สิ่งที่ต้องอ่านสำหรับผู้เริ่มต้นในการหล่อ: จะควบคุมปริมาณคาร์บอนและซิลิคอนอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพได้อย่างไรในระหว่างการถลุงเหล็กหล่อ

ส่วนที่ 1: : ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

การดำเนินการใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับโลหะหลอมเหลวถือเป็นความเสี่ยงที่สูงมาก ในฐานะที่เป็น การหล่อเหล็กหล่อ ผู้เริ่มต้นคุณต้องวาง ความปลอดภัย เหนือสิ่งอื่นใดและยึดถือมาตรฐานการปฏิบัติงานดังต่อไปนี้อย่างเคร่งครัด:

1. การใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) อย่างเข้มงวด

• การป้องกันร่างกายเต็มรูปแบบ: คุณต้องสวมชุดที่ได้มาตรฐาน ชุดกันไฟ/ชุดทำงานหนัง เพื่อป้องกันความร้อนจากการแผ่รังสีและป้องกันการกระเด็นของโลหะหลอมเหลว
• การป้องกันดวงตาและใบหน้า: สวมใส่โดยเฉพาะ ชิลด์แบบเต็มหน้า (พร้อมฟิลเตอร์กรองแสงเพื่อป้องกันแสงจ้าและรังสีอินฟราเรด) และ ความปลอดภัย glasses .
• การป้องกันมือ: ใช้ ถุงมือกันความร้อนด้ามจับยาว .
• การป้องกันเท้า: สวมใส่ ความปลอดภัย boots (ต้องออกแบบให้ทนทานต่อแรงกระแทก เจาะทะลุ และป้องกันไม่ให้โลหะหลอมเหลวไหลเข้ามา)
• การใช้เครื่องมือ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องมือทั้งหมดที่สัมผัสกับโลหะหลอมเหลวอยู่ ด้ามยาว และได้รับการยืนยันว่าแห้งและอุ่นก่อนใช้งาน

2. การป้องกันอันตรายจากการระเบิด

• ลดความชื้นอย่างเข้มงวด: นี่เป็นมาตรการด้านความปลอดภัยที่สำคัญที่สุด หากโลหะหลอมเหลวสัมผัสกับความชื้นใดๆ (แม้แต่ปริมาณเล็กน้อยในเครื่องมือ วัสดุอัดประจุ หรือโลหะผสม) มันจะสร้างไอน้ำปริมาณมากทันที ทำให้เกิดความรุนแรง การระเบิดของไอน้ำ ที่สาดโลหะหลอมเหลวไปทุกที่
• ชาร์จอุ่น: ก่อนที่จะเติมเศษคืน เศษเหล็ก หรือแม้แต่สารเติมแต่งอัลลอยด์ (เช่น เฟอร์โรซิลิกอน คาร์บูไรเซอร์) ลงในเตาเผา พวกเขาจะต้อง จะต้องอบอย่างทั่วถึงและอุ่นก่อน to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.

3. ก๊าซพิษและการควบคุมสิ่งแวดล้อม

• การระบายอากาศ: จะเกิดควันจำนวนมากในระหว่างการถลุงโดยเฉพาะ carbon monoxide ($\text{CO}$) จากการเกิดออกซิเดชันและการเผาไหม้บนพื้นผิวหลอมละลาย ร้านละลายต้องมี การระบายอากาศเสียในท้องถิ่นที่มีประสิทธิภาพสูง และการระบายอากาศภายในร้านโดยรวมดี
• การตรวจสอบอากาศ: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.

ส่วนที่ 2: การควบคุมปริมาณคาร์บอนและซิลิคอนอย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติของเหล็กหล่อถูกกำหนดโดยปริมาณคาร์บอน ($%C$) และปริมาณซิลิกอน ($%Si$) เป็นหลัก ซึ่งควบคุมพฤติกรรมการแข็งตัวและโครงสร้างจุลภาคขั้นสุดท้ายร่วมกัน สิ่งนี้มักได้รับการประเมินโดยใช้ เทียบเท่าคาร์บอน (CE) :

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

1. การควบคุมและการปรับปริมาณคาร์บอน ($%C$) (คาร์บูไรเซชัน)

คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักในการขึ้นรูปกราไฟท์และกำหนดความลื่นไหลของเหล็กหล่อ เมื่อคาร์บอนสูญเสียไประหว่างการหลอมละลายหรือมีประจุไม่เพียงพอ ก คาร์บูเรเตอร์ จะต้องเพิ่ม

