鑄造三維柔性焊接平臺對熔煉鐵液質量的要求
2018年05月03日
新聞詳情
在鑄造合金家族中，三維柔性焊接平臺鑄造合金的發展取決于其優勢的發揚和劣勢的控制。鑄鐵與鑄鋼、有色合金相比，鑄造性能較好，容易鑄出形狀復雜、壁厚均勻的平臺鑄件而較少產生鑄造缺陷。因此，鐵液的利用率高，產品的適用面廣。此外，石墨鑄鐵還有一些與生俱生的，諸如減摩性、緩震性、切削性、疲勞斷裂性等方面的良好 性。
在材質競爭中，提高鑄鐵的比強度、增加強韌性、xiaochu內在缺陷，對于減輕鑄件重量，延長服役期，節約材料是 重要的。為了保證三維柔性焊接平臺鑄鐵性能的 性和穩定性，首先有良好的鐵液質量。
一、三維柔性焊接平臺（鑄鐵平臺）鐵液質量的內涵
鐵液質量(liang)包括：溫度、成分及成分度，有(you)害元素含量(liang)，非金屬夾雜物(wu)數量(liang)、氣體溶量(liang)和(he)爐(lu)外(wai)可造性等。
鐵(tie)液質(zhi)量的控制(zhi)分(fen)為熔煉，爐(lu)前處(chu)理和過(guo)濾三個環節(jie)。以下泊頭(tou)正創（李經理）簡述
二(er)、三維柔(rou)性焊接平臺(tai)熔煉
1、沖天爐要上新臺(tai)階
獲得(de)高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵(tie)件澆注的(de)(de)工藝溫度(du)并不(bu)(bu)高(gao)(gao)，不(bu)(bu)同(tong)鑄鐵(tie)大多(duo)在(zai)1260℃~1400℃之間(jian)。但(dan)從(cong)獲得鐵(tie)液(ye)的(de)(de)觀點看，應有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)熔煉溫度(du)。高(gao)(gao)溫熔煉保證了高(gao)(gao)的(de)(de)出鐵(tie)溫度(du)，Fe、Si、Mn燒損少，爐況穩定(ding)，化學(xue)成分(fen)波動(dong)小。以(yi)發(fa)達 為例，沖天(tian)爐內C的(de)(de)波動(dong)可控制在(zai)±0.05，Si的(de)(de)波動(dong)可控制在(zai)±0.1。高(gao)(gao)溫熔煉，鐵(tie)液(ye)中(zhong)的(de)(de)S、O、H、N及夾(jia)雜物都(dou)會減(jian)少，爐料的(de)(de)不(bu)(bu)良遺傳性將會減(jian)弱。
沖天(tian)爐獲(huo)得三(san)(san)維柔(rou)性焊接平(ping)臺高溫(wen)鐵液有三(san)(san)種方法(fa)：一是(shi)好的(de)(de)爐型(xing)，如兩排(pai)大(da)間(jian)距，冷風(feng)(feng)+固定(ding)碳在85以(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)焦(jiao)炭(tan)，出鐵溫(wen)度可在1480℃以(yi)上(shang)(shang)。二是(shi)富氧(yang)送(song)風(feng)(feng)，此法(fa)簡便，調溫(wen)迅速及(ji)時，但受供氧(yang)條件的(de)(de)制(zhi)約，局限性很大(da)。三(san)(san)是(shi)熱(re)送(song)風(feng)(feng)，不(bu)同熱(re)風(feng)(feng)裝置風(feng)(feng)溫(wen)由150℃至(zhi)600℃不(bu)等，適于開爐時間(jian)較長的(de)(de)工廠使用。
我國(guo)(guo)鑄(zhu)造廠多數生產規(gui)模較小，因此在相(xiang)當時期(qi)內，“方法一(yi)”將是主(zhu)要(yao)的(de)措施。冷風作業，沖天(tian)爐的(de)熱利(li)用率低，從可持(chi)續(xu)發展(zhan)的(de)戰略考慮(lv)，熱風沖天(tian)爐符(fu)合節能的(de)國(guo)(guo)策，而且可結(jie)合著(zhu)解(jie)決(jue)環境污染，滿足社會shengtai要(yao)求。隨著(zhu)世界經濟yitihua進程(cheng)的(de)發展(zhan)，鑄(zhu)造業將重組(zu)、兼(jian)并，擴(kuo)大(da)規(gui)模，實行集約化生產，熱風作業將逐(zhu)步擴(kuo)大(da)其應用范(fan)圍。采用熱風與否(fou)考慮(lv)的(de)兩個問題(ti)是，是否(fou)有(you)足夠的(de)連續(xu)作業時間，以及一(yi)次(ci)性投入(ru)的(de)多少(shao)和投資(zi)的(de)回收期(qi)。
② 穩定爐膛尺寸
低質爐(lu)襯材料會帶來一系列不良的(de)影響(xiang)：爐(lu)襯侵蝕物污染鐵(tie)液(ye)；侵蝕物改變(bian)爐(lu)渣(zha)的(de)物理化學(xue)性狀，從而(er)影響(xiang)爐(lu)子(zi)的(de)順行和去硫效果；爐(lu)膛擴(kuo)大，破壞熔煉的(de)穩定(ding)性，開爐(lu)時間(jian)一長(chang)，后期(qi)會出(chu)現(xian)鐵(tie)液(ye)溫度(du)下(xia)降，燒(shao)損增多，鐵(tie)液(ye)氧化的(de)現(xian)象。
