Valimoteollisuudessa hiiletysaineiden laatu vaikuttaa suoraan sulan raudan laatuun, valutehoon ja lopullisiin kustannuksiin. Typpi ja rikki ovat kaksi erittäin kriittistä elementtiä, ja niiden vaikutukset ovat monimutkaisia ja vaativat tiukkaa valvontaa.
I. Typen vaikutukset (N): Kaksiteräinen -miekka
Typellä on kaksoisrooli sulassa raudassa, ja sen vaikutus riippuu sulan raudan koostumuksesta, jäähtymisnopeudesta ja lopullisesta typpipitoisuudesta.
1. Positiiviset vaikutukset (edulliset vaikutukset kohtalaisissa ja kontrolloiduissa olosuhteissa):
• Ferriitin vahvistaminen: Typpi liukenee ferriittiin, sillä se vahvistaa kiinteää liuosta ja lisää hieman valuraudan lujuutta.
• Stabiloiva austeniitti: Auttaa stabiloimaan austeniittirakennetta.
• Karbidin muodostumisen edistäminen: Yhdessä tiettyjen alkuaineiden kanssa se voi edistää perliitin muodostumista lisäämällä lujuutta ja kovuutta.
• Seoselementtinä: Joissakin korkealaatuisissa-harmaissa valuraudoissa tai pallografiittivaluraudassa sopivat määrät typpeä voivat muodostaa pieniä nitridejä magnesiumin, kalsiumin jne. kanssa, jotka toimivat ytiminä grafiitin kiteytyksessä, grafiitin jalostuksessa, grafiitin morfologian parantamisessa ja siten materiaalin mekaanisten ominaisuuksien parantamisessa.
2. Negatiiviset vaikutukset (vaarat, kun sisältö on liian korkea tai olosuhteet ovat epäsuotuisat):
• Typpihuokosten (neulanreikien) muodostuminen: Tämä on typen tappavin vaara. Kun sulan raudan liuenneen typen pitoisuus on liian korkea, typen liukoisuus laskee jyrkästi valun jähmettymisprosessin aikana. Ylikyllästynyt typpi saostuu kuplien muodossa muodostaen ihonalaisia huokosia tai hienoja, hajaantuneita huokosia. Nämä huokoset heikentävät vakavasti valun tiheyttä, mekaanisia ominaisuuksia ja pinnan laatua.
• Murtuneen grafiitin induktio (typen -indusoitu grafiitin epämuodostuma): hypereutektisessa harmaavaluraudassa liian korkea typpipitoisuus johtaa epänormaaliin grafiittihiutaleen kasvuun, mikä muodostaa teräviä, murtuneita grafiittimorfologioita, jotka rikkovat matriisin vakavasti ja heikentävät erityisesti iskun lujuutta ja jyrkkyyttä. väsymyksen kestävyys.
• Lisääntynyt valuhauraus: Liialliset nitridit lisäävät materiaalin haurautta.
Hiiletysaineet ovat yksi tärkeimmistä typen lähteistä sulassa raudassa. Erityisesti käytettäessä uunipanosta, jossa on suuri osuus romuterästä, romuteräs itsessään sisältää typpeä, ja jos hiiletysaineessa on korkea typpipitoisuus (kuten jotkut öljykoksin hiiletysaineet), se voi helposti johtaa ylimääräiseen kokonaistyppipitoisuuteen sulassa raudassa.
II. Rikin vaikutus (S): "Haitallisesta" "hyödylliseen"
Rikin vaikutus eroaa olennaisesti harmaan ja pallografiittivaluraudan välillä.
1. Harmaa valurauta:
• Perinteinen näkemys (haitallinen): rikki muodostaa matalan-sulamispisteen-pisteen rautasulfidia (FeS), joka jakautuu raerajoilla, lisää valukappaleiden kuumahaurautta, vähentää juoksevuutta ja edistää kutistumista. Sitä pidetään yleensä haitallisena tekijänä ja sitä on valvottava.
• Nykyaikainen käsitys (kohtalaisen hyödyllinen): Sopivat määrät rikkiä (yleensä suositeltu 0,06 %-0,12 %) voivat yhdistyä mangaanin kanssa muodostaen korkean -sulamispisteen mangaanisulfidihiukkasia (MnS). Nämä hiukkaset voivat toimia ytiminä grafiitin muodostukselle, mikä edistää grafitoitumista, jalostaa grafiittia ja siten parantaa harmaan valuraudan lujuutta ja kovuutta. Siksi nykyaikaisissa valuprosesseissa alempi rikkipitoisuus ei ole aina parempi; sen sijaan se on stabiloitava sopivalla alueella.
• Hiiletysaineiden rooli: Jos hiilihappoaine sisältää liikaa rikkiä, se aiheuttaa rajuja vaihteluita sulan raudan rikkipitoisuudessa, mikä vaikeuttaa sen hallintaa. Vakaat vähärikkiset-hiiletysaineet ovat perusta korkealaatuisen-harmaavaluraudan valmistukseen.
2. Palloraudassa:
• Erittäin haitallinen alkuaine: Rikki on pallografiittiraudan "ykkösvihollinen". Rikillä on erittäin voimakas affiniteetti palloja muodostaviin aineisiin (kuten Mg, Ce jne.), ja se reagoi ensisijaisesti pallomaisten aineiden kanssa muodostaen sulfideja (kuten MgS), kuluttaen suuren määrän arvokkaita sferoidisoivia aineita ja johtaen sferoidisoitumisen hajoamiseen.
• Grafiitin sferoidisoitumisen vauriot: Sferoidoivan aineen kulutuksen jälkeen jäännösrikki häiritsee grafiitin pallomaista kasvua, mikä johtaa grafiitin sferoidin muodonmuutokseen, grafiittipallojen määrän vähenemiseen ja hiutalegrafiitin ilmaantumiseen, mikä huonontaa vakavasti mekaanisia ominaisuuksia.
• Inkluusioriski: Lisääntynyt sulfidikuonan muodostuminen lisää inkluusiovirheiden riskiä.
• Kaasuttimelle asetetut tiukat vaatimukset: Siksi pallografiittiraudan tuotannossa on käytettävä erittäin alhaisen rikkipitoisuuden omaavia kaasuttimia (tyypillisesti S < 0,05 %, korkealaatuiset vaativat < 0,02 %) raakaraudan rikkipitoisuuden vähentämiseksi ja pallomaisen vaikutuksen ja stabiilisuuden varmistamiseksi.
III. Suositukset valimoyrityksille:
1. Selvitä tarpeet: Määritä ensin, tuotetaanko harmaata valurautaa vai pallografiittirautaa, ja määritä tavoitelaatu.
2. Valvo tiukasti raaka-aineita: hallitse kaasuttimia tärkeinä prosessimateriaaleina tavallisten apumateriaalien sijaan. Laadi selkeät ja tiukat hankintastandardit niiden typpi- ja rikkipitoisuuksille.
3. Priorisoi laadukkaat-kaasuttimet:
• Grafitisoidut kaasuttimet: Valmistettu grafiittielektrodeista tai -romuista, niissä on korkea hiilipitoisuus, erittäin alhainen rikki- ja typpipitoisuus ja korkea absorptionopeus, joten ne ovat paras valinta korkealaatuisen -valuraudan (etenkin pallografiittiraudan ja korkealaatuisen-harmaaraudan) valmistukseen, mutta ne ovat kalliimpia.
• Korkean-lämpötilojen kalsinoidut maaöljykoksihiilettimet: perusteellisen kalsinoinnin jälkeen rikki, typpi ja haihtuvat aineet vähenevät merkittävästi, mikä tarjoaa korkean kustannustehokkuuden- ja tekee niistä laajalti käytetyn keski---korkean- vaihtoehdon.
• Vältä käyttämästä: Kalsinoimattomia tai kevyesti kalsinoituja öljykoksia tai kivihiili{0}}pohjaisia uudelleenhiilettimiä, koska niiden korkea rikki-, typpi- ja haihtuvien aineiden pitoisuus johtaa helposti valuvirheisiin.
Tehosta prosessin seurantaa: Suorita säännöllisesti uunin -esianalyysi (esim. spektrianalyysi) sulalle raudalle typpi- ja rikkipitoisuuden muutosten seuraamiseksi, mikä mahdollistaa prosessin oikea-aikaiset säädöt.
Yhteenvetona voidaan todeta, että uudelleenhiilettimien typpi ja rikki ovat keskeisiä muuttujia, jotka määrittävät valulaadun stabiilisuuden. Valitsemalla ja valvomalla tieteellisesti uudelleenhiilettimien laatua, voidaan tehokkaasti välttää huokoisuus, grafiitin epämuodostumat ja huono sferoidisaatio, mikä parantaa valun laatua ja tuotannon tehokkuutta.
