液態(tài)鐵水中的膜

  當鐵水在爐子或者用傳統(tǒng)耐火材料比如矽石內(nèi)襯的鐵水包中保
持高溫（1500℃）時，能看到一副迷人的景象。鑄鐵液的表面被無
聲而神秘的閃光碎片不時地點綴著，這些現(xiàn)象突然出現(xiàn)并在大約一
秒內(nèi)擴展到覆蓋幾個厘米的尺寸范圍。碎片環(huán)形漂移，與其他的碎
片合并在一起，最后粘到了容器壁上并在容器壁上凝固冷卻而進入
渣殼中。這些碎片由鐵水包壁和包底上耐火材料熔化下來的液滴形
成。當傾斜鐵水包將其清空的時候，能清楚地看到包底直立的“鐘
乳石”和包壁上向上的突起和液滴，這正好標記了液滴脫離的位置。

  與熔融金屬液系統(tǒng)中的所有組分一樣，當熔渣與金屬液反應的
時候，它會很快的改變其成分。在高溫下，熔渣中的鐵、錳、硅將
從各自的氧化物中還原出來，進入鐵水中，而那些穩(wěn)定的氧化物，
比如Al和Ca的氧化物，會聚集成干燥的熔渣，或者叫做渣滓。

  這些在鐵水表面的熔渣層厚度能達到0.1mm 以上（在沖天爐中，
這個厚度經(jīng)常在lOOmm 左右甚至更多）。這一節(jié)并不討論這些宏觀
表面層的問題。關(guān)于這些大尺度表面問題的實用解決方案，會放在
第二卷有關(guān)澆注系統(tǒng)和集渣包的章節(jié)處理。本節(jié)只考慮那些在一定
條件下，金屬液表面自動形成微觀尺度的表面薄膜（無論保溫爐內(nèi)
襯材料的耐火性是如何的好）。

  在氧化環(huán)境下鑄造灰口鑄鐵時，澆注和充型過程中溫度的降低
將保證表面膜在這個關(guān)鍵的后期階段成為液體。如果膜卷入到金屬
液中，它們會很快球化成致密的小圓滴。

  這些小圓滴的密度比鐵水低得多，因此會很快浮起來。到達鑄
件表面之后，它們相互融合，已經(jīng)存在的液態(tài)膜將它們吸收，并在
表面擴展開來。有些灰口鑄鐵表面上的玻璃狀光澤可能就是這種凝
固方式形成的表皮。

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