2．使用中頻感(gan)應(ying)爐
近年來，正創李(li)經理走(zou)訪了長江三角洲、珠江三角洲和膠東地區，發現采用感應(ying)爐(lu)(lu)或(huo)與沖(chong)天爐(lu)(lu)雙聯(lian)的(de)(de)工廠不少。感應(ying)爐(lu)(lu)鐵液的(de)(de)質量高(gao)，常是國(guo)外(wai)采購商(shang)和國(guo)內主機廠指定的(de)(de)供貨條(tiao)件。
進入(ru)二十世紀九十年代(dai)，三代(dai)晶體管模(mo)塊中頻爐取二代(dai)傳統可控硅中頻爐而代(dai)之。這(zhe)種爐子的 點是(shi)節電、熔(rong)化速度(du)快、升溫迅速、操(cao)作簡便、工(gong)作 、對電網(wang)無干擾(rao)、功率因素高。
變頻(pin)(pin)中(zhong)頻(pin)(pin)爐(lu)(lu)可滿足不(bu)(bu)同(tong)(tong)熔(rong)煉階段的(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)工藝要求。當熔(rong)料時，用較高的(de)頻(pin)(pin)率實現(xian)快速熔(rong)化；當增(zeng)碳(tan)時，改用較低(di)的(de)頻(pin)(pin)率，增(zeng)加鐵液(ye)攪拌力，jiakuai增(zeng)碳(tan)過程，從而達(da)到縮(suo)短時間、節(jie)省電力的(de)目的(de)。有的(de)爐(lu)(lu)子還能隨液(ye)面高度的(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)自動調節(jie)功率。近期(qi)國外推出的(de)寬(kuan)爐(lu)(lu)體感應爐(lu)(lu)，可實現(xian)大料直接裝爐(lu)(lu)。
3．不可忽視三維柔性焊接(jie)平臺生鐵(tie)中的微(wei)量元(yuan)素
生(sheng)鐵(tie)出廠(chang)一般只(zhi)規定(ding)Si、Mn、P、S，對C無(wu)限(xian)量(liang)，微(wei)量(liang)元素(su)則隨礦(kuang)源而任其自然，不作檢測，底碼不清。我國生(sheng)鐵(tie)中的微(wei)量(liang)元素(su)有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視為(wei)中性，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元素(su)，低于(yu)一定(ding)值有利(li)，超過則有弊(bi)。
4．感應爐增碳
感(gan)應(ying)爐(lu)若以廢鋼(gang)為主爐(lu)料，在爐(lu)內增碳生產(chan)合(he)成鑄鐵(tie)(tie)，可得(de)到鋼(gang)一(yi)般純凈的(de)(de)鐵(tie)(tie)液。由于沒有生鐵(tie)(tie)粗大石(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)遺傳和(he)受孕(yun)能力(li)優良，鑄鐵(tie)(tie)組(zu)織中的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)具有細小和(he)分布均(jun)勻的(de)(de) 點，球鐵(tie)(tie)的(de)(de)球化(hua)率(lv)高，低碳灰鐵(tie)(tie)易于得(de)到A型(xing)石(shi)墨(mo)(mo)和(he)珠光體基體，且壁(bi)厚mingan性減小。因為磷(lin)很低，大大降低了(le)發動機件縮松(song)滲漏的(de)(de)缺(que)陷。
增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑常用的(de)有(you)(you)石(shi)墨(mo)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑（電(dian)塊(kuai)或tianran石(shi)墨(mo)、類石(shi)墨(mo)）和碳(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑（如(ru)冶金焦）。電(dian)質(zhi)地純，灰分<0.5，S、N含量只有(you)(you)0.1。選(xuan)用tianran石(shi)墨(mo)和碳(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑時，應 別關注其灰分，S和N量，并(bing)防止受潮。增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑的(de)吸收率，爐底加入(ru)（裝料）時為(wei)65~70，鏡(jing)面加入(ru)時為(wei)75~80。在一(yi)定程度上，回收率隨處理溫度的(de)提(ti)高(gao)而增(zeng)(zeng)(zeng)加，但高(gao)于(yu)平衡(heng)溫度后(hou)，因部分碳(tan)(tan)(tan)消(xiao)耗于(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回收率。 碳(tan)(tan)(tan)的(de)熔點為(wei)3727℃，碳(tan)(tan)(tan)原子是通過溶解和擴散方式(shi)進入(ru)鐵液的(de)，因此增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)劑的(de)粒度和熔池的(de)攪(jiao)拌對(dui)于(yu)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)過程 重要。
