铸造焦物理和化学性质如何影响铸件生产

作者：  来源：  时间：2012-08-06  浏览427次

铸造焦质量影响铸件质量，而铸造焦品质由化学性质和物理机械性质两方面构成，下面我们逐一解释。

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一、铸造焦化学性质由固定碳、挥发分、水分、灰分、硫分、磷分来体现。

1、固定碳和挥发分：固定碳是铸造焦的主要成分。将铸造焦再次隔绝空气加热到950℃以上，从中析出挥发物，剩余部分系固定碳和灰分。

2、铸造焦挥发分即挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志，我国标准≤1.5%、美国≤1%，挥发分过高如2%～3%则表示焦炭不成熟(生焦)，挥发分如0.5%则过低表示焦炭过烧(过火焦)即熟透了。生焦耐磨性差，使高炉透气性不好，并能引起挂料、增加吹损，破坏冲天炉操作制度。熟焦易碎，容易落入熔渣中，造成排渣困难、风口烧坏等现象。

3、灰分：铸造焦燃烧后的残余物是灰分，它是焦炭中的有害杂质，其中主要是二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)，还有氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等氧化物,其中二氧化硅占40%左右，灰分含量增高，固定碳减少。冲天炉熔炼过程中，为造渣所消耗的石灰石和热量将增加，冲天炉利用系数降低，焦铁比增加。因煤在炼焦过程中灰分全部转入铸造焦，故铸造焦灰分高低决定于煤的灰分，焦炭灰分越低越好，对冲天炉操作越有利。从目前实践看，灰分每降低1%、铁水温度可提高5℃～7℃，所以，铸造企业采购铸造焦时希望灰分越低越好。我国标准：特级铸造焦灰分≤8.00%、一级灰分8.01～10.00%、二级灰分10.01%～12.00%。

4、水分：铸造焦在102℃～105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分。我国铸造焦水分标准≤5%。焦炭水分力求稳定，因冲天炉生产一般以湿焦计量，焦炭水分波动，对冲天炉操作不利，造成炉况波动。比较难以控制，尤其湿法熄焦，同时露天存放，难以控制，目前俄罗斯铸造水分标准≤7%、日本≤5%。5、硫分：铸造焦硫分占冲天炉配料中硫来源的80%以上，硫进入铁水造成铸件含硫高，为除去这部分硫，需增加熔剂脱硫，影响冲天炉正常生产。在炼焦过程中，煤中硫分的70%～90%转入焦炭，故焦炭硫分高低，决定于煤的硫分，一般铸造焦硫分≤0.6%。硫越低越好，美国铸造焦0.45%～0.50%，我国标准：特级硫分≤0.6%、一、二级硫分≤0.8%。铸造焦中硫进入铸件后可导致铸件本体韧性差、加工性能差。铸造焦硫分的构成：有机硫、硫化物、硫酸盐、其中有机硫最难清除。

6、磷分：铸造焦中的磷分在熔铁时大部分转入铁水中，铁水含磷使其冷脆性变大，用于浇注铸件时，磷难以除掉，因此铁水中磷分越低越好，而炼焦煤的磷分决定了焦炭硫分的高低。

二、铸造焦的物理机械性质由块度、筛分组成、转鼓强度、落下强度、气孔率体现。

1、块度：冲天炉对铸造焦的要求，应该是块度均匀、有利于炉内通风和充分燃烧，块度(做层焦)大小一般为冲天炉内径的1/8～1/10，块度每增加10毫米，铁水温度增加8℃；而铸造焦形状越接近球状即团块焦，铁水温度可提高14℃～16℃，所以，铸造企业首先要求铸造焦块度形状和均匀，其次才是块度越大越好，但要与冲天炉内径匹配。

2、筛分组成：为使冲天炉透气性好，铸造焦炭块度要均匀，我国铸造焦筛分块度标准：＞80毫米、60～80毫米、＞60毫米统焦和＜40毫米的碎焦四级，其中＜40毫米≤4%。

3、转鼓强度(M40，M10)：体现铸造焦的耐磨性和抗碎性，转鼓试验：就是模仿铸造炭在冲天炉熔炼过程中的撞击、挤压、研磨将一个十分复杂的受力情况，加以简化的试验方法。在转鼓中装入＞80毫米的焦炭50千克，以每分钟25转速度转动4分钟，然后取出焦炭在孔径分别为40毫米和10毫米的圆孔筛上过筛，以＞40毫米和＜10毫米的重量各占试样总重量的百分比为指标。前者以M40表示抗碎指标，后者以M10表示耐磨指标。实践证明：转鼓强度每增加10个单位、冲天炉铁水温度提高4℃，两者为线性关系。我国转鼓强度即M40标准：特级铸造焦M40≥85%、一级M40≥81%、二级M40≥77%。
 

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