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(du)、成分及成分度(du)，有害元素含量(liang)，非金屬(shu)夾雜(za)物數量(liang)、氣(qi)體溶量(liang)和爐外可造性等。
鐵液質(zhi)量的控制分為(wei)熔(rong)煉，爐(lu)前(qian)處理和(he)過濾三個環節。以下泊頭正創(chuang)（李經理）簡述(shu)
二、三維柔性焊接平臺(tai)熔煉
1、沖天爐(lu)要上新臺階
獲得高溫(wen)鐵液(ye)
盡管鑄鐵(tie)件澆注的工(gong)藝溫(wen)度(du)并不(bu)(bu)高，不(bu)(bu)同鑄鐵(tie)大(da)多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵(tie)液的觀點看，應有較高的熔(rong)煉(lian)溫(wen)度(du)。高溫(wen)熔(rong)煉(lian)保證(zheng)了高的出鐵(tie)溫(wen)度(du)，Fe、Si、Mn燒損少(shao)，爐(lu)況穩定(ding)，化學成分波動小(xiao)。以發達(da) 為(wei)例(li)，沖天爐(lu)內C的波動可控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)±0.05，Si的波動可控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)±0.1。高溫(wen)熔(rong)煉(lian)，鐵(tie)液中的S、O、H、N及(ji)夾雜(za)物都會減(jian)少(shao)，爐(lu)料的不(bu)(bu)良遺傳性將會減(jian)弱。
沖天爐(lu)獲(huo)得三(san)維柔(rou)性焊接平臺高溫(wen)鐵液有三(san)種方法：一(yi)是好的(de)爐(lu)型，如兩排大間(jian)距，冷(leng)風(feng)+固定碳在85以(yi)上的(de)焦炭(tan)，出(chu)鐵溫(wen)度可在1480℃以(yi)上。二是富(fu)氧送風(feng)，此法簡(jian)便，調溫(wen)迅速(su)及時，但(dan)受供氧條件的(de)制約(yue)，局限(xian)性很大。三(san)是熱送風(feng)，不同熱風(feng)裝(zhuang)置(zhi)風(feng)溫(wen)由150℃至(zhi)600℃不等，適于(yu)開爐(lu)時間(jian)較長的(de)工廠使用。
我國(guo)鑄(zhu)造廠多數生產(chan)規模較小，因此(ci)在相當(dang)時期(qi)內，“方(fang)法一”將(jiang)是(shi)主要(yao)的(de)(de)(de)(de)措(cuo)施。冷風(feng)作(zuo)(zuo)業，沖(chong)天爐的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)利用率低，從可持續發展的(de)(de)(de)(de)戰略考(kao)慮(lv)，熱(re)(re)風(feng)沖(chong)天爐符合節能(neng)的(de)(de)(de)(de)國(guo)策，而且可結合著(zhu)(zhu)解決環(huan)境污染，滿足社會shengtai要(yao)求。隨著(zhu)(zhu)世界經濟yitihua進程的(de)(de)(de)(de)發展，鑄(zhu)造業將(jiang)重組(zu)、兼并，擴(kuo)大規模，實行集約化生產(chan)，熱(re)(re)風(feng)作(zuo)(zuo)業將(jiang)逐(zhu)步擴(kuo)大其(qi)應用范圍。采用熱(re)(re)風(feng)與否(fou)考(kao)慮(lv)的(de)(de)(de)(de)兩個問題是(shi)，是(shi)否(fou)有足夠的(de)(de)(de)(de)連續作(zuo)(zuo)業時間，以(yi)及(ji)一次性投入的(de)(de)(de)(de)多少和投資的(de)(de)(de)(de)回收期(qi)。
② 穩定爐(lu)膛尺寸
低質爐(lu)襯材(cai)料會帶來一系列(lie)不良的(de)(de)影(ying)響(xiang)：爐(lu)襯侵(qin)蝕物(wu)污(wu)染鐵(tie)液(ye)；侵(qin)蝕物(wu)改變爐(lu)渣的(de)(de)物(wu)理(li)化學性狀(zhuang)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)爐(lu)子的(de)(de)順行和去(qu)硫(liu)效果；爐(lu)膛擴大，破壞熔(rong)煉的(de)(de)穩定性，開爐(lu)時間(jian)一長，后(hou)期會出現(xian)鐵(tie)液(ye)溫度下降，燒損增多，鐵(tie)液(ye)氧(yang)化的(de)(de)現(xian)象。
2．使用中頻感應爐
