卷入的夾雜物

  以前把從外源引入的大部分夾雜物稱為“外來夾雜物”，
這個名稱不僅不雅，也無助于很好地描述夾雜物的來源和形成方式
。“卷入”才真正表達了合并機制?！熬砣搿边@個單詞才真正引起
了大家對事實的注意，夾雜物通過金屬液表面并被包裹在表面氧化
膜內(nèi)。根據(jù)氧化膜的干硬程度或黏性大小和氧化膜包裹的反應速率
與卷入顆粒的反應速率，這些包裹的碎片隨后可能成為裂紋或氣孔
的萌生源。在卷入過程中，也有可能將金屬帶入，因此會出現(xiàn)中間
有金屬顆粒的卷入夾雜物。碳鋼和低合金鋼中宏觀夾雜物類型的分
布。結果讓人非常吃驚，他發(fā)現(xiàn)再氧化缺陷(--次氧化)占所有夾雜
物的82％。這些都是我們熟悉的雙層膜，這種膜是在鋼水從熔煉爐
進入鋼包、鋼包經(jīng)過澆注系統(tǒng)進入鑄型時由表面湍流造成的。另外
，他還發(fā)現(xiàn)有14％的宏觀夾雜物是造型材料，我們深知造型材料進
入金屬液也發(fā)生在卷入過程中，這樣就有96％的夾雜物是澆注過程
中卷入的。

  只有約4%的宏觀夾雜來源于外部，包括熔渣的帶入、耐火
材料顆粒和脫氧產(chǎn)物。
  這個清晰的結果突出了鋼水離開熔煉爐和鋼包后與外部環(huán)
境反應的重要性。澆注過程及鋼水通過澆注系統(tǒng)進入砂型的途徑，
為爐中添加的脫氧元素提供了反應機會，而脫氧劑旨在減少鋼水中
氧含量。未反應的殘留脫氧劑還會繼續(xù)和空氣及鑄型中的氣體反應
。這些觀察確認了，由于表面湍流，在澆注過程或澆道中的脫氧劑
與氣體的反應具有壓倒性的影響，這些反應缺陷足以毀掉鑄件。
  對于小型鑄鋼件，好的澆注系統(tǒng)通常不是問題。對于大型
鑄鋼件，就另當別論了，因為金屬液必須經(jīng)受很高的流速，這種現(xiàn)
象部分是由于采用底漏鋼包造成的，部分是采用又垂直又高的澆道
造成的。
  以前使用相當差的澆注系統(tǒng)，普遍認為鋼水會高速沖擊鑄
型壁耐火材料。并不明智的解決辦法是澆注系統(tǒng)中普遍使用預制成
型的耐火材料直管和彎管。這種標準形狀的直管和彎管的連接，意
味著不能很容易地獲得很好的帶有錐度(漸縮)的直澆道，導致很多
氣體進入澆道金屬液中。橫澆道中混亂的表面湍流，還有型腔金屬
液中上升氣泡的破裂而產(chǎn)生的泡沫和金屬液飛濺，表明二次氧化產(chǎn)
物問題是一個自發(fā)產(chǎn)生的后果。
  一般的鑄鋼車間經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況，修補鑄件的焊接
工人要多于鑄造工人，這種令人遺憾的情形是由于澆注過程中出現(xiàn)
的表面湍流造成的。即便如此，應該承認這樣的結論很容易得到，
但很難對它有所作為。因為還不太容易為鋼件鑄造提供一個很好的
充型系統(tǒng)。這個困難已經(jīng)在第二卷中提到，在那里還推薦了較好的
充型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)前端采用砂型澆口杯(一個合理的澆口杯和帶
錐度的直澆道組合很少會遭到鋼水的破壞)，其他部分采用可接受
和便利的陶瓷管。下面，我們將討論一下目前不合理澆注系統(tǒng)帶來
的問題。

(本文由上海光學儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復制http://www.sgaaa.com)