Časť I: Bezpečnosť je prvoradá
Akákoľvek operácia zahŕňajúca roztavený kov predstavuje mimoriadne vysoké riziko. Ako a Liatinové odlievanie začiatočník, musíte umiestniť bezpečnosť predovšetkým a prísne dodržiavať nasledujúce prevádzkové normy:
1. Prísna implementácia osobných ochranných prostriedkov (OOP)
- Ochrana celého tela: Musíte nosiť v súlade s normami obleky spomaľujúce horenie/kožené pracovné odevy na ochranu pred sálavým teplom a zabránenie rozstrekovaniu roztaveného kovu.
- Ochrana očí a tváre: Špecializované oblečenie celotvárové štíty (s tónovanými filtrami na ochranu pred intenzívnym svetlom a infračerveným žiarením) a bezpečnosť glasses .
- Ochrana rúk: Použite tepelne odolné rukavice s dlhou rukoväťou .
- Ochrana chodidiel: Opotrebenie bezpečnosť boots (musia byť navrhnuté tak, aby boli odolné voči nárazom, prepichnutiu a zabraňovali zatekaniu roztaveného kovu).
- Použitie nástroja: Uistite sa, že všetky nástroje, ktoré prichádzajú do kontaktu s roztaveným kovom, sú s dlhou rukoväťou a boli pred použitím potvrdené, že sú suché a predhriate.
2. Prevencia nebezpečenstiev výbušnín
- Prísne odvlhčovanie: Toto je najkritickejšie bezpečnostné opatrenie. Ak sa roztavený kov dostane do kontaktu s akoukoľvek vlhkosťou (dokonca aj v stopových množstvách v nástrojoch, vložkových materiáloch alebo zliatinách), okamžite vytvorí veľké množstvo pary, čo spôsobí prudký výbuch pary ktorý všade rozstrekuje roztavený kov.
- Predhrievanie nabíjania: Pred pridaním akéhokoľvek vratného šrotu, oceľového šrotu alebo dokonca legujúcich prísad (ako ferosilicium, karburátory) do pece musí byť dôkladne upečený a predhriaty to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.
3. Toxické plyny a kontrola životného prostredia
- Vetranie: Najmä pri tavení vzniká veľké množstvo výparov carbon monoxide ($\text{CO}$) z oxidácie a horenia na povrchu taveniny. Taviaca dielňa musí mať vysoko účinné lokálne odsávacie vetranie a dobré celkové vetranie predajne.
- Monitorovanie vzduchu: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.
Časť II: Účinná kontrola obsahu uhlíka a kremíka
Vlastnosti liatiny sú primárne určené obsahom uhlíka ($%C$) a obsahom kremíka ($%Si$), ktoré spolu určujú správanie pri tuhnutí a konečnú mikroštruktúru. Toto sa často hodnotí pomocou Uhlíkový ekvivalent (CE) :
$$CE = %C \frac{%Si %P}{3}$$
1. Kontrola a úprava obsahu uhlíka ($%C$) (nauhličovanie)
Uhlík je základným prvkom na formovanie grafitu a určovanie tekutosti liatiny. Keď sa uhlík stratí počas tavenia alebo je v náplni nedostatočný, a karburátor treba pridať.
- Výber karburátora: Čistota a veľkosť častíc karburátora priamo ovplyvňuje jeho rýchlosť rozpúšťania a účinnosť nauhličovania (percento pridaného uhlíka absorbovaného roztaveným železom).
- Vysoko čistý grafit/umelý grafit: Vysoká čistota, pevný uhlík $>98%$, najvyššia miera absorpcie (zvyčajne $>90%$), vhodný pre taveniny s vysokými požiadavkami alebo tavenie v indukčnej peci.
- Ropný koks: Nákladovo efektívny, pevný uhlík medzi $ 90% - 95% $, bežne používaný karburátor.
- Optimálny spôsob pridávania: Účinnosť nauhličovania úzko súvisí s polohou a načasovaním pridávania.
