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(kuo)：溫度、成(cheng)分(fen)及成(cheng)分(fen)度，有害元素含(han)量(liang)，非金屬夾雜物(wu)數(shu)量(liang)、氣體溶量(liang)和爐外可造性(xing)等。
鐵(tie)液質(zhi)量的控制分為熔煉，爐前處理和過濾三個環節。以下泊頭正創（李經理）簡述
二、三(san)維柔性(xing)焊接平臺熔煉
1、沖天爐要上新(xin)臺(tai)階
獲(huo)得高(gao)溫(wen)鐵液(ye)
盡(jin)管(guan)鑄鐵(tie)(tie)件澆注(zhu)的(de)工(gong)藝溫(wen)度并不(bu)高，不(bu)同鑄鐵(tie)(tie)大多在1260℃~1400℃之間(jian)。但從獲得鐵(tie)(tie)液的(de)觀點看，應(ying)有較(jiao)高的(de)熔煉溫(wen)度。高溫(wen)熔煉保(bao)證了高的(de)出鐵(tie)(tie)溫(wen)度，Fe、Si、Mn燒(shao)損少，爐況穩定(ding)，化學(xue)成分(fen)波(bo)(bo)動小(xiao)。以發達 為例，沖天爐內C的(de)波(bo)(bo)動可控(kong)制在±0.05，Si的(de)波(bo)(bo)動可控(kong)制在±0.1。高溫(wen)熔煉，鐵(tie)(tie)液中的(de)S、O、H、N及夾(jia)雜物都會減(jian)少，爐料的(de)不(bu)良遺傳性將會減(jian)弱。
沖天(tian)爐(lu)(lu)獲得三(san)維柔性(xing)(xing)焊接平臺(tai)高溫鐵液有三(san)種(zhong)方法：一是好的爐(lu)(lu)型，如兩排大(da)間(jian)距，冷風(feng)+固定碳在(zai)85以(yi)(yi)上的焦炭，出鐵溫度可(ke)在(zai)1480℃以(yi)(yi)上。二是富氧送風(feng)，此法簡便，調溫迅速及時，但受供氧條件的制約，局限(xian)性(xing)(xing)很大(da)。三(san)是熱送風(feng)，不同熱風(feng)裝置(zhi)風(feng)溫由150℃至600℃不等(deng)，適(shi)于(yu)開爐(lu)(lu)時間(jian)較長的工廠使用。
我(wo)國鑄造廠(chang)多數(shu)生產(chan)規模較小，因此在相(xiang)當(dang)時期內，“方法(fa)一(yi)”將(jiang)是主要的(de)(de)(de)措施。冷風作(zuo)(zuo)業(ye)，沖天爐的(de)(de)(de)熱(re)利用率低(di)，從可(ke)持續發展(zhan)的(de)(de)(de)戰略考慮，熱(re)風沖天爐符合節能(neng)的(de)(de)(de)國策，而且可(ke)結合著(zhu)解(jie)決環(huan)境污染，滿足(zu)社會shengtai要求。隨著(zhu)世界(jie)經濟yitihua進程的(de)(de)(de)發展(zhan)，鑄造業(ye)將(jiang)重組(zu)、兼(jian)并，擴(kuo)大(da)規模，實行集約化生產(chan)，熱(re)風作(zuo)(zuo)業(ye)將(jiang)逐步(bu)擴(kuo)大(da)其(qi)應用范(fan)圍。采(cai)用熱(re)風與否考慮的(de)(de)(de)兩個(ge)問題是，是否有足(zu)夠的(de)(de)(de)連續作(zuo)(zuo)業(ye)時間，以及一(yi)次性投(tou)(tou)入的(de)(de)(de)多少和投(tou)(tou)資(zi)的(de)(de)(de)回收期。
② 穩定爐膛尺(chi)寸(cun)
低(di)質爐(lu)襯材料會帶來(lai)一(yi)系列不(bu)良的(de)(de)影響(xiang)：爐(lu)襯侵(qin)蝕(shi)物污(wu)染鐵(tie)液(ye)(ye)；侵(qin)蝕(shi)物改變爐(lu)渣的(de)(de)物理化(hua)學性(xing)狀，從而影響(xiang)爐(lu)子的(de)(de)順行(xing)和去硫效果；爐(lu)膛擴大，破(po)壞(huai)熔煉的(de)(de)穩定(ding)性(xing)，開爐(lu)時間一(yi)長，后期會出現(xian)鐵(tie)液(ye)(ye)溫度下降(jiang)，燒(shao)損增多，鐵(tie)液(ye)(ye)氧化(hua)的(de)(de)現(xian)象。
2．使用中頻(pin)感(gan)應爐
近年(nian)來，正創李經理(li)走訪(fang)了長江三角洲、珠江三角洲和(he)膠(jiao)東地區，發現采用感應爐或(huo)與沖天爐雙聯的(de)工(gong)廠不少(shao)。感應爐鐵(tie)液的(de)質量高(gao)，常是國外采購商和(he)國內主(zhu)機(ji)廠指定的(de)供貨條件。