近(jin)年來，正創李(li)經理走訪了長江(jiang)三角(jiao)洲、珠江(jiang)三角(jiao)洲和膠東地區，發現采(cai)(cai)用感應爐(lu)(lu)或(huo)與沖天(tian)爐(lu)(lu)雙聯的工(gong)廠不少(shao)。感應爐(lu)(lu)鐵液的質量高，常是國外采(cai)(cai)購(gou)商和國內主(zhu)機(ji)廠指(zhi)定的供貨條件。
進入二十世紀(ji)九十年代，三代晶體管模(mo)塊中(zhong)頻爐取二代傳(chuan)統可(ke)控硅中(zhong)頻爐而代之。這(zhe)種(zhong)爐子的 點(dian)是節電、熔化速度快(kuai)、升溫迅(xun)速、操作簡便、工作 、對電網無干(gan)擾、功率因(yin)素高(gao)。
變(bian)頻中(zhong)頻爐(lu)可滿足不(bu)同熔(rong)(rong)煉階段的(de)不(bu)同工藝要求。當熔(rong)(rong)料時，用較高的(de)頻率(lv)實現(xian)快(kuai)速熔(rong)(rong)化；當增(zeng)碳(tan)時，改用較低的(de)頻率(lv)，增(zeng)加鐵液攪拌力，jiakuai增(zeng)碳(tan)過程(cheng)，從而達到縮短時間、節(jie)省電力的(de)目的(de)。有的(de)爐(lu)子還(huan)能隨液面(mian)高度的(de)不(bu)同自動調節(jie)功率(lv)。近(jin)期國外推出(chu)的(de)寬爐(lu)體感應爐(lu)，可實現(xian)大(da)料直接裝爐(lu)。
3．不可(ke)忽視三維(wei)柔性焊接平(ping)臺生鐵中的微量元素
生鐵(tie)出廠一般只(zhi)規定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量(liang)(liang)，微量(liang)(liang)元(yuan)素(su)(su)則(ze)隨礦(kuang)源而任(ren)其自然(ran)，不(bu)作(zuo)檢測，底碼不(bu)清(qing)。我國(guo)生鐵(tie)中的微量(liang)(liang)元(yuan)素(su)(su)有(you)(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害(hai)處，Al視為中性，As、Zn、Pb有(you)(you)害(hai)，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)素(su)(su)，低(di)于(yu)一定值有(you)(you)利(li)，超過則(ze)有(you)(you)弊。
4．感應(ying)爐增碳
感應爐若以廢鋼為主爐料，在(zai)爐內增碳(tan)生產合成鑄鐵(tie)，可得到(dao)鋼一般(ban)純凈的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)液。由(you)于(yu)沒有(you)生鐵(tie)粗大石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)遺傳(chuan)和(he)(he)受孕(yun)能力優良，鑄鐵(tie)組(zu)織中的(de)(de)(de)(de)石墨(mo)具有(you)細小和(he)(he)分布均勻的(de)(de)(de)(de) 點，球鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)球化率高，低(di)碳(tan)灰鐵(tie)易于(yu)得到(dao)A型石墨(mo)和(he)(he)珠光體基體，且壁厚(hou)mingan性減小。因(yin)為磷很低(di)，大大降低(di)了發動機件縮松滲漏的(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)。
增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)常用的(de)有石(shi)墨質增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（電塊或tianran石(shi)墨、類石(shi)墨）和(he)碳(tan)質增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（如(ru)冶(ye)金焦）。電質地純，灰分(fen)(fen)<0.5，S、N含量只(zhi)有0.1。選用tianran石(shi)墨和(he)碳(tan)質增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)時，應(ying) 別關注其灰分(fen)(fen)，S和(he)N量，并防止受(shou)潮。增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)吸收率(lv)，爐底加(jia)(jia)入（裝料）時為65~70，鏡面加(jia)(jia)入時為75~80。