Nấu luyện gang cầu là quá trình quan trọng quyết định đến chất lượng vật đúc gang cầu, gồm hai bước cơ bản: Nấu luyện ra gang xám có thành phần và nhiệt độ đáp ứng được yêu cầu hình thành graphit cầu; và biến tính gang xám tạo thành gang cầu thể lỏng trước khi đúc rót theo yêu cầu từng mác gang và vật đúc cụ thể.
Quá trình đúc rót khuôn cơ bản như đúc gang xám nhưng đòi hỏi một số yêu cầu nghiêm ngặt hơn về nhiệt độ, tốc độ rót, cách rót khuôn.v.v.
- Quá trình công nghệ:
Thực hiện theo chu trình:
Quy trình đúc rót gang cầu
- Chuẩn bị nguyên liệu: Gồm gang thỏi, thép phế liệu sạch, hồi liệu, chất biến tính, các loại hợp kim trung gian của Si, Mn.. và một số phụ liệu khác. Gang thỏi được sử dụng có yêu cầu thành phần S thấp (thường <0,05%) và hàm lượng một số chất “cản cầu hóa” rất thấp (Pb, Sb, As, Bi, Sn, Al..). Thép phế liệu, gang hồi liệu được xử lý sạch, đạt kích thước phù hợp lò nấu (các lò cảm ứng trung tần 1,0 tấn, 1,5 tấn). Chất biến tính cầu hóa, graphit hóa và các loại phero Si, Mn.. được tính toán, cân đong theo yêu cầu hợp kim hóa và biến tính, sấy nóng trước khi sử dụng.
- Nạp liệu: Các nguyên liệu được nạp vào lò theo tỷ lệ tính toán và thời điểm phù hợp với mác gang yêu cầu, đáp ứng yêu cầu nóng chảy nhanh, chống thiên tích, thoát khí tốt.
- Nấu luyện: Tiến hành thao tác nấu chảy, nâng nhiệt, vớt xỉ và hợp kim hóa theo yêu cầu mác gang, nâng nhiệt đến khoảng 15500 Lấy mẫu (biến trắng) và phân tích nhanh bằng thiết bị phân tích quang phổ phát xạ, điều chỉnh thành phần đạt yêu cầu.
- Biến tính: Gang lỏng đạt yêu cầu về thành phần, nhiệt độ được tiến hành biến tính theo phương pháp sử dụng hốc phản ứng, bao gồm hai quá trình cầu hóa và graphit hóa, được thực hiện đồng thời trong hốc dưới đáy nồi biến tính với chất cầu hóa hợp kim Mg và chất graphit hóa FeSi75. Thời gian thao tác biến tính 3 – 5 phút. Nhiệt độ quá trình phản ứng từ 1470 – 15200 Tiến hành lấy mẫu lưu thành phần kim loại sau biến tính.
- Rót khuôn: Việc cải tiến và chế tạo nồi biến tính cầu hóa đồng thời để rót khuôn góp phần ổn định, nâng cao chất lượng và năng suất đúc rót gang cầu. Quá trình rót khuôn bởi công nhân có kinh nghiệm với cách rót phù hợp cho đặc điểm vật đúc, duy trì nhiệt độ rót ~1450 – 13600 Thời gian chờ nguội, ủ sản phẩm trước khi phá dỡ khuôn tùy thuộc vào hình dạng, độ dày và khối lượng vật đúc.