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
鐵液質量包括：溫度(du)、成分及成分度(du)，有害(hai)元素含量，非金屬夾雜物(wu)數量、氣體溶量和爐外可造性等。
鐵液質量的控制分為熔(rong)煉，爐前處(chu)理和(he)過濾(lv)三(san)個環節(jie)。以下泊(bo)頭正創(chuang)（李經理）簡述
二、三維柔(rou)性(xing)焊接平(ping)臺熔煉(lian)
1、沖天爐(lu)要上新臺階
獲得高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵(tie)件澆(jiao)注的(de)(de)(de)工藝溫(wen)度并不(bu)高，不(bu)同鑄鐵(tie)大多(duo)在(zai)1260℃~1400℃之間(jian)。但從獲得鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)觀點看，應有較高的(de)(de)(de)熔煉溫(wen)度。高溫(wen)熔煉保證(zheng)了高的(de)(de)(de)出鐵(tie)溫(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少(shao)，爐(lu)(lu)況穩定，化(hua)學(xue)成分波動(dong)小。以發達 為(wei)例(li)，沖天(tian)爐(lu)(lu)內C的(de)(de)(de)波動(dong)可控(kong)制在(zai)±0.05，Si的(de)(de)(de)波動(dong)可控(kong)制在(zai)±0.1。高溫(wen)熔煉，鐵(tie)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少(shao)，爐(lu)(lu)料的(de)(de)(de)不(bu)良遺傳(chuan)性將會減弱。
沖天爐(lu)(lu)獲得三(san)維柔性焊接平臺高溫鐵液有三(san)種方法：一是(shi)好的(de)(de)爐(lu)(lu)型，如(ru)兩排大間距，冷風+固定(ding)碳(tan)在85以上的(de)(de)焦炭，出鐵溫度可在1480℃以上。二是(shi)富氧送(song)風，此法簡便，調溫迅速(su)及時，但(dan)受供氧條件的(de)(de)制約(yue)，局限性很大。三(san)是(shi)熱(re)送(song)風，不同熱(re)風裝(zhuang)置風溫由150℃至600℃不等，適于(yu)開爐(lu)(lu)時間較長的(de)(de)工廠使用(yong)。
我國(guo)鑄(zhu)造廠多數(shu)生產規模較小，因此在相當(dang)時期(qi)內，“方法(fa)一(yi)”將(jiang)是(shi)主要的(de)(de)(de)措施。冷風(feng)作(zuo)業(ye)，沖天爐的(de)(de)(de)熱(re)利用率低，從可(ke)持續發展的(de)(de)(de)戰略(lve)考慮，熱(re)風(feng)沖天爐符合(he)節能的(de)(de)(de)國(guo)策，而(er)且可(ke)結合(he)著(zhu)解決環境污染(ran)，滿足社會(hui)shengtai要求。隨著(zhu)世界經(jing)濟(ji)yitihua進程的(de)(de)(de)發展，鑄(zhu)造業(ye)將(jiang)重(zhong)組、兼并，擴大規模，實行集約(yue)化生產，熱(re)風(feng)作(zuo)業(ye)將(jiang)逐步擴大其(qi)應用范(fan)圍(wei)。采(cai)用熱(re)風(feng)與否考慮的(de)(de)(de)兩(liang)個問題是(shi)，是(shi)否有足夠的(de)(de)(de)連續作(zuo)業(ye)時間，以及一(yi)次性投(tou)入的(de)(de)(de)多少和投(tou)資的(de)(de)(de)回(hui)收期(qi)。
② 穩定(ding)爐膛尺寸
低質(zhi)爐襯(chen)材料(liao)會帶來一(yi)系列不良的(de)(de)(de)影響(xiang)：爐襯(chen)侵(qin)蝕物污染(ran)鐵(tie)液；侵(qin)蝕物改變爐渣的(de)(de)(de)物理化學性狀，從而影響(xiang)爐子的(de)(de)(de)順行和去硫(liu)效果(guo)；爐膛擴大，破壞熔煉的(de)(de)(de)穩定性，開爐時間一(yi)長，后(hou)期會出現(xian)鐵(tie)液溫度下降，燒損(sun)增多，鐵(tie)液氧(yang)化的(de)(de)(de)現(xian)象。
2．使用中頻感(gan)應爐(lu)
近年來，正創李(li)經理(li)走訪了長江三角(jiao)洲、珠江三角(jiao)洲和膠東地區，發現采用感(gan)應爐(lu)或與沖天爐(lu)雙聯的工(gong)廠不少。感(gan)應爐(lu)鐵液的質量高，常是(shi)國外采購商和國內主機廠指定的供貨(huo)條(tiao)件。
進入二(er)十世紀九(jiu)十年代(dai)，三(san)代(dai)晶體管(guan)模塊中頻(pin)爐(lu)取二(er)代(dai)傳統(tong)可控硅(gui)中頻(pin)爐(lu)而代(dai)之。這種爐(lu)子的 點是節電、熔化速度快、升溫(wen)迅速、操作簡便、工作 、對(dui)電網無(wu)干擾、功率因素高。
變頻(pin)(pin)中頻(pin)(pin)爐(lu)(lu)可滿足不(bu)(bu)同熔煉階段的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同工藝要(yao)求。當熔料時，用較高的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)實現快(kuai)速熔化；當增(zeng)碳時，改用較低的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)，增(zeng)加(jia)鐵(tie)液(ye)(ye)攪拌力，jiakuai增(zeng)碳過(guo)程，從而(er)達到縮短時間、節省電力的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。有的(de)(de)(de)(de)爐(lu)(lu)子還(huan)能隨液(ye)(ye)面高度的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同自動調節功率(lv)(lv)。近期(qi)國外推出(chu)的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)爐(lu)(lu)體(ti)感應爐(lu)(lu)，可實現大料直接裝爐(lu)(lu)。
3．不(bu)可(ke)忽視三維柔性焊接平臺生(sheng)鐵中的微量(liang)元素
生(sheng)鐵(tie)出(chu)廠(chang)一般只規定Si、Mn、P、S，對(dui)C無限(xian)量，微量元素則(ze)隨礦源(yuan)而任其(qi)自然，不作檢測，底(di)碼不清(qing)。我國(guo)生(sheng)鐵(tie)中的微量元素有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其(qi)中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無害處，Al視為中性(xing)，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素，低(di)于一定值有利，超過則(ze)有弊(bi)。
4．感(gan)應爐增碳
感(gan)應爐(lu)(lu)若以廢(fei)鋼(gang)為主爐(lu)(lu)料，在爐(lu)(lu)內(nei)增碳(tan)生(sheng)產合(he)成鑄(zhu)(zhu)鐵，可(ke)得(de)到鋼(gang)一般純凈(jing)的(de)鐵液。由于沒有生(sheng)鐵粗大(da)(da)石墨(mo)的(de)遺傳和受(shou)孕能力優良，鑄(zhu)(zhu)鐵組織中的(de)石墨(mo)具有細小(xiao)(xiao)和分布均勻(yun)的(de) 點，球鐵的(de)球化率高，低碳(tan)灰鐵易于得(de)到A型石墨(mo)和珠光體基(ji)體，且壁厚mingan性減小(xiao)(xiao)。因為磷很低，大(da)(da)大(da)(da)降低了發動機件(jian)縮松(song)滲漏的(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)常用的(de)(de)有(you)石墨(mo)質(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)（電塊或tianran石墨(mo)、類石墨(mo)）和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)（如(ru)冶金焦）。電質(zhi)地純，灰分<0.5，S、N含量(liang)只有(you)0.1。選(xuan)用tianran石墨(mo)和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)時，應 別關注(zhu)其灰分，S和(he)N量(liang)，并防(fang)止(zhi)受潮。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)吸收(shou)率，爐底加入（裝料）時為65~70，鏡面(mian)加入時為75~80。