進入二(er)十世紀(ji)九十年代，三代晶體管模塊中頻爐取二(er)代傳(chuan)統可(ke)控(kong)硅中頻爐而代之(zhi)。這種爐子的 點是節電、熔化(hua)速度快、升(sheng)溫(wen)迅速、操作簡便、工作 、對(dui)電網(wang)無干(gan)擾、功(gong)率因素(su)高。
變頻(pin)(pin)中(zhong)頻(pin)(pin)爐可(ke)滿足不同熔(rong)煉階段的(de)(de)(de)(de)(de)不同工(gong)藝要求。當熔(rong)料(liao)時，用較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率實現快速熔(rong)化；當增碳時，改用較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率，增加鐵液攪拌力(li)，jiakuai增碳過(guo)程，從而(er)達到縮(suo)短時間、節(jie)省(sheng)電(dian)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。有的(de)(de)(de)(de)(de)爐子還能隨液面高(gao)度的(de)(de)(de)(de)(de)不同自動調(diao)節(jie)功率。近期國外(wai)推出的(de)(de)(de)(de)(de)寬爐體感應爐，可(ke)實現大料(liao)直接裝(zhuang)爐。
3．不可忽視三維柔性焊接平臺(tai)生鐵中的微量(liang)元素(su)
生(sheng)鐵出廠(chang)一般只規定Si、Mn、P、S，對C無限(xian)量(liang)(liang)，微(wei)量(liang)(liang)元素則(ze)隨(sui)礦源(yuan)而任其(qi)自(zi)然，不作檢測，底碼不清(qing)。我(wo)國生(sheng)鐵中(zhong)(zhong)的(de)微(wei)量(liang)(liang)元素有(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其(qi)中(zhong)(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無害處，Al視為(wei)中(zhong)(zhong)性，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元素，低(di)于(yu)一定值有(you)利，超(chao)過(guo)則(ze)有(you)弊。
4．感(gan)應爐增碳
感應爐若(ruo)以廢鋼為主爐料，在爐內增碳生(sheng)產(chan)合(he)成鑄鐵，可(ke)得到鋼一般純凈的鐵液。由(you)于沒有(you)生(sheng)鐵粗大(da)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)的遺傳和受孕(yun)能力(li)優良，鑄鐵組織中的石(shi)墨(mo)(mo)(mo)具有(you)細小和分(fen)布均(jun)勻(yun)的 點(dian)，球鐵的球化(hua)率高(gao)，低碳灰鐵易(yi)于得到A型石(shi)墨(mo)(mo)(mo)和珠光(guang)體(ti)基(ji)體(ti)，且(qie)壁(bi)厚mingan性減(jian)小。因為磷很低，大(da)大(da)降低了發(fa)動機件縮松(song)滲漏的缺(que)陷。
增碳(tan)劑常(chang)用的有石(shi)墨(mo)(mo)質增碳(tan)劑（電塊或tianran石(shi)墨(mo)(mo)、類石(shi)墨(mo)(mo)）和(he)碳(tan)質增碳(tan)劑（如(ru)冶(ye)金焦）。電質地(di)純，灰分(fen)<0.5，S、N含量只有0.1。選用tianran石(shi)墨(mo)(mo)和(he)碳(tan)質增碳(tan)劑時(shi)，應 別(bie)關(guan)注其(qi)灰分(fen)，S和(he)N量，并防止受潮。增碳(tan)劑的吸收(shou)率(lv)，爐(lu)底加(jia)入(ru)（裝(zhuang)料）時(shi)為65~70，鏡(jing)面加(jia)入(ru)時(shi)為75~80。在一定程度上，回收(shou)率(lv)隨處理溫(wen)度的提高(gao)而(er)增加(jia)，但高(gao)于(yu)平(ping)衡溫(wen)度后，因(yin)部分(fen)碳(tan)消耗(hao)于(yu)反(fan)應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而(er)降低回收(shou)率(lv)。 碳(tan)的熔(rong)點為3727℃，碳(tan)原(yuan)子是通過溶解和(he)擴散方式(shi)進入(ru)鐵液的，因(yin)此增碳(tan)劑的粒度和(he)熔(rong)池的攪(jiao)拌對于(yu)增碳(tan)過程 重要。
