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(zhi)量包括(kuo)：溫度(du)、成分及成分度(du)，有害元素含量，非(fei)金屬夾雜物數量、氣(qi)體溶量和爐外可造(zao)性等。
鐵液質量(liang)的(de)控制分為熔(rong)煉，爐前處(chu)理和(he)過(guo)濾三(san)個環節。以(yi)下泊頭正創（李經理）簡述
二、三維柔(rou)性焊接平(ping)臺熔煉(lian)
1、沖天爐要上新臺階
獲得高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵(tie)件澆注(zhu)的(de)(de)(de)工藝溫度(du)并不高(gao)，不同鑄鐵(tie)大多在1260℃~1400℃之(zhi)間。但從獲得鐵(tie)液的(de)(de)(de)觀點(dian)看，應有(you)較高(gao)的(de)(de)(de)熔煉(lian)溫度(du)。高(gao)溫熔煉(lian)保證了高(gao)的(de)(de)(de)出(chu)鐵(tie)溫度(du)，Fe、Si、Mn燒損(sun)少(shao)，爐況(kuang)穩定，化學成(cheng)分波(bo)動(dong)(dong)小(xiao)。以發達(da) 為例，沖天爐內C的(de)(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)可(ke)控制(zhi)在±0.05，Si的(de)(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)可(ke)控制(zhi)在±0.1。高(gao)溫熔煉(lian)，鐵(tie)液中的(de)(de)(de)S、O、H、N及夾(jia)雜物都會減(jian)少(shao)，爐料的(de)(de)(de)不良遺(yi)傳性將會減(jian)弱。
沖天爐獲得三維柔性(xing)焊接平(ping)臺高溫(wen)鐵液(ye)有三種(zhong)方法(fa)(fa)：一(yi)是好的爐型，如兩排大間距，冷風(feng)(feng)+固(gu)定碳在(zai)85以上(shang)的焦炭，出鐵溫(wen)度可在(zai)1480℃以上(shang)。二是富氧(yang)送風(feng)(feng)，此(ci)法(fa)(fa)簡便，調溫(wen)迅速及時(shi)，但受供氧(yang)條件的制約，局限性(xing)很大。三是熱送風(feng)(feng)，不同熱風(feng)(feng)裝置風(feng)(feng)溫(wen)由150℃至600℃不等，適(shi)于開爐時(shi)間較長的工廠使用。
我國(guo)鑄(zhu)造(zao)廠(chang)多數生產規模較小，因此在相(xiang)當時(shi)期內，“方法一(yi)”將(jiang)是主要的(de)措施。冷風(feng)作業，沖天(tian)爐的(de)熱(re)(re)利(li)用率低，從可(ke)持續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)戰略考慮，熱(re)(re)風(feng)沖天(tian)爐符合節(jie)能的(de)國(guo)策，而且可(ke)結合著(zhu)解決環境(jing)污染(ran)，滿足社會shengtai要求。隨著(zhu)世界經濟yitihua進程的(de)發(fa)展(zhan)，鑄(zhu)造(zao)業將(jiang)重組、兼并，擴大規模，實(shi)行集(ji)約(yue)化(hua)生產，熱(re)(re)風(feng)作業將(jiang)逐步(bu)擴大其應用范(fan)圍。采用熱(re)(re)風(feng)與否考慮的(de)兩個(ge)問(wen)題是，是否有足夠的(de)連續(xu)作業時(shi)間，以及一(yi)次性投入的(de)多少和投資(zi)的(de)回收期。
② 穩(wen)定爐膛尺寸
低質爐(lu)襯材料會帶來(lai)一系列(lie)不良的(de)影響(xiang)：爐(lu)襯侵(qin)蝕(shi)物污染鐵液；侵(qin)蝕(shi)物改變(bian)爐(lu)渣的(de)物理(li)化(hua)學(xue)性(xing)狀(zhuang)，從(cong)而影響(xiang)爐(lu)子的(de)順行和去硫效果；爐(lu)膛(tang)擴(kuo)大，破壞熔煉的(de)穩定性(xing)，開爐(lu)時間一長，后期會出現鐵液溫度(du)下降，燒損增多，鐵液氧化(hua)的(de)現象。
2．使用中頻(pin)感應爐(lu)
