Isang dapat basahin para sa mga nagsisimula sa paghahagis: Paano ligtas at mahusay na kontrolin ang nilalaman ng carbon at silikon sa panahon ng pagtunaw ng bakal?

Bahagi I: Ang Kaligtasan ay Pinakamahalaga

Ang anumang operasyon na kinasasangkutan ng tinunaw na metal ay may napakataas na panganib. Bilang a Cast Iron Casting baguhan, dapat mong ilagay kaligtasan higit sa lahat at mahigpit na sumunod sa mga sumusunod na pamantayan sa pagpapatakbo:

1. Mahigpit na Pagpapatupad ng Personal Protective Equipment (PPE)

• Buong Proteksyon sa Katawan: Dapat kang magsuot ng standard-compliant flame-retardant suit/katad na damit pangtrabaho upang protektahan laban sa nagniningning na init at maiwasan ang mga splashes ng tinunaw na metal.
• Proteksyon sa Mata at Mukha: Magsuot ng dalubhasa mga full-face shield (na may mga tinted na filter upang maprotektahan laban sa matinding liwanag at infrared radiation) at kaligtasan glasses .
• Proteksyon sa Kamay: Gamitin mahaba ang hawakan, guwantes na lumalaban sa init .
• Proteksyon sa paa: Magsuot kaligtasan boots (dapat silang idinisenyo upang maging lumalaban sa epekto, lumalaban sa pagbutas, at maiwasan ang pag-agos ng tinunaw na metal).
• Paggamit ng Tool: Siguraduhin na ang lahat ng mga tool na nakakaugnay sa tinunaw na metal ay mahabang hawak at nakumpirmang tuyo at pinainit bago gamitin.

2. Pag-iwas sa mga Mapanganib na Paputok

• Mahigpit na Dehumidification: Ito ang pinakamahalagang hakbang sa kaligtasan. Kung ang tinunaw na metal ay nadikit sa anumang halumigmig (kahit na may mga bakas na halaga sa mga kasangkapan, mga materyal na pang-singilin, o mga haluang metal), agad itong bubuo ng malaking dami ng singaw, na magdudulot ng marahas na pagsabog ng singaw na nagsasaboy ng tinunaw na metal sa lahat ng dako.
• I-charge ang Preheat: Bago magdagdag ng anumang ibinalik na scrap, scrap ng bakal, o kahit na alloying additives (tulad ng ferrosilicon, carburizer) sa furnace, sila dapat lubusang lutuin at painitin to drive off adsorbed surface and internal moisture. Preheating temperatures should ensure complete drying, e.g., reaching $\ge 200^{\circ}C$.

3. Mga Nakakalason na Gas at Pagkontrol sa Kapaligiran

• bentilasyon: Ang isang malaking halaga ng mga usok ay bubuo sa panahon ng smelting, lalo na carbon monoxide ($\text{CO}$) mula sa oksihenasyon at pagkasunog sa natutunaw na ibabaw. Dapat meron ang melting shop lubos na mahusay na lokal na bentilasyon ng tambutso at magandang pangkalahatang bentilasyon ng tindahan.
• Pagsubaybay sa hangin: It is recommended to be equipped with $\text{CO}$ monitors to ensure the air quality in the working area meets safety standards.

Bahagi II: Mahusay na Pagkontrol ng Carbon at Silicon Content

Ang mga katangian ng cast iron ay pangunahing tinutukoy ng carbon content ($%C$) at silicon content ($%Si$), na magkakasamang namamahala sa solidification behavior at final microstructure. Ito ay madalas na tinatasa gamit ang Katumbas ng Carbon (CE) :

$$CE = %C \frac{%Si %P}{3}$$

1. Kontrol at Pagsasaayos ng Carbon Content ($%C$) (Carburization)

Ang carbon ay ang pangunahing elemento para sa pagbuo ng grapayt at pagtukoy ng pagkalikido ng cast iron. Kapag ang carbon ay nawala habang natutunaw o hindi sapat sa singil, a carburizer dapat idagdag.