三 爐前處(chu)理
1． 脫硫
鐵(tie)液脫硫(liu)可減少(shao)球(qiu)化劑用量(liang)(liang)和鑄(zhu)件中硫(liu)化物(wu)夾渣(zha)的數量(liang)(liang)。發達 球(qiu)鐵(tie)生產(chan)幾乎全部采用脫硫(liu)工藝(yi)，要(yao)求(qiu)脫硫(liu)后S≤0.01，我國條件下，目(mu)標位為S≤0.02，錫柴(chai)和常柴(chai)可達到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法(fa)處理(li)，方法(fa)簡便但(dan)脫(tuo)硫(liu)率(lv)低，效果不穩定(ding)，處理(li)時煙塵污染(ran)環境，對咽喉有刺激(ji)性。在規模生(sheng)產(chan)的球鐵車間，宜(yi)將脫(tuo)硫(liu)劑置于液面，采用機械攪(jiao)拌法(fa)、搖包(bao)法(fa)或氣動攪(jiao)拌法(fa)進行脫(tuo)硫(liu)。其中氣動法(fa)較為簡單(dan)，動力消耗(hao)少，為流行。氣動脫(tuo)硫(liu)裝置可設于前爐上游，進行連(lian)續脫(tuo)硫(liu)，亦(yi)可在爐前單(dan)包(bao)間斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除渣
除(chu)(chu)(chu)渣(zha)過程可在包中(zhong)或(huo)感應(ying)爐(lu)內進行。將(jiang)除(chu)(chu)(chu)渣(zha)劑(ji)（聚渣(zha)劑(ji)）撒于液面即時形成一熔融層(ceng)，起(qi)覆蓋(gai)和(he)聚渣(zha)作用(yong)。除(chu)(chu)(chu)渣(zha)劑(ji)受熱(re)膨化，在熔融層(ceng)中(zhong)產生許(xu)多小孔，起(qi)良(liang)好的保溫作用(yong)。
除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)分低、中、高三檔(dang)(dang)。由原(yuan)礦(kuang)經簡單破(po)碎、過篩的產(chan)品(pin)(pin)屬于(yu)低檔(dang)(dang)，各省均產(chan)。現已不(bu)(bu)被鑄(zhu)造廠(chang)看好。中檔(dang)(dang)除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)對(dui)原(yuan)礦(kuang)有所(suo)選(xuan)擇，增加了水(shui)洗等工序，能滿足(zu)鑄(zhu)件的基本要求，為多(duo)數工廠(chang)接受(shou)。進口的除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)，選(xuan)礦(kuang)源，加工工序有別于(yu)一般。該產(chan)品(pin)(pin)撒于(yu)液面即迅速散布，覆(fu)蓋整(zheng)個(ge)液面，除(chu)(chu)渣(zha)(zha)能力(li)超(chao)卓，用量少，不(bu)(bu)粘爐襯與澆包，用棍即可將熔融渣(zha)(zha)層整(zheng)體(ti)挑起，清渣(zha)(zha)方便(bian)，近(jin)三年(nian)來已開始受(shou)國內業界的重視(shi)。
3． 球化
球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處(chu)理仍(reng)以(yi)包內沖入法為主(zhu)。選(xuan)(xuan)用(yong)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)需視熔爐(lu)、出鐵溫度(du)，脫硫與否和球(qiu)(qiu)鐵類型等(deng)而定。一(yi)般而言，沖天爐(lu)鐵液選(xuan)(xuan)用(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，感(gan)應爐(lu)鐵液選(xuan)(xuan)用(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，亦有的(de)廠仍(reng)用(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。