过共晶铁水漂浮石墨形成机理的研究

本文通过液淬、保护性气氛和真空下凝固实验、吹氧实验及对漂浮石墨的形态与组 成分析．研究了漂浮石墨形成的机理．其结果表明，漂浮石墨是由石墨、铁的颗粒和 铁的氧化物组成的。它不是由过共品铁水整体积中析出的初生石墨聚集、漂浮而成 的．而是在铁水表面生成、氧对漂浮石墨的形成有重要的影响．但在缺氧的铁水自由 表面上仍有漂浮石墨出现．     

一种自焙炭砖的石墨化过程

在不同的自焙条件下，实验研究了鞍钢７＾＃高炉用自焙炭砖的石墨化过程，结果表明，石墨化率与自焙时间和温度成正比，由无定形炭向石墨转为的反应为准零级，其表观速度为常数，据实验结果可推断高炉条件下自焙炭砖石墨化率达到０．９０所需的时间至少为２５天以上，并认为提高自焙炭砖的初始石墨化可缩短这一时间１５００℃下温２４ｈ的石墨化率最高。     

球墨铸铁的石墨核心及其结构

使用离子刻蚀、热氧腐蚀和萃取复型等多种方法制样，用扫描电镜、透射电镜辅以电子探针综合检测了球墨核心的组成、结构及其与铁水和变质剂成分的关系。研究结果表明：球墨核心成分与原铁水及变质剂的成分有关，核心是多种多样的。电子衍射鉴定出三种核心的结构，作为基底的异质核心与石墨有良好的晶格匹配关系，错配度小于１２．５％。最后分析归纳了夹杂物作为石墨核心的条件。     

高碳球铁石墨漂浮机理的探讨

利用高炉铁水直接生产球铁铸件可大大节约能源,降低生产成本,但高炉铁水的碳当量一般比冲天炉铁水高得多,直接铸造容易出现石墨漂浮缺陷,因此,试验探讨石墨漂浮机理并寻求其克服方法是高炉铁水直接利用的关键,为此,我们在绍兴矿冶厂进行了有关试验。试验直接引取高炉铁水(CE≥4.5％),经球化处理后以砂型浇注直立的圆柱形试件Ⅰ     

高炉炉缸黏滞层物相及形成机理

通过对高炉炉缸黏滞层化学成分分析、XRD、SEM-EDS分析及对炉缸用碳复合砖性能、微观结构的研究，探明了炉缸黏滞层的形成机理.结果表明:碳复合砖本身致密的微观结构使其具有优良的抗渣铁侵蚀性能，且具备自护炉机制，能够形成石墨-C层、高铝渣层、石墨层多相体系.并通过计算得出高炉炉缸侧壁石墨碳析出热力学条件，表明在一定的铁水流动条件下，石墨碳与铁水存在溶解析出平衡，从而隔离开铁水与砖衬的直接接触，延缓砖衬侵蚀，实现高炉炉缸长寿.     

铁水吹炼处理的试验研究

用Ｏ_２、Ｎ_２、Ａｒ气体对铁水进行吹炼处理，分析了吹炼处理的热力学与动力学原理，研究了吹炼处理的气体组成、吹气强度、吹气方式以及铁水温度对铁水成分与铸件质量的影响，并在３ｔ铁水包中对高炉铁水直接进行吹炼处理．研究结果表明，高炉铁水直接吹炼处理后可用于生产牌号铸件，明显提高铸件品质．     

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究

铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.     

X射线粉末衍射法分析石墨插层化合物的结构

根据X射线粉末衍射谱图，对经不同方式处理的石墨的结构进行分析，用对比方法比较了它们衍射谱图中衍射峰位置和强度的差异．分析其原因，进而判断它们的结构特征．结果表明可以利用适当的方法使一些非碳反应物插入石墨层间．从而制成石墨层问化合物(GIC)．改善其性能，扩大其应用领域．     

未燃烧煤粉对焦炭石墨化程度的影响

在实验室条件下，研究了纯焦炭恒温处理，纯焦炭气化反应以及焦炭层喷吹ＵＰＣ气化反应一小时后的焦样石墨化程度。     

高碳变质铸铁中石墨漂浮缺陷的防止

高炉铁液经变质处理后,原生铁中粗大片状石墨成为球状或蠕团状,从而使其抗拉强度由约10kg/mm~2提高至35～63kg/mm~2,但变质高炉铁液直接用于生产遇到的首要障碍是由于生铁含碳量高(4.0～4.8％)所引起的石墨漂浮缺陷。本文从分析铸铁凝固特点出发,对高碳变质铸铁中石墨漂浮的形成机理提出了新的看法,并通过工艺试验提出了防止措施。     

