Sinds de jaren zestig heeft er een belangrijke verandering plaatsgevonden in het smeltproces van de gietijzerindustrie over de hele wereld, en steeds meer bedrijven gebruiken inductieovens als smeltapparatuur. Vooral na de jaren 1960 is de voeding van middenfrequente centerloze inductieovens sterk verbeterd, kan het thermisch rendement van gesmolten ijzer oplopen tot 1970%, de ovenapparatuur en de gebruikte vuurvaste materialen zijn ook voortdurend in ontwikkeling, dus de toepassing ervan wordt steeds uitgebreider .
Wanneer gietijzer wordt gesmolten door een inductieoven, wordt de hoeveelheid gietijzeren staaf geleidelijk verminderd en wordt het aandeel schroot navenant verhoogd, terwijl de legeringselementen in staal een negatief effect hebben op de prestaties van gietijzer (vooral nodulair gietijzer), en zelfs vervuilingselementen worden.
In de afgelopen 20 jaar ontwikkelen alle soorten staal zich naar dunwandig, lichtgewicht en gehard, en het toepassingsgebied van hogesterkte- en laaggelegeerd staal breidt zich met de dag uit. Rond 1980 is het gewone staal voornamelijk koolstofstaal en is het aandeel laaggelegeerd staal minder dan 20%. In 2005 bedroeg het aandeel laaggelegeerd staal in gewoon staal ongeveer 50%, of zelfs hoger. Vanuit het perspectief van de volledige benutting van hulpbronnen, het lichte gewicht van allerlei soorten apparatuur en de vooruitgang van de technologie is het zeker een goede zaak, en deze trend zal zich in de toekomst voortzetten, maar de toename van dergelijke legeringselementen in schroot de gietijzerindustrie veel moeilijke problemen heeft gebracht, is het noodzakelijk de nodige maatregelen te nemen.
Bovendien is, vanwege de toegenomen vraag naar schroot, de bronnen die betrokken zijn bij alle lagen van de bevolking, vermengd met enkele vervuilende elementen, zoals lood, aluminium, zink, enz., ook onvermijdelijk.
Tegelijkertijd nemen met de ontwikkeling van de industrie en de technologische vooruitgang de kwaliteitseisen voor alle soorten gietstukken met de dag toe. Op dit moment besteden mensen meer aandacht aan de vraag naar hoogwaardig nodulair gietijzer, dikke dwarsdoorsnede, ferriet nodulair gietijzer neemt toe, en isothermisch dovend nodulair gietijzer en vermiculair ijzer worden geleidelijk gepopulariseerd en toegepast. Al deze zijn nodig om de zuiverheid van gietijzermateriaal te verbeteren, de last veroorzaakt door de impact van storende elementen is een probleem geworden waar we mee te maken hebben, de productie en toepassing van hoogzuiver ruwijzer werd ook de focus van de gietindustrie .
Er moet ook worden opgemerkt dat het verbruik van verschillende onderdelen van grijs gietijzer in verschillende landen in de wereld tot nu toe nog steeds veel groter is dan dat van nodulair gietijzer en vermiculair gietijzer samen. Bovendien wordt steeds meer gevraagd naar de inwendige kwaliteit van grijs gietijzer, het dunwandige gietwerk en de constante productkwaliteit. Daarom wordt voor het smelten van grijs gietijzer steeds meer aandacht besteed aan het gebruik van hoogzuiver ruwijzer als metaallading.
Naast traditioneel houtskoolruwijzer gemaakt in Zweden, is de eerste producent van zeer zuiver ruwijzer een Canadees bedrijf, Qit-Fer et Titane, gevestigd in Sorel, Quebec, dat titania-rijk ijzererts produceert ongeveer 1000 km naar het noordoosten. Het bedrijf maakt zeer zuiver ruwijzer en titaniumhoudende ijzerlegeringen. QIT betekent in feite Quebec iron, titanium company.
De handelsnaam van het zeer zuivere ruwijzer dat door het bedrijf wordt geproduceerd, wordt "Sorelmetal" genoemd, dat wil zeggen zeer zuiver ruwijzer voor QIT-gietwerk. De productie van Sorelmetal kent een geschiedenis van meer dan 50 jaar. Aanvankelijk werd het veel gebruikt in de auto-industrie van de Verenigde Staten en Canada. Later werd het verkocht aan andere landen over de hele wereld. Later richtte QIT een RMB-bedrijf op in Zuid-Afrika en produceerde ook Sorelmetal.
Sorelmetal wordt niet gesmolten in een hoogoven, het wordt gemaakt door ijzererts en antraciet te mengen in een vlamboogoven, die wordt verwarmd en vervolgens geleidelijk wordt gereduceerd en gesmolten met behulp van de variërende stabiliteit van verschillende metaaloxiden, volgens QIT's boek Suggestions for Ductile Iron Productie. (Wat betreft de fabricagemethode van Sorelmetal, de auteur en kameraad Qian Li hadden een korte discussie, en wij zijn van mening dat de bovenstaande verklaring van het bedrijf QIT problematisch is, of op zijn minst onnauwkeurig. Vanuit het oogpunt van de chemische samenstelling van Sorelmetal, het had geoxideerd moeten zijn.)
