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、成分及成分度，有害元素含量，非金屬夾雜物(wu)數量、氣體溶量和(he)爐外(wai)可(ke)造性(xing)等。
鐵液(ye)質量的控制分為熔煉(lian)，爐前(qian)處理和過濾(lv)三個環節(jie)。以(yi)下泊頭正創（李(li)經理）簡述
二、三(san)維柔性焊接平臺(tai)熔煉
1、沖天爐要上(shang)新臺階
獲得高溫鐵(tie)液
盡(jin)管鑄鐵件澆注的(de)(de)工藝溫(wen)(wen)度并(bing)不(bu)(bu)高(gao)(gao)，不(bu)(bu)同鑄鐵大多在1260℃~1400℃之(zhi)間。但從(cong)獲得鐵液(ye)的(de)(de)觀點看(kan)，應有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)熔煉(lian)溫(wen)(wen)度。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)保(bao)證了高(gao)(gao)的(de)(de)出鐵溫(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少，爐況穩定，化學成分波動(dong)小(xiao)。以(yi)發(fa)達 為例，沖天爐內C的(de)(de)波動(dong)可控制(zhi)在±0.05，Si的(de)(de)波動(dong)可控制(zhi)在±0.1。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)，鐵液(ye)中的(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少，爐料(liao)的(de)(de)不(bu)(bu)良遺傳性將會減弱。
沖天爐(lu)獲得三(san)維(wei)柔性焊接平臺高溫鐵液(ye)有三(san)種(zhong)方法：一是好的爐(lu)型，如兩排(pai)大(da)(da)間距(ju)，冷風(feng)(feng)+固(gu)定(ding)碳在85以(yi)上(shang)(shang)的焦炭，出鐵溫度可在1480℃以(yi)上(shang)(shang)。二是富氧送風(feng)(feng)，此法簡便，調溫迅速及時(shi)，但(dan)受供(gong)氧條件的制約(yue)，局限(xian)性很大(da)(da)。三(san)是熱送風(feng)(feng)，不同熱風(feng)(feng)裝置風(feng)(feng)溫由150℃至600℃不等，適于開爐(lu)時(shi)間較長的工(gong)廠(chang)使用。
我國鑄(zhu)造廠多(duo)數(shu)生(sheng)產規模較小，因此在相當時期內，“方法(fa)一(yi)”將(jiang)是(shi)(shi)主要(yao)(yao)的措(cuo)施。冷風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)(ye)，沖天爐的熱(re)利用率低，從(cong)可持續發展的戰略(lve)考(kao)慮，熱(re)風(feng)(feng)沖天爐符合(he)節(jie)能的國策，而且可結合(he)著解決環(huan)境污染(ran)，滿足社會shengtai要(yao)(yao)求。隨著世(shi)界經濟yitihua進程的發展，鑄(zhu)造業(ye)(ye)將(jiang)重組、兼并，擴大(da)規模，實(shi)行集(ji)約化生(sheng)產，熱(re)風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)(ye)將(jiang)逐步擴大(da)其應用范圍。采(cai)用熱(re)風(feng)(feng)與否(fou)考(kao)慮的兩個問(wen)題(ti)是(shi)(shi)，是(shi)(shi)否(fou)有足夠的連(lian)續作(zuo)業(ye)(ye)時間，以及一(yi)次性(xing)投入的多(duo)少和(he)投資的回收(shou)期。
② 穩定爐(lu)膛尺寸
低(di)質爐襯材(cai)料會帶來一(yi)(yi)系列(lie)不良的(de)(de)影響：爐襯侵蝕物污染鐵(tie)液(ye)；侵蝕物改變爐渣的(de)(de)物理(li)化學(xue)性狀(zhuang)，從而影響爐子的(de)(de)順行和去硫效果；爐膛(tang)擴大，破(po)壞熔煉的(de)(de)穩定性，開爐時間一(yi)(yi)長，后(hou)期(qi)會出現鐵(tie)液(ye)溫(wen)度下降，燒損增多，鐵(tie)液(ye)氧(yang)化的(de)(de)現象。
2．使用中頻感應(ying)爐
近年來(lai)，正創(chuang)李經理走訪了長江(jiang)三角洲、珠江(jiang)三角洲和膠東地(di)區，發現采用感(gan)應(ying)爐(lu)或與沖天(tian)爐(lu)雙聯的(de)(de)工廠不少(shao)。感(gan)應(ying)爐(lu)鐵液(ye)的(de)(de)質量(liang)高，常是國(guo)外采購(gou)商和國(guo)內主機廠指定的(de)(de)供貨條件(jian)。