透气砖在炉底位置与钢液吹氩行为的数值模拟

以精炼钢包为研究对象,在不同的透气砖位置的条件下,采用多相流模型计算了吹氩后钢包内钢液的流场,通过对流场数值的多元回归,计算了透气砖在钢包底部的最佳位置.结果表明:随着透气砖在钢包底部位置的变化,吹氩对钢液的搅拌效果也有很大的影响,当透气砖位置在钢包底部距中心位置为0.44R0～0.48R0之间时,底吹氩对钢液搅拌得更均匀.     

钇基重稀土复合球化剂的应用研究

试验研究了钇基重稀土复合球化剂对球铁的铁水净化（脱硫）,球化,抗球化衰退,铸态基体组织以及机机性能的影响。结果表明,钇基重稀土复合球化剂具有脱硫,球化,抗球化衰退能力强,细化基体组织,白口倾向小及提高球铁抗拉强度和延伸率的作用,在高炉冷却壁,轧辊等关键铸件上应用可提高心部性能和成品率。     

石墨形态对铸铁静海腐蚀性能的影响

分析了相同基体不同石墨形态的铸铁 ,在天然静海全浸条件下的腐蚀行为及其机理 ,静海中片状、球团状石墨的铸铁以较为均匀的全面腐蚀为主。球团状石墨铸铁的点蚀、坑蚀倾向大于片状石墨铸铁 ,具有最大的腐蚀深度     

激冷铸铁凸轮轴D型石墨的成因与控制

介绍了D型石墨的发展历程,分析了激冷铸铁凸轮轴D型石墨形成条件,并通过试验的方法来寻找和确定影响北京现代轿车α系列激冷铸铁凸轮轴轴颈出现D型石墨的因素.在生产激冷铸铁凸轮轴过程中,要将D型石墨控制在一定范围内,否则会降低凸轮轴的强度和机械加工性能.通过控制合金元素、铁液的过热保温时间、过热温度、浇注时间、浇注速度、铁液的孕育处理、孕育剂的选择、冷铁的尺寸等因素,来控制凸轮轴的轴颈处的D型石墨在10%以内.     

含硼蠕铁闸瓦材质的组织与性能

通过模拟试验与实际装车运行试验，本文研究了硼量对蠕墨铸铁性能的影响以及合硼蠕墨铸铁闸瓦的耐磨性能．结果表明：在实验室模拟试验条件下，随着含硼量的增加，蠕墨铸铁与钢摩擦副的摩擦系数增加，耐磨性能提高；含硼蠕墨铸铁闸瓦的铸造工艺性能优于含磷蠕墨铸铁闸瓦，实际装车运行结果表明，含硼蠕墨铸铁闸瓦的耐磨性能良好。     

生铁中微量元素对蠕虫状石墨形貌影响的分析

通过扫描电镜对富含Sn、As、Ti、Pb等微量元素生铁制取蠕墨铸铁的蠕虫状石墨形貌进行观察,分析了这些石墨的形态及变异石墨的具体形貌,从中比较不同微量元素含量对变异石墨形貌的影响.试验选取REMgCaA l合金作蠕化剂处理该蠕墨铸铁.结果表明,合适的蠕化剂加入能有效改善微量元素对石墨形貌的影响.     

铝合金化D型石墨铸铁

研究铝对灰铸铁组织和性能的影响 ,解释了铝对灰铸铁组织和性能作用的机理 .实验表明 ,不同含量的铝对灰铸铁组织和性能产生不同的影响 .当铝含量小于 0 .18% ,铝促进灰铸铁D型石墨的形成 ,同时一定含量范围内改善灰铸铁石墨形态 ,并提高灰铸铁的强度性能 .     

冷却水管表面合金化球墨铸铁冷却壁的热应力和热变形

为了满足高炉长寿的需要,开发了一种具有高冷却性能的铸铁冷却壁. 利用热态实验数据确定了合金化管铸铁冷却壁温度场数值模拟的边界条件,采用ANSYS软件和热-结构耦合的方法分析炉温、渣皮和边缘接触压力对高温状态下铸铁冷却壁热应力及变形的影响,以便采取有效的措施降低铸铁冷却壁热应力,控制其变形. 根据球墨铸铁强度分析理论提出评价长寿铸铁冷却壁冷却能力的新概念--高周热负荷.