在(zai)一定程(cheng)度(du)(du)上(shang)，回收(shou)率隨(sui)處理溫度(du)(du)的(de)(de)提高而增(zeng)(zeng)加，但高于(yu)(yu)平衡(heng)溫度(du)(du)后，因(yin)部分碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)消(xiao)耗于(yu)(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回收(shou)率。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)熔點為3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子(zi)是通(tong)過(guo)溶解和(he)擴(kuo)散方式進入鐵液的(de)(de)，因(yin)此(ci)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)粒度(du)(du)和(he)熔池的(de)(de)攪拌對于(yu)(yu)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng) 重(zhong)要。
三 爐(lu)前處理
1． 脫硫
鐵液脫硫可(ke)減少球(qiu)化劑用(yong)量和鑄件中硫化物夾渣的數(shu)量。發達(da) 球(qiu)鐵生產幾(ji)乎全部采用(yong)脫硫工藝，要求脫硫后S≤0.01，我(wo)國條件下，目(mu)標位為S≤0.02，錫柴和常柴可(ke)達(da)到(dao)S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法(fa)處(chu)(chu)理，方法(fa)簡(jian)便但脫(tuo)硫(liu)率低，效果不(bu)穩定，處(chu)(chu)理時(shi)煙塵污染(ran)環境(jing)，對咽喉有刺激(ji)性(xing)。在(zai)規模(mo)生產的球鐵車間，宜將脫(tuo)硫(liu)劑置(zhi)于液面(mian)，采(cai)用機械攪拌(ban)法(fa)、搖包(bao)法(fa)或(huo)氣(qi)(qi)動攪拌(ban)法(fa)進行(xing)脫(tuo)硫(liu)。其中氣(qi)(qi)動法(fa)較(jiao)為(wei)簡(jian)單，動力消耗少，為(wei)流行(xing)。氣(qi)(qi)動脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi)可設于前爐上游，進行(xing)連續脫(tuo)硫(liu)，亦可在(zai)爐前單包(bao)間斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除(chu)渣
除渣過程可在包中或感應爐(lu)內進行。將(jiang)除渣劑（聚渣劑）撒于(yu)液面即時形成(cheng)一熔(rong)(rong)融層(ceng)，起覆蓋和聚渣作用。除渣劑受熱膨化，在熔(rong)(rong)融層(ceng)中產生(sheng)許(xu)多小孔，起良好(hao)的保溫作用。
除(chu)渣劑(ji)分低(di)(di)、中、高三(san)(san)檔(dang)。由原礦經簡單破碎(sui)、過篩的(de)產品屬(shu)于低(di)(di)檔(dang)，各(ge)省均(jun)產。現已不(bu)(bu)被(bei)鑄(zhu)造廠看(kan)好。中檔(dang)除(chu)渣劑(ji)對原礦有所選擇(ze)，增(zeng)加了水洗(xi)等工序，能滿足鑄(zhu)件(jian)的(de)基本要求，為多數工廠接受(shou)。進口的(de)除(chu)渣劑(ji)，選礦源，加工工序有別于一般。該產品撒于液面即迅速散布(bu)，覆蓋(gai)整(zheng)個液面，除(chu)渣能力超卓，用(yong)量少，不(bu)(bu)粘(zhan)爐襯與澆包(bao)，用(yong)棍即可將熔融渣層(ceng)整(zheng)體(ti)挑起(qi)，清渣方便，近三(san)(san)年(nian)來已開(kai)始(shi)受(shou)國內(nei)業界的(de)重視。
3． 球化