進入二十(shi)(shi)世紀九(jiu)十(shi)(shi)年代，三代晶體管(guan)模塊中頻爐(lu)取二代傳(chuan)統可控硅中頻爐(lu)而代之。這種(zhong)爐(lu)子的 點(dian)是(shi)節電(dian)、熔化(hua)速度快、升溫迅速、操作簡(jian)便、工作 、對(dui)電(dian)網無干(gan)擾、功(gong)率因素高。
變頻(pin)(pin)中頻(pin)(pin)爐(lu)(lu)(lu)可滿足(zu)不同熔(rong)煉階段的(de)(de)(de)不同工藝要求。當熔(rong)料時，用(yong)較高(gao)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)實(shi)(shi)現(xian)快速熔(rong)化(hua)；當增(zeng)(zeng)碳(tan)時，改用(yong)較低(di)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)，增(zeng)(zeng)加(jia)鐵液攪拌(ban)力，jiakuai增(zeng)(zeng)碳(tan)過程，從而達到(dao)縮短時間、節省(sheng)電力的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。有(you)的(de)(de)(de)爐(lu)(lu)(lu)子還能隨液面(mian)高(gao)度的(de)(de)(de)不同自動(dong)調節功率(lv)。近期(qi)國外推出的(de)(de)(de)寬爐(lu)(lu)(lu)體感應爐(lu)(lu)(lu)，可實(shi)(shi)現(xian)大料直接裝(zhuang)爐(lu)(lu)(lu)。
3．不可(ke)忽視(shi)三維柔性焊(han)接平臺生鐵(tie)中的微量元素
生鐵出廠(chang)一(yi)(yi)般(ban)只規定(ding)Si、Mn、P、S，對C無(wu)(wu)限量，微量元素(su)則隨礦源(yuan)而(er)任其(qi)自然，不作(zuo)檢(jian)測(ce)，底碼(ma)不清。我國生鐵中(zhong)的微量元素(su)有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其(qi)中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)(wu)害(hai)處，Al視為中(zhong)性，As、Zn、Pb有害(hai)，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素(su)，低于一(yi)(yi)定(ding)值(zhi)有利，超過則有弊。
4．感(gan)應爐增碳(tan)
感應爐若以廢(fei)鋼(gang)(gang)為主(zhu)爐料(liao)，在(zai)爐內增碳生(sheng)產合成鑄(zhu)鐵(tie)(tie)，可得到鋼(gang)(gang)一般純(chun)凈的(de)(de)鐵(tie)(tie)液。由于(yu)沒(mei)有生(sheng)鐵(tie)(tie)粗大(da)(da)石墨的(de)(de)遺傳和(he)受(shou)孕能力優良，鑄(zhu)鐵(tie)(tie)組織中的(de)(de)石墨具有細小和(he)分布(bu)均勻的(de)(de) 點，球鐵(tie)(tie)的(de)(de)球化率高，低(di)碳灰(hui)鐵(tie)(tie)易于(yu)得到A型石墨和(he)珠光(guang)體基體，且壁厚mingan性減小。因為磷很低(di)，大(da)(da)大(da)(da)降低(di)了發動機件縮(suo)松滲(shen)漏的(de)(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)常用的(de)(de)(de)有石墨(mo)質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)（電(dian)塊或tianran石墨(mo)、類石墨(mo)）和(he)碳(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)（如冶金焦(jiao)）。電(dian)質(zhi)(zhi)地純，灰(hui)分(fen)<0.5，S、N含量(liang)只(zhi)有0.1。選用tianran石墨(mo)和(he)碳(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)時(shi)，應(ying) 別(bie)關注其灰(hui)分(fen)，S和(he)N量(liang)，并(bing)防止受(shou)潮。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸收(shou)率(lv)，爐(lu)底加(jia)(jia)入(ru)(ru)（裝料(liao)）時(shi)為65~70，鏡面加(jia)(jia)入(ru)(ru)時(shi)為75~80。在一定程度(du)上，回(hui)收(shou)率(lv)隨處理溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)提高而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，但高于平衡(heng)溫(wen)度(du)后，因(yin)部分(fen)碳(tan)(tan)消耗于反(fan)應(ying)（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而降低回(hui)收(shou)率(lv)。 碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)熔點為3727℃，碳(tan)(tan)原子是通(tong)過溶解和(he)擴散方式進(jin)入(ru)(ru)鐵液的(de)(de)(de)，因(yin)此(ci)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)粒度(du)和(he)熔池的(de)(de)(de)攪拌對于增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)過程 重要。
三 爐前處理
1． 脫硫
鐵液脫(tuo)硫可減(jian)少(shao)球化劑(ji)用(yong)量(liang)和(he)鑄件中硫化物夾渣的數量(liang)。發達 球鐵生產幾乎(hu)全部采用(yong)脫(tuo)硫工藝，要求脫(tuo)硫后S≤0.01，我國條件下，目標位為S≤0.02，錫柴(chai)(chai)和(he)常柴(chai)(chai)可達到S≤0.015。
包底Na2CO3沖入法(fa)(fa)處理，方法(fa)(fa)簡(jian)便但脫(tuo)硫(liu)率低，效果不穩(wen)定，處理時煙(yan)塵污染(ran)環境，對咽(yan)喉(hou)有刺激(ji)性。在規模(mo)生產的球鐵車間，宜將脫(tuo)硫(liu)劑置(zhi)于液面，采用(yong)機械攪拌法(fa)(fa)、搖包法(fa)(fa)或氣(qi)動(dong)攪拌法(fa)(fa)進(jin)行脫(tuo)硫(liu)。其中氣(qi)動(dong)法(fa)(fa)較為簡(jian)單，動(dong)力(li)消耗少，為流行。氣(qi)動(dong)脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi)可(ke)設于前爐上游，進(jin)行連續脫(tuo)硫(liu)，亦(yi)可(ke)在爐前單包間斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除渣
除(chu)渣(zha)過程可在(zai)包中或感(gan)應爐內進(jin)行。將除(chu)渣(zha)劑（聚渣(zha)劑）撒于液面即時形(xing)成一熔融層，起覆(fu)蓋和聚渣(zha)作用(yong)。除(chu)渣(zha)劑受熱膨化，在(zai)熔融層中產生許多小孔(kong)，起良(liang)好的保溫作用(yong)。
除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)分(fen)低、中、高三檔。由原(yuan)礦經簡單破碎、過篩的(de)產(chan)(chan)品屬于(yu)低檔，各省均產(chan)(chan)。現已(yi)不被鑄造廠看(kan)好。中檔除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)對原(yuan)礦有(you)所選(xuan)擇，增加了水洗等工序，能滿足鑄件的(de)基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)，為多數工廠接受。進口的(de)除(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)，選(xuan)礦源，加工工序有(you)別于(yu)一般。該產(chan)(chan)品撒于(yu)液面即迅速散布，覆(fu)蓋(gai)整(zheng)個液面，除(chu)(chu)渣(zha)(zha)能力超卓，用量少，不粘爐襯與澆包，用棍即可將熔(rong)融渣(zha)(zha)層整(zheng)體挑(tiao)起，清(qing)渣(zha)(zha)方便，近三年來已(yi)開始受國內業(ye)界的(de)重視(shi)。
3． 球化
球(qiu)化(hua)(hua)處理仍(reng)以(yi)包內沖入法為主。選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)需視熔爐、出(chu)鐵(tie)(tie)(tie)溫度，脫(tuo)硫與否(fou)和球(qiu)鐵(tie)(tie)(tie)類型(xing)等(deng)而(er)定(ding)(ding)。一般而(er)言，沖天爐鐵(tie)(tie)(tie)液選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，感應(ying)爐鐵(tie)(tie)(tie)液選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)低(di)Mg（5~6），低(di)RE（1.5~2.5）球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，亦有的(de)(de)廠仍(reng)用(yong)(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。/T9228-1999標準，對Mg 和RE的(de)(de)成分范(fan)圍偏差規定(ding)(ding)為±1，有些廠標已(yi)縮小為±0.5，對Ca、Al等(deng)亦有明(ming)確規定(ding)(ding)。球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)質(zhi)量中，應(ying)重視MgO含量、成分的(de)(de)偏析程(cheng)度以(yi)及粒度的(de)(de)集中度。凡是粒度不勻，粉末多，色澤發(fa)暗的(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)不宜(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)。
