CN105543438B - 一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球铁生产中减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法，其包括以下步骤：首先对原铁水进行热分析检测TL值和TE值，并计算⊿T检测（TL‑TE）温度差值，判定是否满足⊿T检测工艺控制范围（0‑9°）；通过计算⊿T调整，依据ΔC调整与⊿T调整拟合关系式ΔC调整=‑0.00787⊿T调整+0.00284，计算ΔC调整。得到需要增加或减少的碳含量ΔC调整，使⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0‑9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。本发明工艺简单，合理，操作简便、可靠，能够减少铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。

Description

一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法
技术领域
本发明涉及铸造行业球铁生产领域，具体说是一种球铁生产中减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法。
背景技术
球铁铁水凝固方式为糊状凝固，补缩困难，流动性差；特别是厚大断面球铁铸件，冷却缓慢，枝晶发达，补缩通道不通畅，在热节部位易产生缩孔、缩松类铸造缺陷。为解决上述铸造缺陷，传统的方法一是提高铁水碳当量，工艺范围窄，易出现石墨漂浮。二是在热节处用冷铁激冷，工艺繁琐，成本高。三是在热节处使用发热保温冒口，成本高，且冒口燃烧产生大量烟尘，易污染环境。缩小原铁水结晶温度范围，可以减少铁水收缩，提高铁水流动性，从而保证补缩通道通畅，是目前解决球铁缩孔缩松缺陷的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、合理，操作简便、可靠，控制快速、准确，减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法，其特征是：其包括以下步骤：
（1）利用铁水质量管理仪检测电炉原铁水成分，记录检测的碳含量C检测和铁水结晶凝固曲线显示的两个温度值初晶温度TL和共晶温度TE；
（2）依据检测的TL、TE值，得到检测差值⊿T检测（⊿T检测 =TL-TE），若⊿T检测在工艺要求的⊿T工艺（0-9°）的参数控制范围内，则判定电炉原铁水质量满足工艺要求；若⊿T检测不在工艺要求的范围，判定电炉原铁水质量不合格，通过调整碳含量改变原铁水成分；
（3）依据ΔC调整与⊿T调整拟合关系式ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284，计算出ΔC调整；
式中⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺，⊿T工艺按工艺要求的中限控制出值，⊿T工艺为4.5°；
（4）若ΔC调整＞0，补加增碳剂增碳调整电炉原铁水碳含量；若ΔC调整≤0，加废钢降碳调整电炉原铁水碳含量；调整碳含量，使最终⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，电炉调整成分完成，实现电炉原铁水质量控制。
本发明采用上述技术方案，通过对电炉原铁水进行热分析检测，得到初晶温度TL和共晶温度TE值的差值⊿T检测，进而计算得到需要增加或减少的碳含量ΔC调整，电炉调整成分完成时使最终⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。对照现有铁水成分控制技术，本发明工艺简单，合理，操作简便、可靠，控制快速、准确，能够减少铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。是一种理想的球铁生产中减少铁水收缩的电炉原铁水质量控制方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法，其包括以下步骤：
（1）利用铁水质量管理仪检测电炉原铁水成分，记录检测的碳含量C检测和铁水结晶凝固曲线显示的两个温度值初晶温度TL和共晶温度TE；
（2）依据检测的TL、TE值，得到检测差值⊿T检测（⊿T检测 =TL-TE），若⊿T检测在工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，则判定电炉原铁水质量满足工艺要求；若⊿T检测不在工艺要求的范围，判定电炉原铁水质量不合格，通过调整碳含量改变原铁水成分；
（3）依据ΔC调整与⊿T调整拟合关系式ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284，计算出ΔC调整；
式中⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺，⊿T工艺按工艺要求的中限控制出值，⊿T工艺为4.5°；
（4）若ΔC调整＞0，补加增碳剂增碳调整电炉原铁水碳含量；若ΔC调整≤0，加废钢降碳调整电炉原铁水碳含量；通过调整碳含量，使⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。
本发明中，原铁水碳含量相同的条件下，铸件因缩松和缩孔缺陷而造成的废品率差别很大。相同碳含量条件下的⊿T（TL-TE）值差别很大，通过大量试验、统计分析、验证，发现⊿T值决定铁水流动性、收缩性及石墨化膨胀性。试验结果证明⊿T值在0-9°范围内，铁水收缩最小，缩松缩孔废品率小于0.4%，因此确定⊿T工艺值为0-9°。