在一(yi)定程(cheng)度(du)(du)上，回(hui)(hui)收率(lv)隨處理溫度(du)(du)的(de)提高(gao)而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，但高(gao)于(yu)平(ping)衡(heng)溫度(du)(du)后，因(yin)部分(fen)(fen)碳(tan)消耗(hao)于(yu)反應(ying)（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回(hui)(hui)收率(lv)。 碳(tan)的(de)熔點為3727℃，碳(tan)原子是通過溶解和(he)擴散方式進入鐵液的(de)，因(yin)此增(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)粒度(du)(du)和(he)熔池的(de)攪拌對于(yu)增(zeng)(zeng)碳(tan)過程(cheng) 重要。
三 爐前處理
1． 脫硫
鐵液(ye)脫(tuo)硫(liu)可(ke)減少球(qiu)化(hua)(hua)劑用(yong)量和(he)(he)鑄(zhu)件(jian)中硫(liu)化(hua)(hua)物(wu)夾渣的數量。發達 球(qiu)鐵生產幾(ji)乎(hu)全部采用(yong)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)，要求脫(tuo)硫(liu)后S≤0.01，我國條件(jian)下，目標位為S≤0.02，錫柴(chai)和(he)(he)常柴(chai)可(ke)達到S≤0.015。
包底Na2CO3沖入法處(chu)理(li)，方法簡(jian)便但(dan)脫硫(liu)率低，效果不穩定，處(chu)理(li)時煙塵污染環境，對咽(yan)喉有刺(ci)激性。在規模生(sheng)產的球鐵車間(jian)(jian)，宜將脫硫(liu)劑置(zhi)于液面(mian)，采用機(ji)械(xie)攪拌(ban)法、搖包法或氣動(dong)攪拌(ban)法進行脫硫(liu)。其中氣動(dong)法較為(wei)簡(jian)單，動(dong)力(li)消耗少，為(wei)流行。氣動(dong)脫硫(liu)裝置(zhi)可設于前爐上(shang)游(you)，進行連續(xu)脫硫(liu)，亦可在爐前單包間(jian)(jian)斷脫硫(liu)。
2． 除渣
除(chu)渣(zha)(zha)過程可在包中(zhong)或(huo)感應爐內(nei)進(jin)行。將(jiang)除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)（聚渣(zha)(zha)劑(ji)）撒于(yu)液面即時形成(cheng)一熔融(rong)層(ceng)，起(qi)(qi)覆蓋和聚渣(zha)(zha)作(zuo)用。除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)受熱膨化，在熔融(rong)層(ceng)中(zhong)產生許(xu)多(duo)小孔，起(qi)(qi)良(liang)好的保溫作(zuo)用。
除(chu)(chu)渣劑分低(di)、中、高(gao)三檔(dang)。由原礦經簡單破碎、過篩的(de)(de)產品屬于(yu)低(di)檔(dang)，各省均產。現已(yi)不(bu)被鑄造廠看好。中檔(dang)除(chu)(chu)渣劑對原礦有(you)所選(xuan)擇，增加(jia)了(le)水洗等工序(xu)，能(neng)滿足鑄件(jian)的(de)(de)基本要求，為多數工廠接(jie)受(shou)。進口的(de)(de)除(chu)(chu)渣劑，選(xuan)礦源，加(jia)工工序(xu)有(you)別(bie)于(yu)一般。該產品撒于(yu)液面即迅速(su)散布，覆蓋整個液面，除(chu)(chu)渣能(neng)力超卓，用量少(shao)，不(bu)粘爐襯與澆包，用棍即可將(jiang)熔融(rong)渣層整體挑起(qi)，清渣方便(bian)，近三年來已(yi)開始受(shou)國內業界的(de)(de)重視。
3． 球化(hua)