原則(ze)上，只要掌握(wo)好鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)化(hua)(hua)學成分和孕育環節，采(cai)用上述球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)即可(ke)生(sheng)產鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)。但亦有(you)工廠采(cai)用鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)用球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。一般，在(zai)鑄(zhu)態鐵(tie)(tie)素體(ti)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中含(han)有(you)Ba和Bi，在(zai)鑄(zhu)態珠光體(ti)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中含(han)有(you)Ba和Sb，但對于QT700-2以(yi)上的(de)(de)重要曲軸類鑄(zhu)件，不推薦使(shi)用含(han)Sb球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，此時應(ying)通過調整Cu、Mo等的(de)(de)含(han)量來控制基體(ti)。指(zhi)出，不管是否采(cai)用鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，孕育永遠是不可(ke)忽視的(de)(de)重要環節。
4． 孕育
孕育(yu)是提升鑄鐵(tie)質量的重(zhong)要環節。經(jing)過十多(duo)年的努力(li)，我國孕育(yu)劑基本(ben)實現了系列化(hua)和商品化(hua)。
5．合(he)金(jin)化
鑄(zhu)鐵(tie)(tie)常用的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(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)(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)形式(shi)加(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金(jin)(jin)(jin)屬形式(shi)加(jia)入(ru)，V、Ti以(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)(tie)形式(shi)加(jia)入(ru)。加(jia)入(ru)時機在(zai)爐(lu)后（沖(chong)天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還(huan)是(shi)爐(lu)前(qian)，需視它們的(de)(de)(de)熔(rong)點、氧(yang)化性和密度等而定。為了便于高熔(rong)點鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)熔(rong)吸，除(chu)控制粒度外，采用發熱合(he)金(jin)(jin)(jin)劑或(huo)喂絲加(jia)入(ru)法是(shi)比較理想的(de)(de)(de)措(cuo)施。
四(si) 過(guo)濾
金(jin)屬(shu)過濾技術(shu)在(zai)(zai)工業(ye)發達 應用(yong)較(jiao)為普遍。實踐證明，關鍵機件(jian)的(de)(de)失效不(bu)完全在(zai)(zai)于試(shi)棒力學性(xing)能的(de)(de)高低(di)，而(er)是三維(wei)柔性(xing)焊接平臺鑄件(jian)內部的(de)(de)健(jian)全程度。因此(ci)，單純追(zhui)求金(jin)相組織的(de)(de)是不(bu)的(de)(de)。走訪過的(de)(de)工廠，其品牌產品無不(bu)重(zhong)視過濾的(de)(de)后一(yi)關。一(yi)般小(xiao)件(jian)采用(yong)纖維(wei)過濾網，過流量大或(huo)重(zhong)要件(jian)采用(yong)蜂窩(wo)陶瓷過濾片(pian)或(huo)泡(pao)沫陶瓷過濾片(pian)。
