Anwendung und Vorsichtsmaßnahmen von Elektroöfen beim Grau- und Sphärogussguss

1. Anwendung von Elektroöfen beim Gießen von Grauguss

Grauguss ist die häufigste Gusseisensorte und wird häufig zum Gießen von Komponenten wie Motorblöcken, Maschinenbetten, Rohren und Ventilen verwendet. Elektroöfen werden üblicherweise zum Schmelzen von Grauguss verwendet, insbesondere in Mittelfrequenz-Induktionsöfen und Elektrolichtbogenöfen.

(1) Schmelzprozess von Grauguss

Beim Einsatz von Elektroöfen zum Schmelzen von Grauguss ist die Temperaturkontrolle von entscheidender Bedeutung. Der Schmelzprozess umfasst die folgenden Schritte:

• Beschickung von Ofenmaterialien: Geben Sie Eisenerz, Eisenschrott und Legierungselemente (wie Silizium, Mangan, Chrom, Kupfer usw.) in den Ofen. Um den Kohlenstoffgehalt im Grauguss niedrig zu halten, werden Stahlschrott oder Eisenspäne üblicherweise mit Legierungsmetallen vermischt.

• Erhitzen und Schmelzen: Der Lichtbogenofen oder Mittelfrequenz-Induktionsofen erhitzt die Materialien, um sie zu schmelzen. Während des Schmelzprozesses ist die Temperaturkontrolle sehr wichtig. Eine zu hohe Temperatur kann den Kohlenstoffgehalt übermäßig erhöhen, während eine zu niedrige Temperatur zu schwachen Gussteilen führen kann.

• Hinzufügen von Legierungselementen: Während des Schmelzprozesses werden Legierungselemente wie Silizium, Mangan und Nickel hinzugefügt, um die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften zu verbessern.

• Kontrolle von Ofenschlacke: Beim Schmelzen entstehende Schlacke muss regelmäßig entfernt werden. Ofenschlacke enthält Verunreinigungen, die die Reinheit des geschmolzenen Metalls und die Legierungszusammensetzung beeinträchtigen können.

(2) Vorteile des Elektroofenschmelzens für Grauguss

• Präzise Temperaturregelung: Elektroöfen bieten eine genaue Temperaturregelung und stellen sicher, dass der Schmelzprozess im idealen Bereich bleibt, wodurch Überhitzung oder Abkühlungsprobleme vermieden werden.

• Kontrolle der Legierungszusammensetzung: Elektroöfen ermöglichen eine präzise Kontrolle der Zusammensetzung von Grauguss und stellen so sicher, dass es die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erfüllt.

• Erhöhte Schmelzeffizienz: Mittelfrequenz-Induktionsöfen sorgen für eine schnelle Erwärmung, reduzieren den Wärmeverlust und verbessern die Produktionseffizienz.

(3) Vorsichtsmaßnahmen

• Temperaturkontrolle: Die Schmelztemperatur von Grauguss liegt im Allgemeinen zwischen 1400 °C und 1450 °C. Eine zu hohe Temperatur kann zu überschüssigem Kohlenstoff führen, was sich negativ auf die Qualität und Leistung der Gussteile auswirkt. Eine genaue Steuerung der Ofenleistung und -zeit ist erforderlich.

• Auswahl und Vorbereitung von Ofenmaterialien: Ofenmaterialien sollten sauber und frei von Verunreinigungen sein. Die Auswahl von Stahlschrott und Legierungselementen sollte die richtige chemische Zusammensetzung gewährleisten und jegliche Auswirkungen auf den Schmelzprozess verhindern.

• Oxidation und Legierungsverlust: Beim Hochtemperaturschmelzen kann geschmolzenes Metall mit Sauerstoff unter Bildung von Eisenoxiden reagieren, was zu Materialverlust und Abfall führt. Daher ist die Kontrolle der Ofenatmosphäre unerlässlich.

• Reinigung von Ofenschlacke: Ofenschlacke sollte rechtzeitig gereinigt werden, um zu verhindern, dass sie das geschmolzene Metall verunreinigt und die Qualität der Gussteile beeinträchtigt.

2. Anwendung von Elektroöfen beim Gießen von duktilem Eisen

Sphäroguss (auch Sphäroguss genannt) ist eine Gusseisenart, bei der Graphit in kugelförmiger Form vorliegt und eine hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit bietet. Sphäroguss wird häufig in Komponenten wie Automobilmotorenteilen, Rädern und Maschinenteilen verwendet.