近年來，正(zheng)創李經理走訪了長(chang)江(jiang)三角洲、珠江(jiang)三角洲和膠(jiao)東地區(qu)，發現采(cai)(cai)用感應爐或與沖天爐雙聯的工廠不少(shao)。感應爐鐵(tie)液的質(zhi)量高，常是國(guo)外(wai)采(cai)(cai)購(gou)商和國(guo)內主機廠指定的供貨(huo)條(tiao)件。
進入二(er)十世紀九十年代(dai)(dai)(dai)，三代(dai)(dai)(dai)晶體(ti)管模塊中頻爐取二(er)代(dai)(dai)(dai)傳統可控(kong)硅(gui)中頻爐而代(dai)(dai)(dai)之。這種爐子的 點是節電、熔化速(su)度快、升溫迅速(su)、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對電網(wang)無干擾、功(gong)率因(yin)素高。
變頻(pin)中(zhong)頻(pin)爐可滿足不(bu)同熔(rong)煉階段的(de)(de)不(bu)同工藝要求(qiu)。當熔(rong)料時，用較(jiao)高的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)實現(xian)快速熔(rong)化；當增碳時，改用較(jiao)低的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)，增加鐵液攪拌力，jiakuai增碳過程，從而(er)達(da)到縮短時間(jian)、節(jie)省電力的(de)(de)目的(de)(de)。有的(de)(de)爐子還能(neng)隨液面高度的(de)(de)不(bu)同自動調(diao)節(jie)功率(lv)(lv)。近期國(guo)外(wai)推出(chu)的(de)(de)寬爐體感應爐，可實現(xian)大料直(zhi)接裝爐。
3．不可忽視(shi)三維柔性焊接平臺生鐵中的(de)微量(liang)元素
生鐵(tie)(tie)出(chu)廠一般只規定(ding)Si、Mn、P、S，對(dui)C無限量(liang)，微量(liang)元素(su)則隨礦源而任(ren)其自然，不(bu)作檢測，底碼不(bu)清。我國生鐵(tie)(tie)中(zhong)的(de)微量(liang)元素(su)有(you)(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無害處，Al視為中(zhong)性(xing)，As、Zn、Pb有(you)(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素(su)，低于一定(ding)值有(you)(you)利(li)，超過則有(you)(you)弊。
4．感(gan)應爐增(zeng)碳
感應爐若以廢鋼(gang)為主(zhu)爐料，在爐內增碳(tan)生產合(he)成(cheng)鑄(zhu)鐵，可得(de)到(dao)鋼(gang)一(yi)般純凈的鐵液。由于沒有生鐵粗大(da)石墨的遺傳(chuan)和受孕能(neng)力優(you)良，鑄(zhu)鐵組(zu)織(zhi)中的石墨具有細小(xiao)和分布均勻的 點，球鐵的球化率高，低(di)(di)碳(tan)灰鐵易于得(de)到(dao)A型石墨和珠光體(ti)基(ji)體(ti)，且壁厚mingan性(xing)減(jian)小(xiao)。因為磷很(hen)低(di)(di)，大(da)大(da)降低(di)(di)了(le)發(fa)動機件縮松滲漏的缺(que)陷。
增(zeng)碳(tan)劑常用的(de)(de)有石(shi)墨(mo)質增(zeng)碳(tan)劑（電(dian)塊或tianran石(shi)墨(mo)、類石(shi)墨(mo)）和(he)碳(tan)質增(zeng)碳(tan)劑（如冶金焦）。電(dian)質地純，灰分(fen)<0.5，S、N含量(liang)只有0.1。選用tianran石(shi)墨(mo)和(he)碳(tan)質增(zeng)碳(tan)劑時(shi)，應 別關注其(qi)灰分(fen)，S和(he)N量(liang)，并防止受潮。增(zeng)碳(tan)劑的(de)(de)吸收率(lv)(lv)，爐(lu)底(di)加入(ru)（裝料）時(shi)為(wei)65~70，鏡面(mian)加入(ru)時(shi)為(wei)75~80。在一定(ding)程度(du)上，回收率(lv)(lv)隨處理溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)提高而增(zeng)加，但高于平衡(heng)溫(wen)(wen)度(du)后，因(yin)部分(fen)碳(tan)消耗(hao)于反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回收率(lv)(lv)。 碳(tan)的(de)(de)熔點(dian)為(wei)3727℃，碳(tan)原子(zi)是通過(guo)溶解和(he)擴散(san)方(fang)式進入(ru)鐵液的(de)(de)，因(yin)此增(zeng)碳(tan)劑的(de)(de)粒度(du)和(he)熔池的(de)(de)攪拌對于增(zeng)碳(tan)過(guo)程 重要(yao)。