• Pagpili ng Carburizer: Ang kadalisayan at laki ng butil ng carburizer ay direktang nakakaapekto sa rate ng pagkatunaw nito at kahusayan ng carburization (ang porsyento ng idinagdag na carbon na hinihigop ng tinunaw na bakal).
  • High-Purity Graphite/Artificial Graphite: Mataas na kadalisayan, nakapirming carbon $>98%$, pinakamataas na rate ng pagsipsip (karaniwan ay $>90%$), na angkop para sa high-requirement melts o induction furnace smelting.
  • Petroleum Coke: Cost-effective, fixed carbon sa pagitan ng $90%-95%$, isang karaniwang ginagamit na carburizer.
• Pinakamainam na Paraan ng Pagdaragdag: Ang kahusayan ng carburization ay malapit na nauugnay sa posisyon at timing ng karagdagan.
  • Mid-Charge Addition (Electric Furnace): Ito ang pinaka inirerekomenda paraan. Paghaluin ang carburizer sa bahagi ng charge (tulad ng revert scrap o steel scrap) at ilagay ito sa gitna at ibabang bahagi ng melting pool. Sa panahon ng pagtunaw, ang carburizer ay may mas mahabang oras ng pakikipag-ugnayan sa superheated zone upang matunaw, na nakakakuha ng mas mataas na mga rate ng pagsipsip.
  • Pagdaragdag sa Ibabaw Bago Pag-tap: Angkop para sa mga menor de edad na pagsasaayos. Ang ang slag ay dapat na lubusan na sinagap una, pagkatapos ay ang carburizer ay pantay na iwiwisik sa ibabaw, gamit electromagnetic stirring (sa mga induction furnace) o manual stirring para isulong ang dissolution. Ang pamamaraang ito ay medyo hindi gaanong mahusay ngunit mas madaling gamitin.

2. Kontrol at Pagsasaayos ng Silicon Content ($%Si$) (Siliconizing)

Ang silikon ay isang malakas tagataguyod ng graphitization , mahalaga sa pagpigil sa pagbuo ng puting cast iron.

• Pangunahing Pinagmulan ng Silicon: Ferrosilicon ($\text{FeSi}$) . $\text{FeSi}75$ (containing approx. $75%$ silicon) is commonly used.
  • Paraan ng Pagdaragdag: Karaniwang idinaragdag sa likidong metal bago tumapik . Upang matiyak ang homogeneity, dapat itong idagdag pagkatapos ng skimming ang slag, at hawakan para sa isang sapat na oras ng pagbabad (mga 5-10 minuto) upang payagan ang kumpletong pagtunaw at paghahalo.
  • Kahalagahan ng Preheating: Ang mga bukol ng ferrosilicon ay dapat na painitin upang maiwasan ang mga pagsabog ng singaw mula sa kahalumigmigan.
• Pinagsamang Carbon-Silicon Additive: Silicon Carbide ($\text{SiC}$) ay isang mahusay na composite additive.
  • Prinsipyo: $\text{SiC}$ does not melt in the iron melt but dissociates via the reaction $\text{SiC} \rightarrow [\text{Si}] [\text{C}]$, releasing both silicon and carbon into the iron.
  • Mga kalamangan: Sabay-sabay nitong tinataas ang $%C$ at $%Si$ at may mahusay pre-inoculation epekto, na nag-aambag sa pagbuo ng pinong grapayt. Karaniwan itong idinaragdag sa charge as a supplement or alternative to $\text{FeSi}$ and carburizers.

3. Pag-iwas at Pagbabayad para sa Pagkawala ng Oksihenasyon

Sa panahon ng proseso ng smelting, lalo na sa mga huling yugto ng pagtunaw at sobrang pag-init, maaaring mawala ang carbon at silikon dahil sa reaksyon sa atmospera o mga oxide sa slag:

• Burn-off na Reaksyon:
  • $2[\text{C}] \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} \uparrow$
  • $[\text{Si}] \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2$ (enters the slag)
• Countermeasures:
  • Kontrol ng slag: Napapanahon removal of slag containing high iron oxide ($\text{FeO}$) . $\text{FeO}$ in the slag will continuously oxidize the $\text{C}$ and $\text{Si}$ in the molten iron.
  • Kabayaran: Kapag tinutukoy ang panghuling komposisyon, isang tiyak burn-off allowance dapat isama, ibig sabihin, ang halagang idinagdag ay dapat na bahagyang lumampas sa target na halaga upang mabayaran ang mga normal na pagkalugi sa panahon ng smelting.

Part III: Paghahambing ng Karaniwang Carbon at Silicon Control Materials

Upang matulungan kang gumawa ng matalinong pagpili, ang talahanayan sa ibaba ay naglilista ng mga karaniwang carbon at silicon adjustment na materyales at ang kanilang mga pangunahing katangian: