铸铁熔融金属液氧化物

  液态铁水中的膜

  当铁水在炉子或者用传统耐火材料比如矽石内衬的铁水包中保
持高温（1500℃）时，能看到一副迷人的景象。铸铁液的表面被无
声而神秘的闪光碎片不时地点缀着，这些现象突然出现并在大约一
秒内扩展到覆盖几个厘米的尺寸范围。碎片环形漂移，与其他的碎
片合并在一起，最后粘到了容器壁上并在容器壁上凝固冷却而进入
渣壳中。这些碎片由铁水包壁和包底上耐火材料熔化下来的液滴形
成。当倾斜铁水包将其清空的时候，能清楚地看到包底直立的“钟
乳石”和包壁上向上的突起和液滴，这正好标记了液滴脱离的位置。

  与熔融金属液系统中的所有组分一样，当熔渣与金属液反应的
时候，它会很快的改变其成分。在高温下，熔渣中的铁、锰、硅将
从各自的氧化物中还原出来，进入铁水中，而那些稳定的氧化物，
比如Al和Ca的氧化物，会聚集成干燥的熔渣，或者叫做渣滓。

  这些在铁水表面的熔渣层厚度能达到0.1mm 以上（在冲天炉中，
这个厚度经常在lOOmm 左右甚至更多）。这一节并不讨论这些宏观
表面层的问题。关于这些大尺度表面问题的实用解决方案，会放在
第二卷有关浇注系统和集渣包的章节处理。本节只考虑那些在一定
条件下，金属液表面自动形成微观尺度的表面薄膜（无论保温炉内
衬材料的耐火性是如何的好）。

  在氧化环境下铸造灰口铸铁时，浇注和充型过程中温度的降低
将保证表面膜在这个关键的后期阶段成为液体。如果膜卷入到金属
液中，它们会很快球化成致密的小圆滴。

  这些小圆滴的密度比铁水低得多，因此会很快浮起来。到达铸
件表面之后，它们相互融合，已经存在的液态膜将它们吸收，并在
表面扩展开来。有些灰口铸铁表面上的玻璃状光泽可能就是这种凝
固方式形成的表皮。

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