球化(hua)處理仍(reng)以(yi)(yi)包內沖(chong)入(ru)法(fa)為主。選用(yong)(yong)球化(hua)劑(ji)(ji)需視熔爐、出鐵溫度，脫硫與否和球鐵類型(xing)等(deng)而(er)定。一般而(er)言，沖(chong)天爐鐵液選用(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)球化(hua)劑(ji)(ji)，感(gan)應(ying)爐鐵液選用(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球化(hua)劑(ji)(ji)，亦有(you)(you)的(de)(de)廠仍(reng)用(yong)(yong)Mg8RE3球化(hua)劑(ji)(ji)。/T9228-1999標(biao)準，對Mg 和RE的(de)(de)成分(fen)范圍(wei)偏(pian)差規(gui)定為±1，有(you)(you)些(xie)廠標(biao)已縮小為±0.5，對Ca、Al等(deng)亦有(you)(you)明確規(gui)定。球化(hua)劑(ji)(ji)質量(liang)(liang)中，應(ying)重視MgO含量(liang)(liang)、成分(fen)的(de)(de)偏(pian)析程(cheng)度以(yi)(yi)及粒度的(de)(de)集中度。凡是粒度不(bu)勻，粉末(mo)多，色澤發暗的(de)(de)球化(hua)劑(ji)(ji)不(bu)宜選用(yong)(yong)。
原則(ze)上，只要掌握(wo)好鐵(tie)液的(de)化(hua)(hua)學成分和(he)孕育環節，采(cai)用上述球化(hua)(hua)劑(ji)即可生產(chan)鑄(zhu)態(tai)球鐵(tie)。但亦有工廠采(cai)用鑄(zhu)態(tai)球鐵(tie)用球化(hua)(hua)劑(ji)。一般(ban)，在鑄(zhu)態(tai)鐵(tie)素體(ti)球化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和(he)Bi，在鑄(zhu)態(tai)珠光體(ti)球化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和(he)Sb，但對于QT700-2以上的(de)重要曲(qu)軸類鑄(zhu)件，不推薦使用含Sb球化(hua)(hua)劑(ji)，此時(shi)應通過(guo)調整(zheng)Cu、Mo等(deng)的(de)含量來控制基體(ti)。指出，不管是否(fou)采(cai)用鑄(zhu)態(tai)球化(hua)(hua)劑(ji)，孕育永(yong)遠是不可忽視(shi)的(de)重要環節。
4． 孕育
孕育是(shi)提升鑄鐵質(zhi)量的(de)重要環節。經過十(shi)多年的(de)努力，我國孕育劑基本(ben)實(shi)現了系列(lie)化和商品化。
5．合金化(hua)
鑄鐵(tie)(tie)常用的合金(jin)(jin)(jin)元素有(you)Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵(tie)(tie)合金(jin)(jin)(jin)形式(shi)加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金(jin)(jin)(jin)屬形式(shi)加(jia)入，V、Ti以(yi)鐵(tie)(tie)合金(jin)(jin)(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形式(shi)加(jia)入。加(jia)入時機在爐(lu)后(hou)（沖天(tian)爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還(huan)是爐(lu)前，需視(shi)它們的熔(rong)點、氧化性和密(mi)度等而定。為了便(bian)于高熔(rong)點鐵(tie)(tie)合金(jin)(jin)(jin)的熔(rong)吸，除控制(zhi)粒度外，采用發熱合金(jin)(jin)(jin)劑(ji)或喂(wei)絲加(jia)入法是比較理想的措施。
四 過濾
金屬過濾(lv)技(ji)術在工(gong)業發達(da) 應用較(jiao)為普(pu)遍。實(shi)踐證明，關(guan)鍵機件(jian)(jian)的(de)失效(xiao)不完全在于試棒(bang)力(li)學(xue)性能的(de)高低，而是三維柔性焊接平(ping)臺鑄(zhu)件(jian)(jian)內(nei)部的(de)健全程度。因此，單純追(zhui)求金相組織的(de)是不的(de)。走訪(fang)過的(de)工(gong)廠，其品(pin)牌(pai)產品(pin)無不重視過濾(lv)的(de)后一(yi)(yi)關(guan)。一(yi)(yi)般小件(jian)(jian)采(cai)用纖維過濾(lv)網(wang)，過流量大或(huo)重要件(jian)(jian)采(cai)用蜂窩陶瓷過濾(lv)片或(huo)泡沫陶瓷過濾(lv)片。
