眾所周知,硫元素在鑄鐵生產(chǎn)中具有不可忽視的雙重作用,在一定條件下,它既是使壓鑄件產(chǎn)生脆性,造成表面缺陷和熔渣缺陷,降低機(jī)械性能等等方面的有害者,又是提高灰鐵壓鑄件,尤其是低硫灰鐵壓鑄件,機(jī)械性能,增加灰鐵共晶晶團(tuán)數(shù)和薄壁球鐵壓鑄件球數(shù)等等的貢獻(xiàn)者。
我們的服技術(shù)團(tuán)隊在為現(xiàn)場服務(wù)的過程中,曾經(jīng)遇到過需要增硫或加硫的案例,以及從事過在工業(yè)條件下用再硫化法生產(chǎn)蠕鐵的實踐,總起來看,有如下方面:
1)某出口管件壓鑄廠,是用經(jīng)石灰脫硫處理后的沖天爐鐵水生產(chǎn)球鐵管件,因“受在優(yōu)質(zhì)球鐵生產(chǎn)中,原鐵水硫含量越低越好”的誤導(dǎo),工廠曾出臺了一項“原鐵水的硫被脫除得越多,獎金越高”的“獎勵”政策,致使原鐵水的含硫都在0.002%左右。將原鐵水的含硫定位在007-0.010%之后,各方面都發(fā)生了改觀;
2)某微型發(fā)動機(jī)用球鐵件壓鑄廠,自從鐵液由沖入法改為喂線法處理后,基鐵的爐料變成了回爐料+工廠自產(chǎn)廢鋼+增碳劑+硅鐵及其他鐵合金。經(jīng)多次循環(huán)之后發(fā)現(xiàn),盡管基鐵的含硫量仍保持在0.02%左右,可壓鑄件球化率和機(jī)械性能下降到了報廢的邊緣??紤]到可能是游離硫不夠引起的原因之后,往熔爐中加入1kg/噸鐵水硫化亞鐵(黃鐵礦),問題就迎刃而解了。
現(xiàn)場的技術(shù)人員僅只關(guān)心碳,硅,錳,磷,硫及殘余鎂和其他合金元素的含量是否在規(guī)定的范圍內(nèi),很少對分析結(jié)果,尤其對硫在鐵水中的狀態(tài)進(jìn)行考慮與分析。上述鎂處理分析前后的結(jié)果最起碼表明:不僅鎂處理的脫硫效果太差了,而且暗示被處理鐵水中的硫基本上都是成化合物,成游離狀態(tài)的很少,因此在鑄件中必然不會有很多石墨球。金相檢驗結(jié)果證實料我們的球狀石墨不會很多的預(yù)言,僅60個球/mm2。
3)某壓鑄廠是用粘土砂模和沖入法生產(chǎn)球鐵壓鑄件,用便攜式金相顯微鏡檢查壓鑄件的質(zhì)量。經(jīng)過一段時間以后,壓鑄件常常因為表層有蠕蟲狀石墨而被判廢。用喂線法進(jìn)行試驗時,仍然有蠕蟲狀石墨存在。由于生產(chǎn)廠家和另外幾家對試樣殘余鎂的分析結(jié)果都是Mg0.050-055%,因此斷定不是加鎂量不夠,也不是鎂衰退造成的,鑄件本身應(yīng)該沒有質(zhì)量問題。解剖后鑄件的金相檢查也證實了這一點,因而判定:是型砂表面的硫和金屬起反應(yīng)的結(jié)果。剛開始生產(chǎn)廠家還不大相信的說“粘土沙哪來的硫?”。經(jīng)查:原來是劣質(zhì)煤粉惹的禍。
4)還有兩個壓鑄廠,一個是用樹脂砂模生產(chǎn)球鐵橋殼,一個是用金屬覆模砂生產(chǎn)農(nóng)用車蠕鐵曲軸,壓鑄件表層也都存在著蠕蟲狀石墨,原因也都是因為砂子中的硫與鎂的反應(yīng)結(jié)果。
5)用再硫化法生產(chǎn)蠕鐵。喂線技術(shù)+再硫化法是最簡單而又最易于實現(xiàn)的蠕鐵生產(chǎn)方法。不僅是因為用喂線法往鐵水中加入球化劑,孕育劑以及硫磺(或硫化鐵)具有很高的穩(wěn)定性,彌散性和均勻性,而且因為用這個方法生產(chǎn)蠕鐵可以把鐵液的原始硫含量放寬,以及先將鐵液處理成成低鎂球鐵,而后再用硫“去鎂”(消球)比較容易,以及不用幾百萬元的控制儀表和其他輔材。從而促使我們敢于“冒險”,直接在工業(yè)條件下,用再硫化法生產(chǎn)160噸重的蠕鐵鋼錠模,盡管還有熔渣之類的缺陷問題有待克服。
結(jié)論
1)應(yīng)正確認(rèn)識硫在鑄鐵生產(chǎn)中的雙重作用,揚它的長,抑它的短,變弊為利。
2)外國學(xué)者和專家在硫元素(包括S/RE比,Mn/S比,S/Mg比)在灰鐵或球鐵生產(chǎn)中的有效作用方面的研究成果,對于中國的鑄造工作者具有很強(qiáng)的直接應(yīng)用與推廣的價值。
3)認(rèn)真對待鐵液的日常分析與鑒定結(jié)果,分析它們對壓鑄件質(zhì)量可能產(chǎn)生的影響,并隨時采取必要的解決措施。
4)大力推廣用喂線+再硫化法生產(chǎn)蠕鐵的工藝對于許多急需解決蠕鐵生產(chǎn)工藝的壓鑄廠,具有非?,F(xiàn)實的意義。