/T9228-1999標(biao)(biao)準，對Mg 和RE的(de)成(cheng)分范圍偏差規定為±1，有些廠標(biao)(biao)已縮小為±0.5，對Ca、Al等(deng)亦有明確(que)規定。球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質(zhi)量(liang)中(zhong)，應重視MgO含量(liang)、成(cheng)分的(de)偏析程度(du)以(yi)及粒(li)度(du)的(de)集中(zhong)度(du)。凡(fan)是粒(li)度(du)不勻，粉(fen)末多(duo)，色澤(ze)發暗的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)不宜(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)。
原則上(shang)(shang)，只要(yao)掌(zhang)握好鐵液的(de)化(hua)(hua)學成分和(he)孕育(yu)環節(jie)，采用(yong)(yong)上(shang)(shang)述球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)即(ji)可生產鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)鐵。但亦有工廠采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)鐵用(yong)(yong)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。一般，在鑄(zhu)(zhu)態(tai)鐵素體(ti)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和(he)Bi，在鑄(zhu)(zhu)態(tai)珠光體(ti)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和(he)Sb，但對于QT700-2以上(shang)(shang)的(de)重要(yao)曲軸(zhou)類鑄(zhu)(zhu)件(jian)，不推薦使用(yong)(yong)含Sb球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，此時應(ying)通過(guo)調整Cu、Mo等的(de)含量來控(kong)制基體(ti)。指出，不管是否采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，孕育(yu)永遠是不可忽視的(de)重要(yao)環節(jie)。
4． 孕(yun)育
孕(yun)(yun)育(yu)是(shi)提升鑄鐵質量的(de)重要環節。經過(guo)十多年(nian)的(de)努力，我國孕(yun)(yun)育(yu)劑基本實(shi)現了系列(lie)化和商品化。
5．合金化(hua)
鑄鐵常用(yong)的(de)(de)合金元素(su)有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵合金形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金屬形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入，V、Ti以鐵合金或(huo)(huo)VTi生鐵形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入。加(jia)(jia)入時(shi)機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還是(shi)爐(lu)前(qian)，需視它(ta)們的(de)(de)熔點(dian)、氧化性和密度等而定(ding)。為了便于高熔點(dian)鐵合金的(de)(de)熔吸，除控(kong)制粒度外(wai)，采用(yong)發熱合金劑或(huo)(huo)喂絲加(jia)(jia)入法(fa)是(shi)比較理想的(de)(de)措施。
四 過濾
金(jin)屬過(guo)濾(lv)技術在工(gong)業(ye)發達 應(ying)用較(jiao)為(wei)普遍。實踐證明(ming)，關鍵(jian)機(ji)件的(de)(de)(de)失效不(bu)完全在于試棒(bang)力學性能的(de)(de)(de)高低，而是三(san)維(wei)柔性焊接(jie)平臺鑄件內部的(de)(de)(de)健全程度。因此，單純追(zhui)求金(jin)相(xiang)組織的(de)(de)(de)是不(bu)的(de)(de)(de)。走訪過(guo)的(de)(de)(de)工(gong)廠，其品(pin)牌(pai)產品(pin)無不(bu)重視過(guo)濾(lv)的(de)(de)(de)后一關。一般(ban)小件采用纖維(wei)過(guo)濾(lv)網，過(guo)流量大或(huo)重要件采用蜂窩陶瓷過(guo)濾(lv)片或(huo)泡沫陶瓷過(guo)濾(lv)片。