• การเลือกคาร์บูไรเซอร์: ความบริสุทธิ์และขนาดอนุภาคของคาร์บูไรเซอร์ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการละลายและ ประสิทธิภาพการทำให้คาร์บูไรเซชัน (เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนที่เพิ่มเข้าไปที่เหล็กหลอมเหลวดูดซับ)
  • กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง/กราไฟท์เทียม: ความบริสุทธิ์สูง คาร์บอนคงที่ $>98%$ อัตราการดูดซึมสูงสุด (ปกติ $>90%$) เหมาะสำหรับการหลอมหรือการถลุงเตาเหนี่ยวนำที่มีความต้องการสูง
  • ปิโตรเลียมโค้ก: คาร์บอนคงที่ที่คุ้มต้นทุนอยู่ระหว่าง $90%-95%$ ซึ่งเป็นคาร์บูไรเซอร์ที่ใช้กันทั่วไป
• วิธีการเติมที่เหมาะสมที่สุด: ประสิทธิภาพการทำให้คาร์บูไรเซชันมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับตำแหน่งและระยะเวลาในการเติม
  • การเติมประจุกลาง (เตาไฟฟ้า): นี่คือ แนะนำมากที่สุด วิธีการ ผสมคาร์บูไรเซอร์กับประจุบางส่วน (เช่น เศษคืนหรือเศษเหล็ก) แล้ววางไว้ตรงกลางและส่วนล่างของบ่อหลอม ในระหว่างการหลอมละลาย คาร์บูไรเซอร์จะมีเวลาสัมผัสนานขึ้นในโซนร้อนยวดยิ่งในการละลาย จึงมีอัตราการดูดซึมสูงขึ้น
  • การเพิ่มพื้นผิวก่อนการแตะ: เหมาะสำหรับการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย ที่ ตะกรันจะต้องถูกพร่องมันเนยอย่างทั่วถึง ขั้นแรกจากนั้นจึงใช้คาร์บูไรเซอร์โรยบนพื้นผิวให้เท่ากัน การกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (ในเตาหลอมเหนี่ยวนำ) หรือการกวนด้วยตนเองเพื่อส่งเสริมการละลาย วิธีนี้ค่อนข้างมีประสิทธิภาพน้อยกว่าแต่ใช้งานได้ง่ายกว่า

2. การควบคุมและการปรับเนื้อหาซิลิกอน ($%Si$) (ซิลิกอนไนซ์)

ซิลิคอนมีความแข็งแรง โปรโมเตอร์การสร้างกราฟ สำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการเกิดเหล็กหล่อขาว

• แหล่งที่มาของซิลิคอนหลัก: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
  • วิธีการบวก: มักจะเพิ่มเข้าไปใน โลหะเหลวก่อนที่จะแตะ . เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นเนื้อเดียวกัน ควรเติมหลังจากขจัดตะกรันแล้ว และพักไว้เป็นเวลาแช่ที่เพียงพอ (ประมาณ 5-10 นาที) เพื่อให้ละลายและผสมได้อย่างสมบูรณ์
  • ความสำคัญของการอุ่นเครื่อง: ต้องอุ่นก้อนเฟอร์โรซิลิกอนก่อนเพื่อป้องกันการระเบิดของไอน้ำจากความชื้น
• สารเติมแต่งคาร์บอน-ซิลิคอนแบบรวม: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) เป็นสารเติมแต่งผสมชั้นเยี่ยม
  • หลักการ: $\text{SiC}$ 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.
  • ข้อดี: มันเพิ่ม $%C$ และ $%Si$ ไปพร้อมๆ กัน และมีความยอดเยี่ยม การฉีดวัคซีนล่วงหน้า ทำให้เกิดกราไฟท์เนื้อละเอียด มันมักจะถูกเพิ่มเข้าไปใน ค่าใช้จ่าย as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.

3. การหลีกเลี่ยงและการชดเชยการสูญเสียการเกิดออกซิเดชัน

ในระหว่างกระบวนการถลุง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะต่อมาของการหลอมเหลวและการให้ความร้อนยวดยิ่ง คาร์บอนและซิลิคอนอาจสูญเสียไปเนื่องจากปฏิกิริยากับบรรยากาศหรือออกไซด์ในตะกรัน:

• ปฏิกิริยาการเผาไหม้:
  • $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
  • $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
• มาตรการรับมือ:
  • การควบคุมตะกรัน: ทันเวลา 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.
  • ค่าตอบแทน: เมื่อพิจารณาองค์ประกอบสุดท้ายแล้ว ค่าเผื่อการเผาผลาญ ควรคำนึงถึงด้วย ซึ่งหมายความว่าปริมาณที่เพิ่มควรเกินค่าเป้าหมายเล็กน้อยเพื่อชดเชยการสูญเสียตามปกติระหว่างการถลุง

ส่วนที่ 3: การเปรียบเทียบวัสดุควบคุมคาร์บอนและซิลิคอนทั่วไป

เพื่อช่วยให้คุณตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูล ตารางด้านล่างแสดงรายการวัสดุที่ใช้ปรับคาร์บอนและซิลิกอนทั่วไปและคุณลักษณะที่สำคัญ: