas papildymo lygis	Pasirinkimo priežastis
50-100 mm	Krosnies įkrovimas ir kaušų deoksidacija plieno gamyboje	Maždaug 2-5 kg vienai tonai metalo deoksidacijai su surinkimu pagal specifikaciją	Išgyvena šlako sluoksnį ir ištirpsta bakstelėjimo metu
10-50 mm	Kaušų priedai, bendras liejyklų legiravimas	Nustatoma pagal šilumos silicio specifikaciją	Geras tirpimo greičio ir mažų valdymo nuostolių balansas
3-10 mm	In-skiepai pilant	Apdoroto metalo masės apie 0,1-0,5 proc	Greitas tirpimas ir ribotas blukimas prieš užpildant formą
0,2-3 mm granulės	In-pelėsių ir pelėsių-mišinio skiepijimas	Taikoma formos ertmėje, dozė nustatoma pagal formavimo planą	Ištirpsta pelėsių sraute ir vėlai susiformuoja
Milteliai mažesni nei 0,2 mm	Fliuso mišiniai, suvirinimo medžiagos, šerdinės vielos užpildymas	Sumaišė vartojimo reikmenų gamintojas	Didelis paviršiaus plotas, užtikrinantis greitą reakciją kontroliuojamame nešiklyje

Plieno gamyboje FeSi vienu metu atlieka dvi užduotis: naikina šilumą ir į taikinį nukreipia silicį, todėl jo naudojimas priklauso nuo liejamos rūšies. Pilkojo ir kaliojo ketaus liejyklose vyrauja skiepijimo efektas. Suvirinimo elektrodų ir srauto gamyboje ferosilicis naudojamas kaip deoksidatorius ir lanko stabilizatorius, kuris apsaugo manganą ir anglį nuo oksidacijos suvirinimo baseine ir mažina poringumą. Gaminant magnį pagal Pidgeon procesą, silicis ferosilicyje veikia kaip deginto dolomito reduktorius; įkrova briketuojama ir reaguojama vakuume, o toje reakcijoje sunaudotas silicis išeina iš grandinės kaip dikalcio silikatas, o ne grįžta kaip metalas.

Ferosilicis taip pat atsiranda gaminant kitus pagrindinius lydinius, kai jis lydomas su chromo, mangano ar nikelio nešikliais, kad būtų sukurti sudėtingi ferolydiniai. Čia FeSi yra silicio šaltinis, o ne apdorojimo priemonė, o kontroliuojanti savybė yra trampinių elementų, kurie patektų į gatavą lydinį, nebuvimas.

Saugojimas, tvarkymas ir saugos taškai, kurie turi įtakos kokybei

Ferosilicis parduodamas sausas ir turi likti sausas. Sąlytis su vandeniu paprastai nepažeidžia lydinio, tačiau vanduo sandarioje talpykloje arba sąlytyje su ką tik sulūžusiomis reaktyviosiomis medžiagomis gali generuoti vandenilį, o drėgna arba surūdijusi medžiaga keičia krosnies regeneravimo skaičiavimą ir sukelia tvarkymo prie įkrovimo durelių riziką. Atsargos turėtų būti laikomos uždengtos ant nusausintų grindų, originaliose statinėse arba dideliuose maišuose ir atskirtos pagal rūšį ir partiją, kad sertifikatus būtų galima atsekti.

Smulkinimo ir sijojimo metu susidariusios dulkės yra kvėpavimo takus, o smulkių frakcijų atveju – sprogstamumas; taikoma vietinė ištraukiamoji ventiliacija ir įprastas ferolydinių sandėlio{0}}dulkių kontrolės režimas. Ferosilicis yra sunkus ir netaisyklingas, todėl maišų tvarkymas, kabinimas ir pėdų spąstų vengimas yra įprastinis rankinis-tvarkymas. Iš krosnies pusės reikia vengti priedų prie šlapio ar stipriai šlakuoto metalo, nes sunkus, tankus gumulas, numestas į gilų šlako sluoksnį, gali nuskęsti ir smarkiai reaguoti. Standartinė praktika yra įpilti per lataką arba kontroliuojamą padavimą toje vietoje, kur lydinys yra sugeriamas skysto metalo, o ne plūduriuojant ant šlako.

DUK

Kl .: koks yra tipiškas FeSi75 ferosilicio silicio kiekis?
GB/T 2272 klasėje FeSi75 yra nuo 74,0 iki 80,0 procentų silicio, daugiausia anglies yra apie 0,20 procentų, sieros - apie 0,02 procentų ir fosforo - iki 0,04 procento, o aliuminio kiekis svyruoja nuo maždaug 0,5 procentų iki įprastos klasės 2 procentų.

K: Kuris ferosilicio dydis naudojamas kaliojo ketaus inokuliacijai?
Skiepijant kaušais paprastai naudojami maždaug 10–50 milimetrų gumuliukai, skiepijant srautu – maždaug 3–10 milimetrų granulės, o į -pelėsius ar pelėsių- mišinius – smulkesnes granules ir miltelius; dydis turi būti suderintas su laiku, skirtu ištirpimui, kol pelėsis prisipildo, nes inokulianto poveikis išnyksta laikui bėgant.

Kl .: Kodėl aliuminio kiekis inokuliacinio ferosilicio sudėtyje yra taip griežtai kontroliuojamas?
Aliuminis yra grafituojantis elementas ir nedidelis jo kiekis yra naudingas, tačiau kaliojo ketaus lydalo perteklius skatina skylučių poringumą, nuodegų ir šlako susidarymą-, todėl inokuliantų rūšys aliuminio turi maždaug 0,5–1,0 proc., o kai kurios kitos FeSi rūšys sąmoningai turi daugiau.

Kl.: Ar ferosilicis veikia kaip mazgelis pats?
Ne. Sferoidiniam grafitui reikalingas magnis arba panašus mazginis elementas, paprastai tiekiamas kaip magnio -ferosilicio lydinys arba viela su šerdimi; ferosilicis šioje grandinėje veikia kaip nešiklis ir kaip silicio šaltinis, o po mazginio apdorojimo atliekama atskira inokuliacija.

Kl.: kaip apskaičiuojamas silicio kiekis-, kai pridedama ferosilicio?
Atkūrimas priklauso nuo rūšies, pridėjimo metodo, šlako būklės ir oksidacijos nuostolių, todėl liejyklos dirba pagal konkretų atkūrimo veiksnį{0}}, kuris patikrinamas analizuojant pirmąjį kampanijos etapą; Tada papildymas sureguliuojamas taip, kad jis atsitrenktų į liejinio tipo silicio langelį, patvirtinant cheminę srieginio metalo analizę.

Kl.: kokia turėtų būti liejyklų ferosilicio pirkimo užsakymo informacija?
Užsakyme turėtų būti nurodyta klasė ir garantuotas silicio diapazonas, aliuminio, anglies, sieros ir fosforo didžiausi dydžiai, dydžio frakcija su leistinu mažesnio dydžio procentais, pakuotės formatas, numatoma apsauga nuo drėgmės ir mėginių ėmimo bei analizės nuoroda, naudojama partijai patikrinti, pvz., ISO 3713 arba GB/T 4010 arba GB/T 4010 mėginių ėmimo ir 3 serijos analizės metodas.