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(tie)液質量包括：溫度(du)、成分及成分度(du)，有害元素含量，非金屬夾(jia)雜物數量、氣(qi)體(ti)溶量和爐外(wai)可造(zao)性等。
鐵液(ye)質量的控制分(fen)為熔煉，爐前處理和過(guo)濾三個環(huan)節。以下泊頭正創（李經理）簡述(shu)
二、三維柔性焊接平臺熔(rong)煉
1、沖天爐要上新臺(tai)階
獲得高溫鐵(tie)液
盡管(guan)鑄鐵件澆注的(de)工藝溫(wen)(wen)度(du)并不(bu)高，不(bu)同鑄鐵大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵液的(de)觀(guan)點(dian)看，應有較高的(de)熔(rong)(rong)煉溫(wen)(wen)度(du)。高溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)煉保證了高的(de)出鐵溫(wen)(wen)度(du)，Fe、Si、Mn燒(shao)損(sun)少，爐況(kuang)穩定，化學成(cheng)分波動小(xiao)。以發達(da) 為例，沖天(tian)爐內C的(de)波動可控(kong)(kong)制在(zai)±0.05，Si的(de)波動可控(kong)(kong)制在(zai)±0.1。高溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)煉，鐵液中(zhong)的(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少，爐料的(de)不(bu)良遺(yi)傳性(xing)將會減弱。
沖天爐獲得三維柔性(xing)焊接平(ping)臺高溫(wen)鐵(tie)液有(you)三種方法：一是(shi)(shi)好的(de)爐型(xing)，如(ru)兩排大(da)間(jian)距，冷風(feng)+固定碳在(zai)85以上的(de)焦炭(tan)，出鐵(tie)溫(wen)度(du)可在(zai)1480℃以上。二是(shi)(shi)富氧送風(feng)，此法簡便，調溫(wen)迅速(su)及時，但受供氧條件的(de)制(zhi)約，局(ju)限性(xing)很大(da)。三是(shi)(shi)熱(re)送風(feng)，不(bu)同熱(re)風(feng)裝(zhuang)置風(feng)溫(wen)由150℃至600℃不(bu)等，適于開爐時間(jian)較長的(de)工(gong)廠使用。
我國鑄造廠多數生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)較小，因(yin)此(ci)在相當時(shi)期(qi)內，“方法一”將(jiang)是主要的(de)措施(shi)。冷(leng)風(feng)作(zuo)業(ye)，沖天爐的(de)熱利用率低，從可持續發展(zhan)(zhan)的(de)戰略考慮，熱風(feng)沖天爐符合節(jie)能的(de)國策，而且(qie)可結合著解決環(huan)境污染，滿足社會(hui)shengtai要求(qiu)。隨(sui)著世界經濟yitihua進程的(de)發展(zhan)(zhan)，鑄造業(ye)將(jiang)重組、兼并，擴(kuo)大(da)規(gui)模(mo)，實行集約化生(sheng)產(chan)，熱風(feng)作(zuo)業(ye)將(jiang)逐(zhu)步(bu)擴(kuo)大(da)其(qi)應用范圍(wei)。采(cai)用熱風(feng)與否考慮的(de)兩(liang)個問題是，是否有(you)足夠的(de)連續作(zuo)業(ye)時(shi)間，以及一次性投入的(de)多少和投資的(de)回(hui)收期(qi)。
② 穩定爐膛尺寸
低質(zhi)爐(lu)襯(chen)材料(liao)會(hui)帶來一系列不良的(de)影(ying)響：爐(lu)襯(chen)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)物(wu)污(wu)染鐵(tie)液(ye)；侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)物(wu)改變爐(lu)渣的(de)物(wu)理化(hua)學性(xing)狀，從(cong)而影(ying)響爐(lu)子(zi)的(de)順行(xing)和去硫效(xiao)果；爐(lu)膛擴大，破壞熔(rong)煉的(de)穩定性(xing)，開爐(lu)時間一長，后(hou)期會(hui)出現鐵(tie)液(ye)溫度下降，燒損增多，鐵(tie)液(ye)氧化(hua)的(de)現象。
2．使用中(zhong)頻感應(ying)爐
近年來，正創(chuang)李(li)經理走訪了(le)長江(jiang)三角(jiao)洲(zhou)、珠江(jiang)三角(jiao)洲(zhou)和膠(jiao)東地區，發現采用(yong)感應爐或與(yu)沖天(tian)爐雙聯的工廠不少。感應爐鐵液的質量(liang)高，常是(shi)國外采購商和國內主機廠指定的供貨條(tiao)件(jian)。
進(jin)入(ru)二十世紀九十年代，三代晶(jing)體管模(mo)塊中頻(pin)(pin)爐取二代傳(chuan)統可(ke)控硅中頻(pin)(pin)爐而代之(zhi)。這種爐子(zi)的(de) 點是節電、熔化(hua)速度快、升溫迅(xun)速、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對電網無干擾、功率因(yin)素(su)高(gao)。
變頻中(zhong)頻爐可滿足不(bu)同(tong)(tong)熔(rong)(rong)煉階(jie)段的(de)不(bu)同(tong)(tong)工藝(yi)要求(qiu)。當(dang)熔(rong)(rong)料(liao)時，用較高的(de)頻率(lv)實現快速熔(rong)(rong)化；當(dang)增(zeng)碳時，改用較低的(de)頻率(lv)，增(zeng)加鐵(tie)液(ye)攪拌力(li)(li)，jiakuai增(zeng)碳過程，從而達到縮短時間(jian)、節省電力(li)(li)的(de)目的(de)。有(you)的(de)爐子(zi)還能(neng)隨(sui)液(ye)面高度的(de)不(bu)同(tong)(tong)自動調節功率(lv)。近期國外推出(chu)的(de)寬(kuan)爐體(ti)感應爐，可實現大料(liao)直接裝爐。
3．不可忽視(shi)三維(wei)柔(rou)性焊接平臺生鐵中的微量元素(su)
