Dio I: Sigurnost je najvažnija
Svaka operacija koja uključuje rastopljeni metal nosi izuzetno visoke rizike. Kao a Lijev od lijevanog željeza početnik, morate postaviti sigurnost iznad svega i strogo se pridržavati sljedećih operativnih standarda:
1. Stroga primjena osobne zaštitne opreme (PPE)
- Zaštita cijelog tijela: Morate nositi u skladu sa standardima vatrootporna odijela/kožna radna odjeća za zaštitu od zračenja topline i sprječavanje prskanja rastaljenog metala.
- Zaštita za oči i lice: Nosite specijalizirano štitnici za cijelo lice (sa zatamnjenim filterima za zaštitu od intenzivne svjetlosti i infracrvenog zračenja) i sigurnost glasses .
- Zaštita ruku: Koristite rukavice s dugom drškom otporne na toplinu .
- Zaštita stopala: nositi sigurnost boots (moraju biti dizajnirani tako da budu otporni na udarce, otporni na probijanje i sprječavaju ulazak rastaljenog metala).
- Upotreba alata: Provjerite jesu li svi alati koji dolaze u dodir s rastaljenim metalom duge drške i potvrđeno je da su suhi i prethodno zagrijani prije upotrebe.
2. Prevencija opasnosti od eksploziva
- Strogo odvlaživanje: Ovo je najkritičnija sigurnosna mjera. Ako rastaljeni metal dođe u kontakt s vlagom (čak i u tragovima u alatima, materijalima za punjenje ili legurama), odmah će proizvesti veliku količinu pare, uzrokujući nasilan eksplozija pare koji posvuda prska rastaljeni metal.
- Predgrijavanje punjenja: Prije dodavanja bilo kakvog povratnog otpada, čeličnog otpada ili čak aditiva za legiranje (poput ferosilicija, karburizatora) u peć, moraju biti dobro pečeni i prethodno zagrijani to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.
3. Otrovni plinovi i kontrola okoliša
- Ventilacija: Osobito tijekom taljenja stvarat će se velika količina dima carbon monoxide ($\text{CO}$) od oksidacije i izgaranja na površini taline. Talionica mora imati visoko učinkovita lokalna ispušna ventilacija i dobra ukupna ventilacija trgovine.
- Praćenje zraka: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.
Dio II: Učinkovita kontrola sadržaja ugljika i silicija
Svojstva lijevanog željeza prvenstveno su određena sadržajem ugljika ($%C$) i sadržajem silicija ($%Si$), koji zajedno određuju ponašanje skrućivanja i konačnu mikrostrukturu. To se često procjenjuje pomoću Ekvivalent ugljika (CE) :
$$CE = %C \frac{%Si %P}{3}$$
1. Kontrola i podešavanje sadržaja ugljika ($%C$) (naugljičenje)
Ugljik je ključni element za stvaranje grafita i određivanje fluidnosti lijevanog željeza. Kada se ugljik izgubi tijekom taljenja ili ga nema dovoljno u šarži, a karburizator mora se dodati.
- Odabir karburizatora: Čistoća i veličina čestica karburizatora izravno utječu na njegovu brzinu otapanja i učinkovitost karburizacije (postotak dodanog ugljika koji apsorbira rastaljeno željezo).
- Grafit visoke čistoće/umjetni grafit: Visoke čistoće, fiksni ugljik $>98%$, najveća stopa apsorpcije (obično $>90%$), pogodan za taljenje s visokim zahtjevima ili taljenje u indukcijskoj peći.
- Petrolej koks: Isplativi, fiksni ugljik između $90%-95%$, često korišten karburizator.
- Optimalna metoda dodavanja: Učinkovitost karburizacije usko je povezana s položajem i vremenom dodavanja.
- Dodatak srednjeg punjenja (električna peć): Ovo je najpreporučljivije metoda. Pomiješajte karburizator s dijelom punjenja (kao što je povratni otpad ili čelični otpad) i stavite ga u srednji i donji dio bazena za taljenje. Tijekom topljenja, karburizator ima duže kontaktno vrijeme u pregrijanoj zoni za otapanje, postižući veće stope apsorpcije.