三 爐前處理
1． 脫硫(liu)
鐵(tie)液脫(tuo)(tuo)硫可(ke)減少球化(hua)劑用量和鑄件中硫化(hua)物夾渣(zha)的數(shu)量。發達 球鐵(tie)生產幾(ji)乎全(quan)部采(cai)用脫(tuo)(tuo)硫工(gong)藝，要求脫(tuo)(tuo)硫后S≤0.01，我國條件下(xia)，目標位為S≤0.02，錫(xi)柴和常柴可(ke)達到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖(chong)入法處理，方(fang)法簡(jian)便但脫(tuo)硫(liu)率(lv)低(di)，效果不穩定，處理時煙塵污染環境，對(dui)咽喉有(you)刺激性。在規模生產的(de)球鐵(tie)車間，宜將脫(tuo)硫(liu)劑(ji)置于(yu)液面，采(cai)用機械攪(jiao)拌法、搖(yao)包(bao)法或氣動(dong)攪(jiao)拌法進行(xing)脫(tuo)硫(liu)。其中氣動(dong)法較為簡(jian)單，動(dong)力消耗少，為流行(xing)。氣動(dong)脫(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置可設于(yu)前爐上游，進行(xing)連(lian)續脫(tuo)硫(liu)，亦可在爐前單包(bao)間斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除(chu)渣
除渣過程可在包中或感應爐內(nei)進行。將除渣劑(ji)（聚渣劑(ji)）撒于液面即時形(xing)成一熔融層(ceng)，起覆蓋和聚渣作用。除渣劑(ji)受熱膨化，在熔融層(ceng)中產(chan)生許(xu)多小孔，起良好的保溫作用。
除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)分(fen)低(di)、中、高三檔。由原(yuan)礦(kuang)經簡單(dan)破碎、過篩的(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)屬于低(di)檔，各省均產(chan)(chan)。現已不被(bei)鑄造廠看好。中檔除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)對原(yuan)礦(kuang)有所選(xuan)(xuan)擇，增加了水洗(xi)等工序，能滿足鑄件(jian)的(de)基本要求，為(wei)多數工廠接受。進(jin)口(kou)的(de)除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)，選(xuan)(xuan)礦(kuang)源，加工工序有別(bie)于一般。該產(chan)(chan)品(pin)(pin)撒于液面即(ji)迅(xun)速散布，覆蓋整個(ge)液面，除(chu)渣(zha)(zha)(zha)能力超卓，用量(liang)少，不粘爐(lu)襯(chen)與澆包，用棍即(ji)可(ke)將熔融(rong)渣(zha)(zha)(zha)層(ceng)整體挑起，清(qing)渣(zha)(zha)(zha)方(fang)便，近三年來已開始受國內業界的(de)重視。
3． 球化(hua)
球(qiu)(qiu)化處理仍以(yi)包內沖入法為(wei)主。選用(yong)球(qiu)(qiu)化劑需視(shi)熔(rong)爐(lu)、出鐵溫度(du)(du)，脫硫與否(fou)和(he)球(qiu)(qiu)鐵類型等而定。一(yi)般而言(yan)，沖天(tian)爐(lu)鐵液(ye)選用(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)球(qiu)(qiu)化劑，感應(ying)爐(lu)鐵液(ye)選用(yong)低(di)Mg（5~6），低(di)RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化劑，亦有(you)的(de)廠仍用(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化劑。/T9228-1999標準(zhun)，對Mg 和(he)RE的(de)成分(fen)范(fan)圍(wei)偏差規(gui)定為(wei)±1，有(you)些廠標已縮小為(wei)±0.5，對Ca、Al等亦有(you)明確規(gui)定。球(qiu)(qiu)化劑質量(liang)中，應(ying)重視(shi)MgO含量(liang)、成分(fen)的(de)偏析(xi)程度(du)(du)以(yi)及(ji)粒度(du)(du)的(de)集(ji)中度(du)(du)。凡(fan)是粒度(du)(du)不(bu)勻，粉末多，色澤發(fa)暗的(de)球(qiu)(qiu)化劑不(bu)宜選用(yong)。