Hoogzuiver ruwijzer kan worden gemaakt door gesmolten ijzer in een hoogoven te oxideren. De belangrijkste punten bij het op deze manier produceren van hoogzuiver ruwijzer zijn: het gesmolten ijzer uit het hoogovensmelten wordt met zuurstof of lucht geblazen en behandeld met oxidatie. Door de oxidatiebehandeling kan de fosfor in de ijzeroplossing grotendeels worden verwijderd, een deel van de ontzwaveling, tegelijkertijd worden ook silicium, mangaan, titanium, vanadium, chroom en andere gemakkelijk geoxideerde elementen verwijderd, zodat de inhoud van verschillende onzuiverheden zijn zeer laag. De apparatuur die voor de zuiveringsbehandeling wordt gebruikt, kan een convertor zijn, of het kan in een galmoven of in een groot vat worden geblazen.
Sinds het einde van de jaren zeventig produceren zowel Nippon Steel als Kobe Steel in Japan zeer zuiver ruwijzer door oxidatie. Rusland en Brazilië zouden het proces ook zijn gaan gebruiken om hoogzuiver ruwijzer te produceren.
Op dit moment heeft China ook drie binnenlandse fabrikanten van hoogovensmelters die ruwijzer produceren: baotong Company, gevestigd in Chengde City, provincie Hebei, met behulp van oxidatiezuiveringsbehandeling; Er zijn ook fabrikanten, door strikte controle van de samenstelling van ruw ijzererts, de productie van hoogzuiver ruwijzer.
Om te voldoen aan de behoeften van de ontwikkeling van de Chinese gieterij-industrie, heeft de China Foundry Association de industriestandaard geformuleerd voor "hoogzuiver gietijzer voor gebruik in gieterijen".
Er moet met name worden vermeld dat de slak die ontstaat bij het smelten van hoogzuiver ruwijzer een hernieuwbare hulpbron is, die een verscheidenheid aan metaaloxiden bevat. Afhankelijk van de samenstelling van ijzererts kunnen er dunne en dure metalen uit worden gewonnen. Het ijzererts dat qIT-fer et Titane GEBRUIKT om ijzer te maken, bevat bijvoorbeeld een aanzienlijke hoeveelheid titanium en maakt er het beste van. Als het gebruikte ijzererts meer vanadium en titanium bevat, is de slak die ontstaat bij het smelten van hoogzuiver ruwijzer de grondstof voor de winning van vanadium en titanium en zijn de inkomsten uit het hergebruik van slak eigenlijk niet lager dan de waarde van ruwijzer. Daarom zal het zeer zuivere ruwijzer geproduceerd door ijzerfabrieken, als het volledige gebruik van hulpbronnen wordt gerealiseerd, de prijs niet erg hoog kunnen zijn, in dit opzicht zal het ook een voordeel hebben.
Er moet met name worden opgemerkt dat om aan de behoeften van verschillende klanten te voldoen, ook de variëteit en kwaliteit van hoogzuiver gietijzer voortdurend in ontwikkeling is. Hier, volgens het recente onderzoekswerk van Kobe Steel, wordt als volgt een korte inleiding gegeven.
Het gietijzer met hoge zuiverheid dat wordt geproduceerd door middel van een eenvoudige oxidatiemethode, moet worden verbeterd
Gietijzer dat een wettelijk systeem van zeer zuiver ijzeroxide in de industrie aanneemt, heeft meer dan 50 jaar toepassingsgeschiedenis, vanwege de fosfor, zwavel, gemakkelijke oxidatie van titanium, vanadium en verschillende elementen van het gehalte is zeer laag, kan aanzienlijk verminderen allerlei legeringselementen in staalschroot en het negatieve effect op de kwaliteit van gietijzeren onderdelen interferentie-elementen, speelden een belangrijke rol bij het verbeteren van de kwaliteit van het gietstuk. In het praktische toepassingsproces hebben we echter geleidelijk ervaren dat het nog steeds enkele onbevredigende aspecten, die voortdurend moeten worden verbeterd en verbeterd.
(1) Vanwege het effect van sterke oxidatie is het siliciumgehalte erg laag, zijn gietijzeren blokken allemaal wit weefsel, in gesmolten ijzer is de koolstofkern te klein, de mate van onderkoeling is groot, het effect van inteeltbehandeling is niet goed, gieten is gemakkelijk om onderkoelde structuur en krimpdefecten te produceren, vooral niet bevorderlijk voor de productie van hoogwaardig dunwandig grijs gietijzer.
(2) Hoewel het gehalte aan verschillende storende elementen in dit soort hoogzuiver ruwijzer erg laag is, is de afwijking van het koolstofequivalent van het eutectische punt te groot, is het smeltpunt hoog en is het energieverbruik hoog bij smelten in een inductiefornuis.