进一步，通过对原铁水热分析检测成分数据的统计分析，原铁水⊿T变化和关键成分碳含量变化有很好的对应关系，确定拟合关系式为ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284。其可以作为生产中原铁水碳元素含量调整的依据。这样，对电炉原铁水进行热分析检测，检测界面显示碳当量、碳含量、硅含量及铁水凝固曲线，曲线上显示两个凝固温度特征值：初晶温度TL和共晶温度TE值。通过对电炉原铁水进行热分析检测，得到初晶温度TL和共晶温度TE值的差值⊿T检测，进而计算得到需要增加或减少的碳含量ΔC调整，使⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。
本发明工艺简单、合理，操作简便、可靠，控制快速、准确，能够减少铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。是一种理想的球铁生产中减少铁水收缩的电炉原铁水质量控制方法。
实施例1：
1、生产QT800-2材质曲轴，电炉原铁水熔炼完成，利用铁水质量管理仪检测原铁水初始成分：碳含量3.85%，硅含量1.53%，⊿T检测＝20°（TL=1142.7°，TE=1122.7°）。
2、⊿T检测＝20°不满足工艺要求的⊿T值（0-9°）的参数控制范围，判定原铁水成分不合格，需要调整碳含量成分。
3、⊿T工艺＝4.5°，⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺＝20°－4.5°＝15.5°，代如公式ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284，计算得到ΔC调整＝0.11915。
4、ΔC调整＞0，补加增碳剂调整电炉原铁水碳含量。增碳后，再利用铁水质量管理仪检测原铁水成分：碳含量3.98%，硅含量1.55%，TL=1129.4°，TE=1121.9°⊿T检测＝7.5°。⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。结果表明，本实施例减少了铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低了缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。
实施例2：
1、生产QT500-7材质转向器壳体铸件，电炉原铁水熔炼完成，利用铁水质量管理仪检测原铁水初始成分：碳含量4.04%，硅含量1.54%，⊿T检测＝-2.8°（TL=1120.5°，TE=1123.3°）。
2、⊿T检测＝-2.8°不满足工艺要求的⊿T值（0-9°）的参数控制范围，判定原铁水成分不合格，需要调整碳含量成分。
3、⊿T工艺＝4.5°，⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺＝-2.8°－4.5°＝-7.3°，代如公式ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284，计算得到ΔC调整＝-06029。
4、ΔC调整＜0，加废钢调整电炉原铁水碳含量，再利用铁水质量管理仪检测原铁水成分：碳含量3.98%，硅含量1.59%，TL=1126.6°，TE=1122.2°⊿T检测＝4.4°。⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。结果表明，本实施例减少了铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低了缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。
实施例3：
1、生产QT450-10材质铰接架曲轴，电炉原铁水熔炼完成，利用铁水质量管理仪检测原铁水初始成分：碳含量3.84%，硅含量1.68%，⊿T检测＝17.7°（TL=1137.7°，TE=1120°）。
2、⊿T检测＝17.7°不满足工艺要求的⊿T值（0-9°）的参数控制范围，判定原铁水成分不合格，需要调整碳含量成分。
3、⊿T工艺＝4.5°，⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺＝17.7°－4.5°＝13.2°，代如公式ΔC调整 =0.00787⊿T调整-0.00284，计算得到ΔC调整＝0.10104。
4、ΔC调整＞0，补加增碳剂调整电炉原铁水碳含量。增碳后，再利用铁水质量管理仪检测原铁水成分：碳含量3.93%，硅含量1.67%，TL=1128.3°，TE=1120.5°⊿T检测＝7.8°。⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值（0-9°）的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。结果表明，本实施例减少了铁水收缩，提高石墨化自膨胀效果，降低了缩松、缩孔废品率，缩松废品率降低近一个百分点左右。

Claims (1)

1.一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法，其特征是：其包括以下步骤：
（1）利用铁水质量管理仪检测电炉原铁水成分，记录检测的碳含量C检测和铁水结晶凝固曲线显示的两个温度值初晶温度TL和共晶温度TE；
（2）依据检测的TL、TE值，得到检测差值⊿T检测，⊿T检测=TL-TE，若⊿T检测在工艺要求的⊿T工艺值0-9℃的参数控制范围内，则判定电炉原铁水质量满足工艺要求；若⊿T检测不在工艺要求的范围，判定电炉原铁水质量不合格，通过调整碳含量改变原铁水成分；
（3）依据ΔC调整与⊿T调整拟合关系式ΔC调整=-0.00787⊿T调整+0.00284，计算出ΔC调整；式中⊿T调整＝⊿T检测－⊿T工艺，⊿T工艺按工艺要求的中限控制出值，⊿T工艺为4.5℃；
（4）若ΔC调整＞0，补加增碳剂调整电炉原铁水碳含量；若ΔC调整≤0，加废钢调整电炉原铁水碳含量；调整碳含量，使⊿T检测落于工艺要求的⊿T工艺值0-9℃的参数控制范围内，实现电炉原铁水质量控制。
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