주조 초보자를 위한 필독서: 주철 제련 중 탄소 및 규소 함량을 안전하고 효율적으로 제어하는 ​​방법은 무엇입니까?

1부: 안전이 가장 중요합니다

용융 금속과 관련된 모든 작업에는 매우 높은 위험이 따릅니다. 로서 주철 주조 초보자는 반드시 배치해야 합니다. 안전 무엇보다도 다음 운영 표준을 엄격히 준수해야 합니다.

1. 개인보호장비(PPE)의 엄격한 시행

• 전신 보호: 표준에 맞는 옷을 입어야 합니다 방염복/가죽 작업복 복사열을 차단하고 용융 금속이 튀는 것을 방지합니다.
• 눈과 얼굴 보호: 전문적인 착용 전면 쉴드 (강렬한 빛과 적외선으로부터 보호하기 위해 착색된 필터 포함) 및 안전 glasses .
• 손 보호: 사용 손잡이가 긴 내열 장갑 .
• 발 보호: 착용 안전 boots (충격에 강하고, 펑크에 강하고, 용융금속이 유입되지 않도록 설계되어야 합니다.)
• 도구 사용법: 용융 금속과 접촉하는 모든 도구를 확인하십시오. 손잡이가 긴 사용 전 건조 및 예열이 확인되었습니다.

2. 폭발 위험 예방

• 엄격한 제습: 이는 가장 중요한 안전 조치입니다. 용융 금속이 습기(도구, 장약재, 합금의 미량이라도)와 접촉하면 즉시 대량의 증기가 생성되어 격렬한 폭발을 일으킵니다. 증기 폭발 그것은 녹은 금속을 사방에 튀기는 것입니다.
• 충전 예열: 복귀 스크랩, 철 스크랩 또는 합금 첨가제(페로실리콘, 침탄제 등)를 용광로에 추가하기 전에 완전히 구워지고 예열되어야 합니다 to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.

3. 유독가스 및 환경관리

• 환기: 특히 제련 중에 다량의 연기가 발생합니다. carbon monoxide ($\text{CO}$) 용융물 표면의 산화 및 연소로 인해 발생합니다. 녹는 가게는 있어야합니다 고효율 국소배기장치 전체적인 작업장 환기가 잘 됩니다.
• 공기 모니터링: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.

파트 II: 탄소 및 실리콘 함량의 효율적인 제어

주철의 특성은 주로 탄소 함량($%C$)과 실리콘 함량($%Si$)에 의해 결정되며, 이는 함께 응고 거동과 최종 미세 구조를 지배합니다. 이는 종종 다음을 사용하여 평가됩니다. 탄소 등가물(CE) :

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

1. 탄소 함량($%C$)의 제어 및 조정(침탄)

탄소는 흑연을 형성하고 주철의 유동성을 결정하는 핵심원소이다. 용융 중에 탄소가 손실되거나 충전량이 부족한 경우, 침탄기 추가해야 합니다.

• 기화기 선택: 침탄제의 순도와 입자 크기는 용해 속도와 침탄 효율 (용선에 흡수된 추가 탄소의 비율).
  • 고순도 흑연/인조 흑연: 고순도, 고정 탄소 $>98%$, 가장 높은 흡수율(보통 $>90%$), 요구사항이 높은 용해 또는 유도로 제련에 적합합니다.
  • 석유 콜라: 일반적으로 사용되는 침탄제인 $90%-95%$ 사이의 비용 효율적인 고정 탄소입니다.
• 최적의 첨가 방법: 침탄 효율은 첨가 위치, 첨가 시기와 밀접한 관련이 있습니다.
  • 중간 충전 추가(전기로): 이것은 가장 권장되는 방법. 침탄제를 투입물의 일부(리턴스크랩, 철스크랩 등)와 혼합하여 용융풀의 중간 및 하부에 배치합니다. 용융하는 동안 침탄제는 과열 영역에서 용해되는 접촉 시간이 길어져 흡수율이 높아집니다.
  • 태핑 전 표면 추가: 사소한 조정에 적합합니다. 는 슬래그는 철저하게 제거되어야 한다 먼저, 다음을 사용하여 침탄제를 표면에 고르게 뿌립니다. 전자기 교반 (유도로에서) 또는 수동으로 교반하여 용해를 촉진합니다. 이 방법은 상대적으로 덜 효율적이지만 작동하기가 더 쉽습니다.

2. 실리콘 함량($%Si$)의 제어 및 조정(실리콘화)

실리콘은 강하다. 흑연화 촉진제 , 백주철 형성을 방지하는 데 중요합니다.

• 주요 실리콘 소스: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
  • 추가 방법: 일반적으로 두드리기 직전의 액체 금속 . 균질성을 보장하려면 슬래그를 걷어낸 후 첨가하고, 완전히 용해 및 혼합될 수 있도록 충분한 침지 시간(약 5~10분) 동안 유지해야 합니다.
  • 예열 중요성: 습기로 인한 증기 폭발을 방지하려면 페로실리콘 덩어리를 예열해야 합니다.
• 결합된 탄소-실리콘 첨가제: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) 우수한 복합 첨가제입니다.
  • 원리: $\text{SiC}$ 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.
  • 장점: $%C$와 $%Si$를 동시에 증가시키며 우수한 사전 접종 효과를 주어 미세한 흑연 형성에 기여합니다. 일반적으로 에 추가됩니다. 요금 as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.

3. 산화 손실 방지 및 보상

제련 공정 중, 특히 용융 및 과열의 후기 단계에서 대기 또는 슬래그의 산화물과의 반응으로 인해 탄소와 규소가 손실될 수 있습니다.

• 번오프 반응:
  • $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
  • $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
• 대책:
  • 슬래그 제어: 적시 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.
  • 보상: 최종 구성을 결정할 때 특정 소각 수당 즉, 제련 중 정상적인 손실을 보상하기 위해 추가된 양이 목표 값을 약간 초과해야 함을 의미합니다.

파트 III: 일반적인 탄소 및 실리콘 제어 재료의 비교

정보에 입각한 선택을 하는 데 도움이 되도록 아래 표에는 일반적인 탄소 및 실리콘 조정 재료와 주요 특성이 나열되어 있습니다.