三 爐前處理
1． 脫硫(liu)
鐵(tie)液脫(tuo)(tuo)硫可減少球(qiu)化劑(ji)用(yong)量和(he)鑄件中硫化物夾渣的數量。發(fa)達 球(qiu)鐵(tie)生產幾乎全部采用(yong)脫(tuo)(tuo)硫工藝(yi)，要(yao)求脫(tuo)(tuo)硫后S≤0.01，我國條件下，目(mu)標位為S≤0.02，錫柴和(he)常柴可達到S≤0.015。
包底Na2CO3沖入法(fa)(fa)(fa)處理，方法(fa)(fa)(fa)簡便但脫硫(liu)率低，效果不穩定，處理時煙(yan)塵(chen)污染環境，對咽喉有刺激性。在(zai)規模(mo)生產的(de)球鐵車間(jian)(jian)，宜將脫硫(liu)劑置于液面(mian)，采用機械(xie)攪拌法(fa)(fa)(fa)、搖包法(fa)(fa)(fa)或氣(qi)動攪拌法(fa)(fa)(fa)進(jin)行(xing)(xing)脫硫(liu)。其中氣(qi)動法(fa)(fa)(fa)較為簡單(dan)，動力消耗(hao)少，為流行(xing)(xing)。氣(qi)動脫硫(liu)裝(zhuang)置可(ke)設于前爐(lu)上游，進(jin)行(xing)(xing)連續脫硫(liu)，亦可(ke)在(zai)爐(lu)前單(dan)包間(jian)(jian)斷(duan)脫硫(liu)。
2． 除渣
除(chu)渣(zha)(zha)(zha)過(guo)程可在包(bao)中(zhong)或(huo)感應(ying)爐(lu)內進(jin)行。將除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)(ji)（聚渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)(ji)）撒于液(ye)面即(ji)時形成一熔(rong)融層，起覆蓋和聚渣(zha)(zha)(zha)作用。除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)(ji)受熱膨化，在熔(rong)融層中(zhong)產生(sheng)許多(duo)小孔(kong)，起良好的保(bao)溫作用。
除渣(zha)劑(ji)分低、中、高(gao)三檔。由原(yuan)礦經簡單(dan)破碎(sui)、過篩的產品屬(shu)于(yu)低檔，各省均產。現(xian)已不(bu)被(bei)鑄造廠看好。中檔除渣(zha)劑(ji)對(dui)原(yuan)礦有所選(xuan)擇，增加了水洗等工(gong)(gong)(gong)序，能滿足鑄件(jian)的基本要求(qiu)，為(wei)多數工(gong)(gong)(gong)廠接受。進口的除渣(zha)劑(ji)，選(xuan)礦源，加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序有別于(yu)一(yi)般。該產品撒(sa)于(yu)液面即迅速散布，覆蓋整(zheng)個液面，除渣(zha)能力超(chao)卓(zhuo)，用(yong)量少，不(bu)粘(zhan)爐(lu)襯與澆包(bao)，用(yong)棍即可將熔融渣(zha)層整(zheng)體挑(tiao)起，清渣(zha)方便，近(jin)三年(nian)來已開始受國內業界的重(zhong)視。
3． 球化(hua)
球化(hua)(hua)(hua)(hua)處理仍以包內沖入法為(wei)(wei)主。選用(yong)球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑需視熔爐(lu)、出鐵溫度，脫(tuo)硫與否和球鐵類型(xing)等而定。一般(ban)而言，沖天爐(lu)鐵液選用(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)(de)球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑，感應爐(lu)鐵液選用(yong)低(di)(di)Mg（5~6），低(di)(di)RE（1.5~2.5）球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑，亦(yi)有(you)的(de)(de)(de)廠仍用(yong)Mg8RE3球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。