(3) Het gehalte aan zuurstof en stikstof in dit zeer zuivere ruwijzer is hoog en na oxidatiebehandeling bevat ruwijzer meer niet-metalen insluitsels. Gietstukken gemaakt als basisgrondstoffen zijn gevoelig voor blaasgatdefecten. Als er andere factoren bij het productieproces betrokken zijn, zijn ze geneigd om blaasgaten te produceren.
(4) Laag zwavelgehalte, als grondstof bij de productie van inductieovens van grijs gietijzer, de moeilijkheid van inoculatie en behandeling.
Het werk is al gedaan om hoogzuiver ruwijzer te verbeteren
Om ervoor te zorgen dat de gebruikers van hoogzuiver ruwijzer grotere voordelen behalen bij het verbeteren van de productkwaliteit, het verlagen van de productiekosten, het besparen van energie en het verminderen van emissies, heeft Kobe Steel de afgelopen jaren veel onderzoek gedaan naar de verbetering van hoogzuiver gietijzer en heeft op de volgende punten goede resultaten behaald.
1. Verbeter het siliciumgehalte van hoogzuiver ruwijzer
Na oxidatie wordt het gehalte aan silicium en desoxidatie van gesmolten ijzer in de hoogoven verhoogd, zodat het koolstofequivalent de eutectische samenstelling benadert, en worden maatregelen genomen om stikstof te verwijderen. Deze verbetering heeft de volgende effecten:
1) Het smeltpunt van ruwijzerstaaf wordt verlaagd en het kan worden gebruikt als de lading van een inductieoven, wat het energieverbruik tijdens het smeltproces kan verminderen;
2) De mate van onderkoeling van gietijzer wordt verminderd. Bij het produceren van grijs gietijzer is het effect van de inentingsbehandeling goed, wat bevorderlijk is voor de productie van dunwandige onderdelen;
3) Nodulair gietijzer dat voor het maken wordt gebruikt, kan de rek en taaiheid verbeteren;
4) De kans op gietporositeit wordt verkleind.
2. Zorg voor hoogzuiver ruwijzer met een bepaald zwavelgehalte voor de productie van grijs gietijzer
Het zwavelgehalte van gesmolten ijzer moet 0.06 ~ 0.08% zijn om het goede effect van inenting te garanderen. De gebruikelijke maatregel is om FeS toe te voegen aan de oven. Tijdens het smeltproces in de elektrische oven neemt de zwavel echter toe door dit proces en is de zwavelopbrengst onstabiel.
Om het effect van de inentingsbehandeling te stabiliseren en de consistentie van de gietkwaliteit te waarborgen, is het noodzakelijk om een bepaald zwavelgehalte te hebben in hoogzuiver ruwijzer. De specifieke inhoud kan worden overeengekomen volgens de wensen van de klant.
3. Antiroestbehandeling van ruwijzerstaaf voorzien
Het is noodzakelijk om het vocht in de lading strikt te beheersen wanneer de oven in een gieterij wordt gebruikt. De kwaliteit van gietproducten kan worden beïnvloed als de door ijzerfabriek geleverde ruwijzerstaaf rode roest op het oppervlak veroorzaakt als gevolg van vocht tijdens opslag en transport en gekristalliseerd water bevat. Ook de onderdrukking van rode roest is een noemenswaardig probleem.
In het productieproces van ruwijzerstaaf in Kobe Steel, wordt de gevormde ruwijzerstaaf bij hoge temperatuur uit de mal gehaald en in speciale apparatuur geplaatst om het oppervlak zwarte roest te laten produceren zonder kristalwater, om te voorkomen dat het van het produceren van rode roest in het opslag- en transportproces later.
Het vooruitzicht van toepassing van hoogzuiver ruwijzer
In de afgelopen jaren heeft de toepassing van hoogzuiver ruwijzer in de gieterij-industrie in sommige geïndustrialiseerde landen een goede impuls gekregen. Volgens de gepubliceerde, onvolledige statistieken van Japan: in 1997 bedroeg het nationale verbruik van gietijzer, hoogzuiver ruwijzer minder dan 20%; In 2002 steeg het tot 31%. Bovendien verkocht Kobe Steel onlangs ongeveer 60 procent van zijn gietijzer, aldus het bedrijf.
Met de voortdurende verbetering van de kwaliteit van ruwijzer met hoge zuiverheid, nemen de variëteiten geleidelijk toe, zal de prijs niet erg hoog zijn en kan deze zich aanpassen aan de eisen van verschillende klanten, het toepassingsperspectief is zeer optimistisch.
Sommige mensen in Japan zijn van mening dat het gebruik van inductieovensmelten van gietijzerondernemingen, hoogzuiver ruwijzer in het aandeel van de last zal blijven toenemen, in de toekomst is het mogelijk om slechts een zeer kleine hoeveelheid hoogwaardig schroot staal om het koolstofgehalte aan te passen en de retourlading en hoogzuiver ruwijzer als de belangrijkste last. Op deze manier zal het voor de gieterijbedrijven van groot voordeel zijn om de productkwaliteit te verbeteren en de productiekosten te verlagen.