- Prídavok stredného nabitia (elektrická pec): Toto je najviac odporúčané metóda. Zmiešajte karburátor s časťou náplne (ako vratný šrot alebo oceľový šrot) a umiestnite ho do strednej a spodnej časti taviaceho bazéna. Počas tavenia má karburátor dlhší čas kontaktu v prehriatej zóne na rozpustenie, čím sa dosiahne vyššia rýchlosť absorpcie.
- Pridanie povrchu pred poklepaním: Vhodné na drobné úpravy. The troska musí byť dôkladne odstredená najprv sa potom karburátor rovnomerne nasype na povrch, pomocou elektromagnetické miešanie (v indukčných peciach) alebo ručné miešanie na podporu rozpúšťania. Táto metóda je relatívne menej účinná, ale jednoduchšia na obsluhu.
2. Kontrola a úprava obsahu kremíka ($%Si$) (silikonizácia)
Silikón je silný promótor grafitizácie , rozhodujúci pre zamedzenie tvorby bielej liatiny.
- Hlavný zdroj kremíka: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
- Spôsob pridávania: Zvyčajne sa pridáva do tekutý kov tesne pred čapovaním . Aby sa zabezpečila homogenita, mal by sa pridať po zozbieraní trosky a ponechať dostatočne dlhý čas na namáčanie (asi 5-10 minút), aby sa umožnilo úplné roztopenie a premiešanie.
- Dôležitosť predhrievania: Hrudky ferosilikónu sa musia predhriať, aby sa zabránilo výbuchom pary z vlhkosti.
- Kombinovaná uhlíkovo-kremíková prísada: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) je vynikajúca kompozitná prísada.
- Princíp: $\text{SiC}$ 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.
- Výhody: Súčasne zvyšuje $%C$ a $%Si$ a má vynikajúce predočkovanie účinky, prispievajúce k tvorbe jemného grafitu. Zvyčajne sa pridáva do poplatok as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.
3. Predchádzanie a kompenzovanie strát oxidáciou
Počas procesu tavenia, najmä v neskorších fázach tavenia a prehrievania, môže dôjsť k strate uhlíka a kremíka v dôsledku reakcie s atmosférou alebo oxidmi v troske:
- Reakcie vyhorenia:
- $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
- $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
- Protiopatrenia:
- Kontrola trosky: Včasné 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.
- Kompenzácia: Pri určovaní výsledného zloženia je isté príspevok na výpalné To znamená, že pridané množstvo by malo mierne presiahnuť cieľovú hodnotu, aby sa kompenzovali bežné straty počas tavenia.
Časť III: Porovnanie bežných uhlíkových a kremíkových kontrolných materiálov
Aby sme vám pomohli urobiť informovaný výber, nižšie uvedená tabuľka uvádza bežné uhlíkové a kremíkové nastavovacie materiály a ich kľúčové vlastnosti:
| Názov materiálu | Hlavná zložka | Prvok je dodaný | Odporúčaný spôsob pridávania | Účinnosť nauhličovania/silikonizácie | Kľúčové vlastnosti |
| Vysoko čistý/umelý grafit | Fixed Carbon $>98%$ | Carbon ($\text{C}$) | Stredné nabitie alebo tekutý povrch | Extrémne vysoká (nauhličovanie) | Najvyššia čistota, rýchla rýchlosť rozpúšťania, vhodná na presnú kontrolu. |
| Karburátor ropného koksu | Pevný uhlík $ 90 % - 95 % $ | Carbon ($\text{C}$) | Stredné nabíjanie | Relatívne vysoká (nauhličovanie) | Cenovo výhodné, najpoužívanejšie. |
| Ferrosilicon ($\text{FeSi}75$) | Kremík $\cca 75%$ | Silicon ($\text{Si}$) | Pridávanie tekutého povrchu/prúdu | Vysoká (silikonizácia) | Najbežnejšie silikonizačné činidlo; musí byť predhriaty a vysušený. |
| Silicon Carbide ($\text{SiC}$) | High $\text{SiC}$ Content | Carbon ($\text{C}$) and Silicon ($\text{Si}$) | Stredné nabíjanie | Vysoká (dvojitá funkcia) | Simultaneously provides $\text{C}$ and $\text{Si}$, and has a pre-inoculation effect. |
