問題的提出鑄件質(zhì)量比較差,廢品率偏高,是目前鑄造生產(chǎn)中普遍存在的一個(gè)突出問題。近年來國(guó)內(nèi)很重視提高鐵水的質(zhì)量,投入很大力量來研究試驗(yàn)各種爐型結(jié)構(gòu)和供風(fēng)方式、參數(shù)等,以達(dá)到提高鐵水的出爐溫度和純凈度。而這些剛出爐的高溫鐵水,在澆入鑄型之前為了提高攀鋼IF鋼的品質(zhì),提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,開展了高純凈IF冶金工藝技術(shù)研究。在對(duì)國(guó)內(nèi)外IF純凈鋼研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析認(rèn)為攀鋼開發(fā)高純凈IF鋼的限制性環(huán)節(jié)主要是脫硫、脫磷、脫碳、LF+RH精煉降低鋼水T[O]、鋼液增碳。為此,研究了鎂脫硫及鋼水RH深脫硫、鐵水預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐深脫磷、RH脫碳工藝優(yōu)化、LF+RH精煉降低鋼水T[O]、中間包無碳覆蓋劑及結(jié)晶器無碳保護(hù)渣等工藝技術(shù)。全流程試驗(yàn)表明,鑄坯[C]、[P]、[S]、[O]、[N]、[H]六大元素總量可控制在80×10-4%以內(nèi)。 結(jié)合攀鋼鐵水條件,探討了適宜的鎂脫硫劑鐵水深脫硫工藝,硫含量可由700×10-4%左右脫至7×10-4%,保證了入轉(zhuǎn)爐鋼硫含量要求。根據(jù)攀鋼IF鋼鋼液及鋼包渣的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)室研究了影響脫硫效果的因素,選擇了CaO-CaF2系脫硫劑用于RH-MFB深脫硫,脫硫率在40%～50%之間,脫后硫可控制10×10-4%以內(nèi)。

在此基礎(chǔ)上,首先采用單因數(shù)試驗(yàn)法研究了覆蓋劑中各組分對(duì)覆蓋劑發(fā)熱和保溫效果的影響。結(jié)果表明,當(dāng)酸化石墨含量為8-18wt%,珍珠巖含量為12-20wt%,發(fā)熱劑在10wt%左右時(shí),覆蓋劑的發(fā)熱保溫性能良好,成本較低。隨后,利用正交試驗(yàn)法進(jìn)一步優(yōu)化了新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比,得到新型鑄鋼冒口覆蓋劑的配比為：鋁粉4-8wt%、粉煤灰25-35wt%、珍珠巖15-18wt%、酸化石墨14-18wt%,碳粉10-15wt%、觸發(fā)劑2-3wt%、其他18-22wt%。生產(chǎn)試驗(yàn)進(jìn)一步證明,新型鑄鋼冒口覆蓋劑具有發(fā)熱和保溫的雙重作用,能夠明顯地提高冒口的補(bǔ)縮能力,降低冒口的有效高度,節(jié)約鋼水,提高鑄件的

在分析國(guó)內(nèi)外鑄鋼件冒口覆蓋劑的組成、原理、性能等因素的基礎(chǔ)上,結(jié)合渣系、覆蓋劑的組成成分及其他各種因素的影響,并通過模擬實(shí)驗(yàn)探討鑄鋼冒口覆蓋劑發(fā)熱和保溫效果,從而為其成分優(yōu)化提供理論依據(jù)。 隨著鑄件產(chǎn)量在我國(guó)的逐年上升,對(duì)于鑄造覆蓋劑的用量也大幅度提升,而珍珠巖覆蓋劑作為一種高效覆蓋劑被廣泛使用。在珍珠巖覆蓋劑的使用性能中,其膨脹性能占主導(dǎo)作用,因此對(duì)于珍珠巖覆蓋劑的膨脹性能的研究具有十分重要的意義。珍珠巖膨脹的內(nèi)在動(dòng)力是存在于其內(nèi)部的水,只有適當(dāng)?shù)暮坎庞欣谡渲閹r的膨脹,過多或過少均不利于其膨脹,而在珍珠巖原礦中存在過多的水,于是有必要通過預(yù)處理工藝除去珍珠巖原礦中多余的水。

珍珠巖具有表觀密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、吸濕能力小、無毒無味諸多優(yōu)良性能,廣泛應(yīng)用于鑄造、保溫材料和建筑等多個(gè)領(lǐng)域。珍珠巖在鑄造生產(chǎn)時(shí)可用作集渣劑或覆蓋劑,在建筑行業(yè)可制成保溫隔熱吸音板,上述應(yīng)用主要基于珍珠巖具有較好的高溫膨脹性能。珍珠巖膨脹的原因是其內(nèi)部含有的水分,只有含水量合適才可獲得較高膨脹倍數(shù),因此需要對(duì)珍珠巖原礦進(jìn)行加熱預(yù)處理。本文以天梯礦業(yè)某珍珠巖原礦為研究對(duì)象,開展了珍珠巖原礦加熱預(yù)處理工藝研究,研制了新型膨脹珍珠巖集渣劑和覆蓋劑,對(duì)珍珠巖的工業(yè)應(yīng)用具有重大的意義。以珍珠巖高溫膨脹性能為指標(biāo),開展了不同珍珠巖原礦普通加熱和微波加熱預(yù)處理工藝研究,綜合研究了不同預(yù)處理溫度和時(shí)間、膨脹溫度和時(shí)間、珍珠巖粒度和加熱預(yù)處理方式對(duì)珍珠巖的高溫膨脹性能的影響。結(jié)果表明:不同目數(shù)的珍珠巖在350℃下預(yù)熱10min后,在1100℃高溫下焙燒20s能達(dá)到膨脹效果,粗粒度珍珠巖的膨脹倍數(shù)較大;與普通加熱預(yù)處理珍珠巖相比,微波加熱預(yù)處理工藝可縮短珍珠巖預(yù)處理時(shí)間、但降低了珍珠巖的高溫膨脹性,針對(duì)不同使用要求可選擇不同的預(yù)處理工藝;基于上述研究結(jié)果,設(shè)計(jì)了珍珠巖預(yù)處理生產(chǎn)線。