寶珠覆膜砂、承德神通鑄材、什么是寶珠覆膜砂

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爐襯材料的燒結(jié)

　　坩堝式爐襯都是將顆粒狀耐火材料打結(jié)、舂實(shí)，再經(jīng)燒結(jié)制成的?！盁Y(jié)”是確保爐襯致密而具有相當(dāng)強(qiáng)度的重要措施。

“燒結(jié)”是在高溫下使粒/粉狀集合體中顆粒的接觸面上出現(xiàn)液相、逐漸形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而將顆粒連接成一個(gè)整體，并借助于擴(kuò)散、傳質(zhì)等機(jī)制使孔隙率降低到最1小程度，最終成為堅(jiān)實(shí)致密燒結(jié)體的過(guò)程。

　　“燒結(jié)”是一項(xiàng)比較古老的工藝，對(duì)其進(jìn)行較深入的研究則是近幾十。但是，目前的認(rèn)識(shí)，仍然不過(guò)是由燒結(jié)過(guò)程的宏觀觀察、并用簡(jiǎn)化的模式考核所建立的。隨著感應(yīng)電爐應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，在這方面，研究、改進(jìn)的空間非常廣闊。

　　由于受到多方面的制約，坩堝式感應(yīng)電爐的爐襯厚度薄是其重要的特點(diǎn)，但是，經(jīng)打結(jié)、燒結(jié)后的爐襯卻不能燒結(jié)成為一個(gè)整體，因?yàn)?，整體燒結(jié)的爐襯中，如果某處因不可控制的因素存在薄弱環(huán)節(jié)，并在反復(fù)的熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋，裂紋就易于擴(kuò)展到整體，從而使金屬液滲透到感應(yīng)線圈，哪里有寶珠覆膜砂，導(dǎo)致重大事故。

爐襯燒結(jié)后，其斷面應(yīng)該是3層結(jié)構(gòu)：形成爐膛、與鋼液接觸的一層是燒結(jié)層，厚度約占爐襯厚度的35～40％，其特點(diǎn)是燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)致密、孔隙率低、強(qiáng)度高；與燒結(jié)層相接的是半燒結(jié)層，厚度大體上與燒結(jié)層相同，其特點(diǎn)是燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)不完全，強(qiáng)度不高，因而可以緩沖燒結(jié)層所受的熱應(yīng)力，如果燒結(jié)層產(chǎn)生裂紋，可阻止裂紋向外延伸；爐襯的外緣、在感應(yīng)線圈與半燒結(jié)層之間的是未燒結(jié)層，耐火材料仍保持打結(jié)后的顆粒狀態(tài)。這一層，有隔熱的作用，并能減緩燒結(jié)層向線圈的熱傳導(dǎo)，其厚度約占爐襯厚度的25～30％。

　　尖晶石型爐襯的燒結(jié)過(guò)程，大致可分為3個(gè)階段：

　　第1階段：加熱溫度在850℃以下，主要作用是使?fàn)t襯材料比較地脫水；

　　第二階段： 加熱到850～1400℃，主要作用是形成尖晶石網(wǎng)絡(luò)；

　　第三階段：加熱到1300～1700℃，尖晶石網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)大，在表面張力的推動(dòng)下增強(qiáng)擴(kuò)散、傳質(zhì)的功能，孔隙率顯著降低，燒結(jié)層趨于緊密。

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主要原因是由于硫及硫化物含量低，什么是寶珠覆膜砂，晶核數(shù)量減少，形核能力低，寶珠覆膜砂，白口增大，A型石墨減少，D型、E型石墨增加。由于E型石墨的方向性較強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度小，沖擊韌度小，鑄件易產(chǎn)生裂紋缺陷。含硫量低的主要原因是鐵液高溫保溫時(shí)間長(zhǎng)。在使用沖天爐熔煉過(guò)程中，焦炭含硫高，鑄造用寶珠覆膜砂，鐵液和焦炭直接接觸，出現(xiàn)鐵液增硫，而電爐熔煉過(guò)程中，由于原材料生鐵、廢鋼含硫量低，不存在增硫，反而熔煉過(guò)程中與其他元素化合成硫化物形成熔渣上浮于鐵液表面，與渣子一起被扒除，鐵液中的硫含量減少。

電爐熔煉鐵液由于本身的熔煉特點(diǎn)，高溫保溫時(shí)間較長(zhǎng)，作為形核晶粒，硫的化合物在保溫期間大量熔融，從而導(dǎo)致硫化物晶核減少，石墨成核能力降低，并且隨著鐵液保溫時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，過(guò)冷度繼續(xù)增大，白口深度增加。

為克服因含硫量低，石墨形核能力低的現(xiàn)象，在電爐熔煉時(shí)使用了增硫劑，使鐵液wS由0.028%增加到0.06%～0.08%，形核能力增加，此時(shí)鑄件金相組織中全部為A型石墨或以A型石墨為主。

為避免E型石墨的出現(xiàn)，經(jīng)研究并借鑒文獻(xiàn)資料，引進(jìn)使用了硅鋇長(zhǎng)效孕育劑替代傳統(tǒng)孕育劑75SiFe，增加了二氧化硅質(zhì)點(diǎn)，給A型石墨的形成提供了必要的條件，同時(shí)由于硅鐵中鋇的加入，延長(zhǎng)了有效孕育時(shí)間，抑制了E型石墨的產(chǎn)生。

對(duì)于白口缺陷嚴(yán)重的鑄件，加大了孕育劑使用量，且出鐵液前，在包內(nèi)加入2%的干凈無(wú)銹原生鐵塊，有效增加石墨質(zhì)點(diǎn)，了白口缺陷。

另外，在灰鑄鐵件生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電爐鐵液與沖天爐鐵液在特性上存在著差異，電爐熔煉與沖天爐相比有優(yōu)良特性，如溫度、成分易于控制，鐵液純凈度高；但也有不良特性，如白口傾向大，收縮傾向較大。

因此在生產(chǎn)灰鑄鐵件時(shí)，除要求做到爐料要純凈，要生鐵、廢鋼表面的鐵銹，還要求碳當(dāng)量略高于沖天爐熔煉的鐵液，且熔煉操作要快熔快出，減少鐵液在爐中的保溫時(shí)間，尤其是高溫保溫時(shí)間外，認(rèn)為鐵液的處理也至關(guān)重要，生產(chǎn)過(guò)程中主要做到控制鐵液wS為0.06%～0.08%，如鐵液wS≤0.03%時(shí)，要加增硫劑并使用長(zhǎng)效孕育劑，生產(chǎn)薄壁灰鑄鐵件白口傾向很大時(shí)，除加入孕育劑外，再另加2%原生鐵快，以增加石墨質(zhì)點(diǎn)，鑄件白口缺陷。

在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施上述工藝技術(shù)后，冶金牽引車蓋板等鑄件裂紋缺陷、鑄鐵球模具、鐵液車后壓蓋白口缺陷基本得到，金相組織中石墨形態(tài)以A型為主，珠光體含量在90%以上。由于成分的穩(wěn)定和石墨形態(tài)的改善，鑄件縮松傾向也得到改善，力學(xué)性能得到了提高。

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