/T9228-1999標(biao)準，對Mg 和RE的(de)(de)(de)成分(fen)范圍(wei)偏差規(gui)(gui)定為(wei)(wei)±1，有(you)些廠標(biao)已縮小(xiao)為(wei)(wei)±0.5，對Ca、Al等亦(yi)有(you)明確規(gui)(gui)定。球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑質量中，應重視MgO含量、成分(fen)的(de)(de)(de)偏析程(cheng)度以及粒度的(de)(de)(de)集中度。凡(fan)是粒度不勻，粉末多，色澤發暗的(de)(de)(de)球化(hua)(hua)(hua)(hua)劑不宜選用(yong)。
原則上(shang)，只要(yao)(yao)掌握(wo)好(hao)鐵液(ye)的化學成分和孕育環(huan)節(jie)，采用上(shang)述(shu)球(qiu)(qiu)化劑(ji)即可(ke)生產(chan)鑄態球(qiu)(qiu)鐵。但亦有工廠采用鑄態球(qiu)(qiu)鐵用球(qiu)(qiu)化劑(ji)。一般(ban)，在鑄態鐵素體球(qiu)(qiu)化劑(ji)中含有Ba和Bi，在鑄態珠(zhu)光體球(qiu)(qiu)化劑(ji)中含有Ba和Sb，但對(dui)于QT700-2以(yi)上(shang)的重(zhong)要(yao)(yao)曲(qu)軸類(lei)鑄件，不(bu)推薦(jian)使用含Sb球(qiu)(qiu)化劑(ji)，此時應(ying)通過(guo)調整(zheng)Cu、Mo等的含量來控制(zhi)基(ji)體。指出，不(bu)管是否采用鑄態球(qiu)(qiu)化劑(ji)，孕育永遠是不(bu)可(ke)忽(hu)視(shi)的重(zhong)要(yao)(yao)環(huan)節(jie)。
4． 孕育
孕育是提(ti)升鑄鐵質量的重(zhong)要環節。經過十(shi)多(duo)年的努力，我國孕育劑基本實現了系列化和商品化。
5．合金(jin)化
鑄鐵常用(yong)的合金(jin)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(jin)形式(shi)(shi)加入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)屬形式(shi)(shi)加入，V、Ti以鐵合金(jin)或(huo)VTi生(sheng)鐵形式(shi)(shi)加入。加入時機在爐(lu)(lu)后（沖天爐(lu)(lu)）、爐(lu)(lu)內（感應爐(lu)(lu)）還是(shi)爐(lu)(lu)前，需視它們(men)的熔(rong)點、氧(yang)化性和密(mi)度等而定。為了便于高熔(rong)點鐵合金(jin)的熔(rong)吸，除控制粒度外，采(cai)用(yong)發熱合金(jin)劑或(huo)喂(wei)絲加入法是(shi)比較理想的措施(shi)。
四 過濾
金屬(shu)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)技術在工業發(fa)達 應用(yong)較(jiao)為(wei)普遍。實踐證明，關鍵機件(jian)(jian)的(de)(de)失效不完全在于試(shi)棒力學性能的(de)(de)高(gao)低，而(er)是(shi)三維柔性焊接平臺鑄件(jian)(jian)內部(bu)的(de)(de)健全程度(du)。因此，單純追求金相組織的(de)(de)是(shi)不的(de)(de)。走訪過(guo)(guo)的(de)(de)工廠，其品牌(pai)產品無不重(zhong)(zhong)視過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)的(de)(de)后一關。一般小(xiao)件(jian)(jian)采(cai)用(yong)纖維過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)網，過(guo)(guo)流(liu)量大或(huo)重(zhong)(zhong)要(yao)件(jian)(jian)采(cai)用(yong)蜂(feng)窩陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)片或(huo)泡沫陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)片。