原則(ze)上(shang)，只要(yao)掌握好鐵(tie)(tie)液的(de)化(hua)學成分和(he)孕育環節，采用(yong)上(shang)述(shu)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑即(ji)可(ke)生產鑄(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)。但亦有工(gong)廠(chang)采用(yong)鑄(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)用(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑。一般(ban)，在鑄(zhu)態(tai)鐵(tie)(tie)素體(ti)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑中含有Ba和(he)Bi，在鑄(zhu)態(tai)珠光體(ti)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑中含有Ba和(he)Sb，但對(dui)于(yu)QT700-2以(yi)上(shang)的(de)重要(yao)曲軸類鑄(zhu)件，不(bu)推薦使(shi)用(yong)含Sb球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑，此時(shi)應通過調整Cu、Mo等的(de)含量來(lai)控(kong)制基(ji)體(ti)。指出，不(bu)管是(shi)否采用(yong)鑄(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑，孕育永遠是(shi)不(bu)可(ke)忽視的(de)重要(yao)環節。
4． 孕育
孕(yun)育是(shi)提升鑄鐵質量的(de)重要環節。經過十多年(nian)的(de)努力，我國孕(yun)育劑基本實(shi)現了系列化和商品化。
5．合金化
鑄鐵(tie)(tie)常用的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元素有(you)Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等(deng)。其中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)形(xing)式加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形(xing)式加(jia)入，V、Ti以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)(tie)形(xing)式加(jia)入。加(jia)入時(shi)機在爐(lu)后(hou)（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還是爐(lu)前，需視它們的(de)(de)熔點、氧化(hua)性和密度等(deng)而定。為了便于高熔點鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熔吸，除控(kong)制粒度外，采用發熱合(he)金(jin)(jin)劑或(huo)喂絲加(jia)入法是比較理想(xiang)的(de)(de)措施。
四 過濾
金屬過(guo)(guo)(guo)濾(lv)技術在(zai)工業發達(da) 應(ying)用(yong)(yong)較(jiao)為普(pu)遍。實踐證明，關鍵機件(jian)的(de)(de)失(shi)效不(bu)完全在(zai)于(yu)試棒力學性能的(de)(de)高低，而是(shi)三維(wei)(wei)柔性焊接平臺鑄(zhu)件(jian)內部的(de)(de)健(jian)全程度。因此，單純追求(qiu)金相(xiang)組織的(de)(de)是(shi)不(bu)的(de)(de)。走(zou)訪過(guo)(guo)(guo)的(de)(de)工廠，其品牌產品無(wu)不(bu)重視過(guo)(guo)(guo)濾(lv)的(de)(de)后一關。一般小件(jian)采(cai)(cai)用(yong)(yong)纖維(wei)(wei)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)網(wang)，過(guo)(guo)(guo)流量大或重要件(jian)采(cai)(cai)用(yong)(yong)蜂(feng)窩陶瓷過(guo)(guo)(guo)濾(lv)片(pian)或泡沫(mo)陶瓷過(guo)(guo)(guo)濾(lv)片(pian)。
