Kötelező olvasmány öntést kezdőknek: Hogyan lehet biztonságosan és hatékonyan szabályozni a szén- és szilíciumtartalmat az öntöttvas olvasztása során?

I. rész: A biztonság a legfontosabb

Minden olyan művelet, amely fémolvadékot tartalmaz, rendkívül nagy kockázattal jár. Mint a Öntöttvas öntés kezdő, el kell helyeznie biztonság mindenekelőtt, és szigorúan tartsa be a következő működési szabványokat:

1. Az egyéni védőfelszerelések (PPE) szigorú alkalmazása

• Teljes testvédelem: A szabványnak megfelelő ruhát kell viselnie lángálló öltöny/bőr munkaruha a sugárzó hő elleni védelemre és az olvadt fém fröccsenésének megakadályozására.
• Szem- és arcvédelem: Speciális viselet teljes arcpajzsok (színezett szűrőkkel az intenzív fény és infravörös sugárzás elleni védelem érdekében) és biztonság glasses .
• Kézvédelem: Használja hosszú nyelű, hőálló kesztyű .
• Lábvédelem: Viseljen biztonság boots (ütésállónak, szúrásállónak kell lenniük, és meg kell akadályozni az olvadt fém beáramlását).
• Eszközhasználat: Győződjön meg arról, hogy minden szerszám, amely érintkezésbe kerül az olvadt fémmel hosszú nyelű és használat előtt száraz és előmelegített.

2. A robbanásveszélyes veszélyek megelőzése

• Szigorú párátlanítás: Ez a legkritikusabb biztonsági intézkedés. Ha az olvadt fém nedvességgel érintkezik (akár nyomokban is szerszámokban, töltetanyagokban vagy ötvözetekben), azonnal nagy mennyiségű gőzt termel, ami heves gőzrobbanás hogy olvadt fémet fröcsköl mindenhová.
• Töltés előmelegítés: Mielőtt bármilyen revert hulladékot, acélhulladékot vagy akár ötvöző adalékanyagokat (például ferroszilíciumot, karburátorokat) adnának a kemencébe, alaposan meg kell sütni és előmelegíteni to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.

3. Mérgező gázok és környezetvédelem

• Szellőztetés: Különösen az olvasztás során keletkezik nagy mennyiségű füst carbon monoxide ($\text{CO}$) oxidációtól és égéstől az olvadék felületén. Az olvasztóban kell lennie rendkívül hatékony helyi elszívás és jó általános bolti szellőzés.
• Levegőfigyelés: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.

II. rész: A szén- és szilíciumtartalom hatékony szabályozása

Az öntöttvas tulajdonságait elsősorban a széntartalom ($%C$) és a szilíciumtartalom ($%Si$) határozza meg, amelyek együttesen szabályozzák a szilárdulási viselkedést és a végső mikroszerkezetet. Ezt gyakran a Szén-egyenérték (CE) :

$$CE = %C \frac{%Si %P}{3}$$

1. A széntartalom szabályozása és beállítása ($%C$) (karburálás)

A szén a grafit kialakításának és az öntöttvas folyékonyságának meghatározásának fő eleme. Ha az olvadás során szén elvész, vagy a töltés nem elegendő, a karburátor hozzá kell adni.

• Karburátor kiválasztása: A karburátor tisztasága és részecskemérete közvetlenül befolyásolja annak oldódási sebességét és karburálás hatékonysága (az olvadt vas által elnyelt hozzáadott szén százalékos aránya).
  • Nagy tisztaságú grafit/mesterséges grafit: Nagy tisztaságú, fix széntartalom $>98%$, legmagasabb abszorpciós arány (általában $>90%$), alkalmas magas igényű olvadékokhoz vagy indukciós kemencés olvasztáshoz.
  • Kőolajkoksz: Költséghatékony, fix szén-dioxid 90-95% $ között, egy gyakran használt karburátor.
• Optimális hozzáadási mód: A karburálás hatékonysága szorosan összefügg az adagolás helyével és időzítésével.
  • Közepes töltésű kiegészítés (elektromos kemence): Ez a leginkább ajánlott módszerrel. Keverje össze a karburátort a töltet egy részével (pl. revert törmelék vagy acélhulladék), és helyezze az olvasztómedence középső és alsó részébe. Az olvadás során a karburátornak hosszabb érintkezési ideje van a túlhevített zónában, hogy feloldódjon, ami nagyobb abszorpciós sebességet ér el.
  • Felület hozzáadása koppintás előtt: Alkalmas kisebb módosításokra. A a salakot alaposan le kell zsírozni először, majd a karburátort egyenletesen szórjuk a felületre, segítségével elektromágneses keverés (indukciós kemencékben) vagy kézi keveréssel az oldódás elősegítésére. Ez a módszer viszonylag kevésbé hatékony, de könnyebben kezelhető.

2. A szilíciumtartalom szabályozása és beállítása ($%Si$) (szilikonozás)

A szilícium erős grafitizálást elősegítő , döntő fontosságú a fehér öntöttvas képződésének megelőzésében.

• Fő szilíciumforrás: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
  • Hozzáadás módja: Általában hozzáadják a folyékony fém közvetlenül a csapolás előtt . A homogenitás érdekében a salak lefölözése után kell hozzáadni, és elegendő áztatási ideig (kb. 5-10 percig) tartani, hogy a teljes olvadás és keveredés lehetővé váljon.
  • Az előmelegítés jelentősége: A ferroszilícium csomókat elő kell melegíteni, hogy megakadályozzuk a nedvesség okozta gőzrobbanást.
• Kombinált szén-szilícium adalékanyag: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) kiváló kompozit adalékanyag.
  • Alapelv: $\text{SiC}$ 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.
  • Előnyök: Egyszerre növeli a $%C$ és a $%Si$ értéket, és kiváló előoltás hatások, hozzájárulva a finom grafit kialakulásához. Általában hozzáadják a töltés as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.

3. Az oxidációs veszteségek elkerülése és kompenzálása

Az olvasztási folyamat során, különösen az olvasztás és túlhevítés későbbi szakaszaiban, szén és szilícium veszhet el a légkörrel való reakció vagy a salakban lévő oxidok következtében:

• Kiégési reakciók:
  • $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
  • $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
• Ellenintézkedések:
  • Salakszabályozás: Időszerű 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.
  • Kompenzáció: A végső összetétel meghatározásakor egy bizonyos leégési juttatás figyelembe kell venni, ami azt jelenti, hogy a hozzáadott mennyiségnek kissé meg kell haladnia a célértéket, hogy kompenzálja az olvasztás során fellépő normál veszteségeket.

III. rész: Általános szén- és szilícium-ellenőrző anyagok összehasonlítása

A tájékozott választás megkönnyítése érdekében az alábbi táblázat felsorolja a szokásos szén- és szilícium-beállító anyagokat és azok fő jellemzőit: