热模法大口径2GS球铁管承口夹渣缺陷的防止

2010-09-09卢彦会李朝晖李晓勤白占顺

中国钢铁业 2010年5期

卢彦会李朝晖李晓勤白占顺

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通过对大口径球铁管球化处理及浇注工艺进行研究，确认承口充型时间、承口凝固速度、涂料的强度及覆盖剂中的铁屑是形成热模法球铁管承口夹渣的主要因素。为避免承口夹渣缺陷，同时进一步降低球化工序成本，对球化处理工艺及浇注工艺进行改进，并用于生产实践，提高了产品的质量，取得良好的经济效益。

球墨铸铁管球化夹渣覆盖剂球化等级

1.原球化处理工艺的缺点

由球化反应的化学过程，我们知道球化剂中的镁进入铁液后首先起脱硫去氧作用，当铁液中的硫量、氧量降至一定值时，镁开始对石墨的球化起作用，促进石墨长成球状。镁的脱硫反应式为：

如果铁液中氧、硫含量高就会增加球化剂耗量，影响球化效果。我公司在原球化处理工艺中所采用的覆盖剂为回炉料和铁屑，但是目前铁屑采购困难，且氧化严重含有大量杂质。而氧化严重的铁屑增加了铁液中的氧化元素的含量，因此，当氧化严重的铁屑融入铁液后不仅消耗大量的球化剂，影响球化质量，同时形成大量的氧化物给扒渣操作带来困难，使铁液中渣量增加，从而影响球铁管的内在质量。

2.试验方法

为了避免承口夹渣缺陷，提高球化质量，我们对球化工艺和浇注工艺进行了改进，取消覆盖剂中的铁屑，只用回炉料作覆盖剂，增加回炉料的用量，调整浇注和喷涂工艺参数增加承口凝固速度和涂料层的强度。

3.试验结果及分析

我们对大量的管子进行了现场跟踪试验，试验结果见表1、表2。

根据实验结果我们对承口D3面夹渣的主要原因分析如下：

在3月份出现的D3面夹渣有两种形式：

表1 球化工艺现场跟踪试验结果

表2 浇铸工艺现场跟踪试验结果

3.1 机械夹渣

这部分夹渣管所占的比例比较少，约占全部夹渣管数量的30%。夹渣缺陷产生的主要原因是涂料和随流孕育不适合生产要求。涂料方面造成承口夹渣的原因是：

（1）喷涂在管模内表面的涂料强度低

导致涂料强度低的原因有两个方面：一是配置的涂料本身强度低；二是喷涂时风压、罐压没有达到规定的压力，特别是喷嘴间隙和喷头角度的调整最为关键。

（2）流槽内表面的石墨涂料附着力不够

潮湿的流槽涂料接触高温铁液时会爆裂脱落，这部分涂料被冲入承口型腔形成夹渣。

（3）承口砂芯上的涂料

如果芯子上的涂料过厚，并且没有完全干燥，浇注过程中也易造成承口D3面的夹渣缺陷。

3.2 氧化渣

形成这种夹渣的先决条件是：①原铁水的含碳量过高，大于3.8%；②碳当量大于4.5%；③浇注温度过高，大于1330℃；④浇注后铁水凝固的时间大于4分钟；⑤球化不良和球化衰退；⑥原铁水氧化严重等。我们在3月份出现的大量承口夹渣管主要原因是因为铁水在承口凝固时间过长造成的，由于2GS管的承口形状特殊，重量比T型管的承口重量多162公斤，近40mm壁厚的承口完全凝固需3-4分钟的时间。在此期间会造成球化衰退和石墨漂浮，即便碳当量不高（4.0%-4.2%）在温度和时间变化较大的情况下，同样会产生石墨漂浮现象，这是离心铸造特有的缺陷之一。