在不锈钢精铸车间,氧化皮夹杂(以下简称“黑皮”)是“老大难”:探伤不过、酸洗不掉、客户退货。大家第一反应往往是“调温度”,可到底降温还是升温,现场却吵成两派:
A派:温度低一点,钢水不翻腾,氧化自然少;
B派:温度高一点,渣子浮得快,夹带概率低。
谁对?用三张原理图告诉你答案。
一、黑皮从哪里来?——“三源一通道”
钢液内源:Cr、Si、Al 等元素与溶解氧反应,生成 Cr?O?、SiO? 等微米级夹杂物;
炉衬/包衬剥落:MgO、Al?O? 颗粒混入;
二次氧化:浇包到型腔的“瀑布”把空气卷进去,生成新的 FeO·Cr?O? 膜;
通道不畅:浇道涡流、死角把已浮上的渣子重新卷回。
二、温度对“三源一通道”的影响——一张鱼骨图看懂
┌──→ 粘度↑ → 渣子难聚、难浮 → 黑皮↑
温度过低 -----┤
└──→ 凝固壳早 → 卷渣死角↑
┌──→ 粘度↓ → 渣子易聚、易浮 → 黑皮↓
温度过高 -----┤
└──→ 二次氧化剧烈 → 新黑皮↑
┌──→ 粘度适中 → 既有浮力又少二次氧化
温度适中 -----┤
└──→ 凝固壳适时 → 死角↓
结论:温度过低、过高都会让黑皮增多,真正的敌人是“偏离工艺窗口”。
三、工艺窗口怎么算?——一张不锈钢“温度-粘度-氧活度”图
以CF8(304)为例:
? 液相线 1400 ℃;
? 推荐浇注窗口 1530–1560 ℃;
? 该区间黏度约 4.5–5.5 mPa·s,既能保证 90 % 以上夹杂物在 10 s 内上浮(浇口高度 300 mm 时),又使二次氧化速率处于低平台区。
现场经验可简化为:
“每降 20 ℃,黑皮概率×1.3;每升 20 ℃,黑皮概率×1.2”——两边都不是好事。
四、现场三步验证法
看颜色:浇口杯钢液亮黄带橘(1530 ℃左右)最好;暗红需升温,白炽刺眼需降温。
算时间:从钢包开浇到充满型腔≤15 s,若超时先修浇道,再调温度。
检渣层:保温炉内渣层厚度<20 mm,且呈玻璃态,说明脱氧、造渣已到位;渣层厚、发泡,先把渣调好再谈温度。
五、一句话答案
“温度不是越低越好,也不是越高越好,而是让钢水在‘粘度够低、氧化不快’的窄窗口里跳舞。”——对于304系不锈钢,把浇注温度钉在液相线+130~160 ℃,黑皮就能从“退货级”降到“可抛光级”。
六、额外锦囊
? 控氧:AOD后扒渣干净,加铝终脱氧 0.03 %;
? 控流:采用陶瓷泡沫过滤片(PPI 10–15);
? 控冷:铸件最厚截面≥25 mm 时,模壳温度≥950 ℃,减缓凝固壳过早封闭。
结语
下次再遇到“黑皮多,调温度”的争论,不妨把这篇文章扔过去:先查窗口温度,再查浇道和渣层,比盲目升降温更有效。