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(cheng)分及成(cheng)分度(du)，有害(hai)元素含量，非金屬夾雜(za)物數量、氣(qi)體(ti)溶量和(he)爐(lu)外可造性等。
鐵液質量(liang)的控制分為熔煉，爐前處理和過濾(lv)三個環節。以下(xia)泊(bo)頭(tou)正(zheng)創(chuang)（李經理）簡述(shu)
二(er)、三維柔性(xing)焊接平臺熔煉
1、沖天爐要上新臺階
獲得高溫鐵液
盡管鑄(zhu)鐵(tie)件(jian)澆注的(de)工藝溫度并不(bu)高(gao)，不(bu)同鑄(zhu)鐵(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵(tie)液的(de)觀點看，應有較高(gao)的(de)熔煉溫度。高(gao)溫熔煉保(bao)證了高(gao)的(de)出(chu)鐵(tie)溫度，Fe、Si、Mn燒損少(shao)，爐(lu)況穩定，化學成分波(bo)動小。以發達 為例，沖天爐(lu)內C的(de)波(bo)動可控制在(zai)±0.05，Si的(de)波(bo)動可控制在(zai)±0.1。高(gao)溫熔煉，鐵(tie)液中(zhong)的(de)S、O、H、N及夾雜(za)物都會減(jian)少(shao)，爐(lu)料的(de)不(bu)良遺傳(chuan)性將會減(jian)弱。
沖天爐(lu)獲得三維柔(rou)性(xing)焊接平(ping)臺高溫鐵液有三種方法：一(yi)是(shi)好(hao)的爐(lu)型，如兩排大(da)間(jian)距，冷風+固定碳在85以(yi)上的焦炭，出鐵溫度(du)可在1480℃以(yi)上。二是(shi)富氧送風，此法簡便，調溫迅(xun)速及時，但受供氧條件(jian)的制約(yue)，局限性(xing)很大(da)。三是(shi)熱送風，不(bu)同熱風裝置(zhi)風溫由150℃至600℃不(bu)等(deng)，適于開爐(lu)時間(jian)較長的工廠使用。
我國鑄造(zao)廠多數生產(chan)規(gui)模較小，因此在相當時期(qi)(qi)內，“方法一”將是主要的(de)(de)(de)措施。冷風作(zuo)業，沖天爐的(de)(de)(de)熱利用(yong)率低，從可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)戰略考慮，熱風沖天爐符合節能的(de)(de)(de)國策(ce)，而且可(ke)結合著(zhu)解決環境(jing)污染，滿足社會shengtai要求。隨著(zhu)世界經濟(ji)yitihua進程的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，鑄造(zao)業將重組、兼并(bing)，擴大規(gui)模，實行(xing)集約化(hua)生產(chan)，熱風作(zuo)業將逐(zhu)步擴大其應用(yong)范圍。采(cai)用(yong)熱風與否(fou)考慮的(de)(de)(de)兩個(ge)問題是，是否(fou)有足夠的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)作(zuo)業時間，以及一次性投入的(de)(de)(de)多少和投資的(de)(de)(de)回收期(qi)(qi)。
② 穩定爐膛尺寸
低(di)質爐(lu)襯材料會帶(dai)來一系列不良的影(ying)響：爐(lu)襯侵蝕(shi)物污染鐵液；侵蝕(shi)物改變爐(lu)渣的物理(li)化學性(xing)狀(zhuang)，從而影(ying)響爐(lu)子的順行(xing)和(he)去(qu)硫效果；爐(lu)膛擴大(da)，破壞熔煉的穩定(ding)性(xing)，開爐(lu)時間一長，后期會出現鐵液溫(wen)度下降，燒損增(zeng)多，鐵液氧化的現象。
2．使用中頻感(gan)應爐(lu)
近年(nian)來，正創李經理走訪了長江三(san)角(jiao)洲、珠江三(san)角(jiao)洲和膠(jiao)東地區(qu)，發現采用感(gan)應爐或與沖天爐雙聯的(de)工廠不少。感(gan)應爐鐵液(ye)的(de)質量(liang)高(gao)，常(chang)是國外采購(gou)商和國內(nei)主機(ji)廠指定的(de)供(gong)貨(huo)條件。
進入(ru)二(er)十世紀九十年(nian)代(dai)，三代(dai)晶體管模塊中(zhong)頻爐取二(er)代(dai)傳(chuan)統可控硅(gui)中(zhong)頻爐而代(dai)之。這種(zhong)爐子的 點是節電、熔(rong)化速(su)度快(kuai)、升溫(wen)迅速(su)、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對電網(wang)無干擾、功率因素高(gao)。
變頻中頻爐可滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)熔(rong)煉階段(duan)的不(bu)同(tong)工藝要求。當(dang)熔(rong)料(liao)時，用較高(gao)的頻率(lv)(lv)實(shi)現(xian)快(kuai)速熔(rong)化；當(dang)增(zeng)碳時，改用較低的頻率(lv)(lv)，增(zeng)加鐵液攪(jiao)拌(ban)力(li)，jiakuai增(zeng)碳過(guo)程，從(cong)而達(da)到縮短時間、節省電力(li)的目的。有(you)的爐子(zi)還能隨液面高(gao)度的不(bu)同(tong)自動調(diao)節功率(lv)(lv)。近期國外(wai)推出的寬爐體感應爐，可實(shi)現(xian)大(da)料(liao)直接裝爐。
3．不可忽視三維柔性焊接平(ping)臺生鐵中(zhong)的微量元素(su)