球化(hua)(hua)(hua)處理仍(reng)以包內沖(chong)(chong)入法(fa)為主。選用球化(hua)(hua)(hua)劑需(xu)視熔爐(lu)(lu)、出鐵溫(wen)度，脫硫與否和球鐵類(lei)型等而(er)定。一般而(er)言，沖(chong)(chong)天(tian)爐(lu)(lu)鐵液選用Mg7~9，RE3~7的(de)(de)(de)球化(hua)(hua)(hua)劑，感應(ying)爐(lu)(lu)鐵液選用低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球化(hua)(hua)(hua)劑，亦有的(de)(de)(de)廠仍(reng)用Mg8RE3球化(hua)(hua)(hua)劑。/T9228-1999標準，對Mg 和RE的(de)(de)(de)成分范圍偏差(cha)規定為±1，有些廠標已縮小(xiao)為±0.5，對Ca、Al等亦有明確規定。球化(hua)(hua)(hua)劑質量(liang)中，應(ying)重視MgO含量(liang)、成分的(de)(de)(de)偏析程度以及粒度的(de)(de)(de)集(ji)中度。凡是(shi)粒度不勻，粉末多(duo)，色澤發暗的(de)(de)(de)球化(hua)(hua)(hua)劑不宜選用。
原則上(shang)，只要(yao)掌握好(hao)鐵(tie)液的(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分和孕育環節(jie)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)上(shang)述球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)即可(ke)生產鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)。但亦有工廠采(cai)(cai)用(yong)(yong)鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)用(yong)(yong)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。一般(ban)，在鑄(zhu)態(tai)(tai)鐵(tie)素體球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和Bi，在鑄(zhu)態(tai)(tai)珠光體球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和Sb，但對于QT700-2以上(shang)的(de)重要(yao)曲軸類鑄(zhu)件，不推薦(jian)使用(yong)(yong)含Sb球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，此(ci)時應通過(guo)調整(zheng)Cu、Mo等的(de)含量來控制基體。指出(chu)，不管是否采(cai)(cai)用(yong)(yong)鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，孕育永遠是不可(ke)忽視(shi)的(de)重要(yao)環節(jie)。
4． 孕育
孕育是提(ti)升鑄鐵質量的(de)重要環節。經(jing)過十(shi)多年的(de)努(nu)力，我國(guo)孕育劑基本實現(xian)了系(xi)列化和商品化。
5．合(he)金化(hua)
鑄鐵常用的(de)合金元(yuan)素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵合金形式加(jia)(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金屬形式加(jia)(jia)入(ru)，V、Ti以(yi)鐵合金或VTi生鐵形式加(jia)(jia)入(ru)。加(jia)(jia)入(ru)時(shi)機在爐后（沖天爐）、爐內（感(gan)應爐）還(huan)是爐前，需視它們的(de)熔(rong)(rong)點(dian)、氧化性和密度等而定。為了(le)便于(yu)高熔(rong)(rong)點(dian)鐵合金的(de)熔(rong)(rong)吸(xi)，除(chu)控制粒度外，采(cai)用發(fa)熱合金劑或喂(wei)絲加(jia)(jia)入(ru)法是比較理想的(de)措施。
四 過(guo)濾
金屬過(guo)濾(lv)技術在工(gong)業發達 應用較為普遍。實踐(jian)證明，關(guan)鍵機件的(de)(de)(de)失效不完(wan)全在于試(shi)棒力(li)學(xue)性能的(de)(de)(de)高低(di)，而是三(san)維(wei)柔(rou)性焊(han)接平臺鑄(zhu)件內部的(de)(de)(de)健全程度(du)。因此，單純(chun)追求金相組織(zhi)的(de)(de)(de)是不的(de)(de)(de)。走訪過(guo)的(de)(de)(de)工(gong)廠，其品牌產品無不重視過(guo)濾(lv)的(de)(de)(de)后一關(guan)。一般(ban)小件采(cai)用纖維(wei)過(guo)濾(lv)網，過(guo)流量大或(huo)(huo)重要件采(cai)用蜂窩陶(tao)瓷過(guo)濾(lv)片(pian)(pian)或(huo)(huo)泡沫陶(tao)瓷過(guo)濾(lv)片(pian)(pian)。