- Dodavanje površine prije tapkanja: Pogodan za manje prilagodbe. The troska mora biti temeljito obrana prvo, zatim se karburizator ravnomjerno posipa po površini, koristeći elektromagnetsko miješanje (u indukcijskim pećima) ili ručno miješanje za pospješivanje otapanja. Ova metoda je relativno manje učinkovita, ali lakša za rukovanje.
2. Kontrola i podešavanje sadržaja silicija ($%Si$) (silikonizacija)
Silicij je jak promotor grafitizacije , ključan za sprječavanje stvaranja bijelog lijeva.
- Glavni izvor silicija: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
- Metoda dodavanja: Obično se dodaje u tekući metal neposredno prije točenja . Kako bi se osigurala homogenost, treba ga dodati nakon skidanja šljake i držati ga dovoljno dugo (oko 5-10 minuta) kako bi se omogućilo potpuno topljenje i miješanje.
- Važnost predgrijavanja: Grudice ferosilicija moraju se prethodno zagrijati kako bi se spriječile eksplozije pare od vlage.
- Kombinirani aditiv ugljik-silicij: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) je izvrstan kompozitni aditiv.
- princip: $\text{SiC}$ does not melt in the iron melt but dissociates via the reaction $\text{SiC} \rightarrow [\text{Si}] [\text{C}]$, releasing both silicon and carbon into the iron.
- Prednosti: Istovremeno povećava $%C$ i $%Si$ i ima odličan predcijepljenje učinaka, pridonoseći stvaranju finog grafita. Obično se dodaje u naplatiti as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.
3. Izbjegavanje i nadoknada oksidacijskih gubitaka
Tijekom procesa taljenja, posebno u kasnijim fazama taljenja i pregrijavanja, ugljik i silicij mogu se izgubiti zbog reakcije s atmosferom ili oksidima u troski:
- Reakcije sagorijevanja:
- $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
- $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
- Protumjere:
- Kontrola troske: Pravovremeno removal of slag containing high iron oxide ($\text{FeO}$) . $\text{FeO}$ in the slag will continuously oxidize the $\text{C}$ and $\text{Si}$ in the molten iron.
- Naknada: Pri određivanju konačnog sastava određena dodatak za izgaranje treba uzeti u obzir, što znači da bi dodana količina trebala malo premašiti ciljnu vrijednost kako bi se nadoknadili normalni gubici tijekom taljenja.
Dio III: Usporedba kontrolnih materijala običnog ugljika i silicija
Kako bismo vam pomogli da napravite informirani izbor, tablica u nastavku navodi uobičajene ugljične i silikonske materijale za podešavanje i njihove ključne karakteristike:
| Naziv materijala | Glavna komponenta | Element isporučen | Preporučena metoda dodavanja | Učinkovitost karburizacije/silikonizacije | Ključne karakteristike |
| Visoke čistoće/umjetni grafit | Fiksni ugljik $>98%$ | Carbon ($\text{C}$) | Srednje punjenje ili tekuća površina | Izuzetno visoka (naugljičenje) | Najveća čistoća, brza stopa otapanja, pogodna za preciznu kontrolu. |
| Karburizator naftnog koksa | Fiksni ugljik $90%-95%$ | Carbon ($\text{C}$) | Srednje punjenje | Relativno visoka (naugljičenje) | Isplativo, najčešće korišteno. |
| Ferrosilicon ($\text{FeSi}75$) | Silicij $\približno 75%$ | Silicon ($\text{Si}$) | Dodavanje tekuće površine/struje | Visoko (silikonizacija) | Najčešći silikonizirajući agens; mora biti prethodno zagrijana i osušena. |
| Silicon Carbide ($\text{SiC}$) | High $\text{SiC}$ Content | Carbon ($\text{C}$) and Silicon ($\text{Si}$) | Srednje punjenje | Visoko (dvostruka funkcija) | Simultaneously provides $\text{C}$ and $\text{Si}$, and has a pre-inoculation effect. |