生(sheng)(sheng)鐵出廠(chang)一般只規(gui)定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限(xian)量，微量元(yuan)(yuan)素則隨礦源而任其自然，不作(zuo)檢測，底碼不清(qing)。我國生(sheng)(sheng)鐵中(zhong)的微量元(yuan)(yuan)素有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視為中(zhong)性，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)(yuan)素，低于一定值有利，超過則有弊。
4．感應爐增碳
感應爐(lu)若以廢鋼為(wei)主(zhu)爐(lu)料(liao)，在爐(lu)內增碳生(sheng)產(chan)合成鑄(zhu)鐵(tie)，可得(de)到鋼一(yi)般純凈的鐵(tie)液。由于沒有生(sheng)鐵(tie)粗大石墨的遺傳和(he)受孕能力優良，鑄(zhu)鐵(tie)組織中的石墨具有細小(xiao)和(he)分(fen)布均勻的 點，球(qiu)鐵(tie)的球(qiu)化率高，低碳灰鐵(tie)易于得(de)到A型(xing)石墨和(he)珠光體(ti)基體(ti)，且壁厚mingan性減小(xiao)。因為(wei)磷很低，大大降低了發(fa)動機(ji)件縮松(song)滲漏的缺陷(xian)。
增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)有(you)石(shi)墨(mo)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（電塊或tianran石(shi)墨(mo)、類石(shi)墨(mo)）和(he)碳(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（如冶金焦(jiao)）。電質(zhi)地(di)純，灰(hui)分<0.5，S、N含量只有(you)0.1。選用(yong)tianran石(shi)墨(mo)和(he)碳(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)時，應 別(bie)關注(zhu)其(qi)灰(hui)分，S和(he)N量，并防止(zhi)受潮。增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)(shou)率，爐底加(jia)入（裝料）時為(wei)65~70，鏡面加(jia)入時為(wei)75~80。在一定程(cheng)度(du)上，回(hui)收(shou)(shou)率隨處理(li)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)提高而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，但高于平(ping)衡溫度(du)后，因部(bu)分碳(tan)消耗于反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降低回(hui)收(shou)(shou)率。 碳(tan)的(de)(de)(de)(de)熔點為(wei)3727℃，碳(tan)原(yuan)子(zi)是通(tong)過溶解和(he)擴散方式進入鐵液(ye)的(de)(de)(de)(de)，因此增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)粒度(du)和(he)熔池(chi)的(de)(de)(de)(de)攪拌對于增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)過程(cheng) 重要。
三 爐前處理(li)
1． 脫(tuo)硫
鐵(tie)(tie)液脫硫可減少球(qiu)化劑用量和(he)鑄(zhu)件中(zhong)硫化物夾渣的數量。發(fa)達 球(qiu)鐵(tie)(tie)生產幾(ji)乎全部采用脫硫工藝(yi)，要求脫硫后S≤0.01，我國條件下，目標位為S≤0.02，錫柴(chai)和(he)常(chang)柴(chai)可達到S≤0.015。
包(bao)(bao)底Na2CO3沖(chong)入法(fa)(fa)處(chu)理(li)，方法(fa)(fa)簡便但脫硫(liu)(liu)率(lv)低，效(xiao)果不(bu)穩定，處(chu)理(li)時煙塵污染環(huan)境，對咽喉有刺激(ji)性。在規模生(sheng)產的球鐵(tie)車間，宜將脫硫(liu)(liu)劑置(zhi)于液(ye)面，采用機械(xie)攪(jiao)(jiao)拌法(fa)(fa)、搖包(bao)(bao)法(fa)(fa)或氣動攪(jiao)(jiao)拌法(fa)(fa)進行脫硫(liu)(liu)。其中氣動法(fa)(fa)較為簡單，動力消耗(hao)少，為流(liu)行。氣動脫硫(liu)(liu)裝(zhuang)置(zhi)可設于前爐上游，進行連(lian)續脫硫(liu)(liu)，亦可在爐前單包(bao)(bao)間斷脫硫(liu)(liu)。
2． 除(chu)渣
除渣(zha)過(guo)程(cheng)可在包(bao)中或感(gan)應爐內進行(xing)。將除渣(zha)劑（聚(ju)渣(zha)劑）撒于液(ye)面即時(shi)形成(cheng)一熔融(rong)層，起覆蓋和聚(ju)渣(zha)作(zuo)用。除渣(zha)劑受熱(re)膨化，在熔融(rong)層中產生許多小孔，起良(liang)好(hao)的保溫作(zuo)用。
除(chu)渣劑分低(di)、中、高三檔(dang)。由原(yuan)礦經簡單(dan)破(po)碎、過篩的產(chan)品(pin)(pin)屬(shu)于(yu)低(di)檔(dang)，各(ge)省(sheng)均產(chan)。現已不被鑄(zhu)造廠(chang)看(kan)好(hao)。中檔(dang)除(chu)渣劑對(dui)原(yuan)礦有所(suo)選(xuan)(xuan)擇，增加(jia)了水洗等工(gong)序(xu)，能滿足(zu)鑄(zhu)件(jian)的基本要(yao)求，為多(duo)數工(gong)廠(chang)接受。進口的除(chu)渣劑，選(xuan)(xuan)礦源，加(jia)工(gong)工(gong)序(xu)有別于(yu)一般。該產(chan)品(pin)(pin)撒于(yu)液面(mian)即迅速散布，覆蓋整個液面(mian)，除(chu)渣能力超(chao)卓，用(yong)量少，不粘爐襯(chen)與澆包，用(yong)棍即可將熔融渣層整體挑起，清渣方便，近三年來已開始受國內業界的重視(shi)。