(1) Schmelzprozess von Sphäroguss

Elektroöfen spielen eine Schlüsselrolle beim Schmelzen von Sphäroguss, insbesondere in Mittelfrequenz-Induktionsöfen und Elektrolichtbogenöfen. Der Schmelzprozess umfasst die folgenden Schritte:

• Vorbereitung von Ofenmaterialien: Ähnlich wie bei Grauguss erfordert das Schmelzen von Sphäroguss den Einsatz von Stahlschrott, Legierungselementen und Magnesiumlegierungen. Magnesium ist ein Schlüsselelement für die Umwandlung von Graphit von der Flockenform in die Kugelform.

• Schmelzen und Erhitzen: Ofenmaterialien werden in einen Elektroofen gegeben und im Lichtbogenofen oder Mittelfrequenz-Induktionsofen auf etwa 1500 °C bis 1600 °C erhitzt. Bei der Zugabe von Magnesium ist die Temperaturkontrolle besonders wichtig.

• Hinzufügen einer Magnesiumlegierung: Während des Schmelzprozesses werden Magnesiumlegierungen hinzugefügt, um die Umwandlung des Graphits von Flocken in Kugelform zu fördern. Der Zeitpunkt und die Menge der Magnesiumzugabe müssen streng kontrolliert werden. Nach der Magnesiumzugabe wird die Temperatur innerhalb eines festgelegten Bereichs gehalten, um eine vollständige Reaktion des Magnesiums mit dem geschmolzenen Eisen sicherzustellen.

• Anpassung von Temperatur und Zusammensetzung: Ofentemperatur und -zusammensetzung werden so angepasst, dass sich Magnesiumlegierungen vollständig auflösen und der Kohlenstoffgehalt im gewünschten Bereich bleibt. Zur Erfüllung der Leistungsanforderungen können auch andere Legierungselemente wie Silizium, Mangan und Aluminium hinzugefügt werden.

• In Formen gießen: Das geschmolzene Sphäroguss wird dann zum Gießen in Formen gegossen.

(2) Vorteile des Elektroofenschmelzens für duktiles Eisen

• Kontrolle der Graphitform: Elektroöfen ermöglichen eine präzise Steuerung der Schmelztemperatur und des Zeitpunkts der Magnesiumzugabe und stellen so sicher, dass der Graphit im Eisen kugelförmige Formen annimmt, was die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessert.

• Präzise Kontrolle der Legierungszusammensetzung: Elektroöfen ermöglichen eine genaue Kontrolle der chemischen Zusammensetzung von Sphäroguss, insbesondere für Elemente wie Kohlenstoff, Silizium und Magnesium, und sorgen so für eine stabile Produktqualität.

• Erhöhte Produktionseffizienz: Im Vergleich zu herkömmlichen Hochöfen ist das Schmelzen in Elektroöfen schneller und effizienter, wodurch der Energieverbrauch gesenkt und die Produktionskosten gesenkt werden.

(3) Vorsichtsmaßnahmen

• Kontrolle der Magnesiumzugabe: Die Menge, der Zeitpunkt und die Art der Magnesiumzugabe sind entscheidend. Zu viel oder zu wenig Magnesium kann zu einer fehlerhaften Graphitbildung führen und die Festigkeit und Zähigkeit der Gussteile beeinträchtigen. Die Magnesiumzugabe muss genau gesteuert und berechnet werden.

• Temperaturkontrolle: Die Schmelztemperatur von Sphäroguss liegt im Allgemeinen zwischen 1500 °C und 1600 °C. Wenn die Temperatur zu hoch oder zu niedrig ist, kann dies Auswirkungen auf die Legierungsverteilung und die Gussqualität haben.

• Kontrolle der Ofenatmosphäre: Um Oxidation und Entkohlung zu verhindern, muss die Atmosphäre im Elektroofen streng kontrolliert werden, um eine Oxidation des geschmolzenen Eisens und einen niedrigen Kohlenstoffgehalt zu vermeiden.

• Auswahl und Behandlung von Ofenmaterialien: Stellen Sie sicher, dass die Ofenmaterialien von hoher Qualität sind, insbesondere der Stahlschrott und die Legierungselemente, die frei von Verunreinigungen sein sollten, um eine Beeinträchtigung der Qualität von Sphäroguss zu vermeiden.

• Rechtzeitige Reinigung von Ofenschlacke: Ofenschlacke sollte während des Schmelzprozesses regelmäßig gereinigt werden, um zu verhindern, dass sie die Temperatur und Qualität des geschmolzenen Metalls beeinträchtigt.