3． 球化
球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理仍以(yi)(yi)包內(nei)沖(chong)入法(fa)為(wei)主。選用球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑需視熔爐、出鐵溫度，脫(tuo)硫(liu)與否和(he)(he)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵類(lei)型等而定。一般而言，沖(chong)天爐鐵液選用Mg7~9，RE3~7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑，感應爐鐵液選用低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑，亦有的(de)(de)廠仍用Mg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑。/T9228-1999標(biao)準，對Mg 和(he)(he)RE的(de)(de)成分范圍偏差規(gui)(gui)定為(wei)±1，有些廠標(biao)已縮小為(wei)±0.5，對Ca、Al等亦有明確(que)規(gui)(gui)定。球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑質量中，應重視MgO含量、成分的(de)(de)偏析程度以(yi)(yi)及(ji)粒度的(de)(de)集中度。凡(fan)是粒度不勻，粉末多，色澤發(fa)暗的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑不宜(yi)選用。
原則上，只要(yao)掌握好鐵(tie)液的化(hua)(hua)學成分和(he)(he)孕育環節，采用上述球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)即(ji)可生產鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)。但亦有工廠采用鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)用球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。一般(ban)，在鑄(zhu)態(tai)(tai)鐵(tie)素體(ti)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)中含有Ba和(he)(he)Bi，在鑄(zhu)態(tai)(tai)珠(zhu)光體(ti)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)中含有Ba和(he)(he)Sb，但對于(yu)QT700-2以上的重要(yao)曲軸(zhou)類鑄(zhu)件(jian)，不推薦使用含Sb球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，此時應通(tong)過調(diao)整(zheng)Cu、Mo等的含量來控制基體(ti)。指出，不管(guan)是(shi)否采用鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，孕育永遠是(shi)不可忽(hu)視的重要(yao)環節。
4． 孕(yun)育
孕育是提升(sheng)鑄(zhu)鐵(tie)質量的重(zhong)要環節。經過十多年(nian)的努力(li)，我國(guo)孕育劑(ji)基本實現了系列化(hua)和商品化(hua)。
5．合金(jin)化(hua)
鑄鐵(tie)常用(yong)的合(he)金(jin)(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)形式(shi)(shi)加入，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金(jin)(jin)屬形式(shi)(shi)加入，V、Ti以(yi)鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)形式(shi)(shi)加入。加入時機在爐后（沖天爐）、爐內（感應爐）還是爐前(qian)，需(xu)視它們的熔點、氧(yang)化(hua)性(xing)和密度等而定。為了(le)便(bian)于高熔點鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)的熔吸，除控制粒度外，采用(yong)發熱(re)合(he)金(jin)(jin)劑或(huo)喂絲(si)加入法是比較理想的措施。
四 過(guo)濾
金屬(shu)過濾技術在(zai)工(gong)業(ye)發達 應用較為(wei)普遍(bian)。實(shi)踐證(zheng)明(ming)，關(guan)鍵機件的(de)失效不(bu)(bu)完全(quan)在(zai)于試(shi)棒力學性能的(de)高低，而是(shi)三維(wei)柔性焊接(jie)平臺鑄件內部的(de)健全(quan)程度。因此(ci)，單純追求金相(xiang)組織的(de)是(shi)不(bu)(bu)的(de)。走訪過的(de)工(gong)廠，其品牌(pai)產品無不(bu)(bu)重視(shi)過濾的(de)后一(yi)關(guan)。一(yi)般小件采用纖(xian)維(wei)過濾網(wang)，過流量(liang)大(da)或重要件采用蜂窩(wo)陶(tao)瓷過濾片或泡沫陶(tao)瓷過濾片。