生鐵(tie)出廠一般只規(gui)定Si、Mn、P、S，對C無限量(liang)，微量(liang)元素(su)(su)則隨礦源而任其(qi)(qi)自然，不作檢測(ce)，底碼不清(qing)。我國生鐵(tie)中的微量(liang)元素(su)(su)有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等(deng)。其(qi)(qi)中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并(bing)無害處，Al視為中性(xing)，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素(su)(su)，低于一定值有利，超過則有弊。
4．感應爐增碳(tan)
感應爐(lu)若以(yi)廢(fei)鋼(gang)(gang)為(wei)主爐(lu)料，在爐(lu)內增碳生產合成鑄鐵(tie)，可得到鋼(gang)(gang)一般純凈的(de)鐵(tie)液。由(you)于沒有生鐵(tie)粗大(da)(da)石墨(mo)的(de)遺(yi)傳和受孕(yun)能力優良(liang)，鑄鐵(tie)組織中的(de)石墨(mo)具有細小和分布均勻的(de) 點，球鐵(tie)的(de)球化率高(gao)，低碳灰鐵(tie)易于得到A型(xing)石墨(mo)和珠光體基體，且(qie)壁厚mingan性減小。因為(wei)磷很低，大(da)(da)大(da)(da)降低了發動(dong)機件縮(suo)松滲(shen)漏(lou)的(de)缺陷。
增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)常用(yong)的(de)有石墨(mo)(mo)質增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（電塊或tianran石墨(mo)(mo)、類石墨(mo)(mo)）和碳(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（如冶(ye)金焦）。電質地純，灰分(fen)<0.5，S、N含量(liang)只有0.1。選(xuan)用(yong)tianran石墨(mo)(mo)和碳(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)時，應 別關(guan)注其灰分(fen)，S和N量(liang)，并防止(zhi)受潮。增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的(de)吸收率(lv)，爐底加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)（裝料）時為(wei)(wei)65~70，鏡面加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)時為(wei)(wei)75~80。在(zai)一定程度(du)(du)上，回收率(lv)隨處理(li)溫(wen)度(du)(du)的(de)提高而(er)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，但高于(yu)平(ping)衡溫(wen)度(du)(du)后，因部分(fen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)消耗于(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降低回收率(lv)。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)熔(rong)點為(wei)(wei)3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子是通(tong)過溶解和擴散(san)方式進入(ru)(ru)鐵液的(de)，因此(ci)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的(de)粒(li)度(du)(du)和熔(rong)池的(de)攪拌對(dui)于(yu)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)過程 重(zhong)要。
三 爐前處理
1． 脫硫(liu)
鐵液脫(tuo)硫可減少(shao)球(qiu)化劑用量和(he)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)硫化物夾渣(zha)的數量。發達 球(qiu)鐵生(sheng)產幾乎(hu)全部采用脫(tuo)硫工藝(yi)，要求脫(tuo)硫后S≤0.01，我國(guo)條件(jian)下，目標(biao)位為S≤0.02，錫(xi)柴和(he)常柴可達到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法(fa)(fa)處(chu)理，方法(fa)(fa)簡便但(dan)脫(tuo)(tuo)硫(liu)率低(di)，效果(guo)不穩定，處(chu)理時煙塵污染環境，對咽喉有刺激(ji)性(xing)。在(zai)規模(mo)生產的(de)球(qiu)鐵車間(jian)，宜將脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑置于(yu)液面，采用機(ji)械攪(jiao)拌(ban)法(fa)(fa)、搖包(bao)法(fa)(fa)或氣(qi)動(dong)攪(jiao)拌(ban)法(fa)(fa)進行(xing)(xing)脫(tuo)(tuo)硫(liu)。其中(zhong)氣(qi)動(dong)法(fa)(fa)較為簡單，動(dong)力消耗少，為流行(xing)(xing)。氣(qi)動(dong)脫(tuo)(tuo)硫(liu)裝(zhuang)置可(ke)設于(yu)前(qian)爐(lu)上游(you)，進行(xing)(xing)連(lian)續脫(tuo)(tuo)硫(liu)，亦可(ke)在(zai)爐(lu)前(qian)單包(bao)間(jian)斷脫(tuo)(tuo)硫(liu)。
2． 除渣
除渣過程可在包(bao)中(zhong)或感應(ying)爐內進行。將除渣劑（聚(ju)渣劑）撒(sa)于液(ye)面即時(shi)形成一熔融層(ceng)，起覆蓋和聚(ju)渣作(zuo)用(yong)。除渣劑受熱膨化(hua)，在熔融層(ceng)中(zhong)產生許多小孔，起良(liang)好的(de)保溫作(zuo)用(yong)。
除(chu)渣劑(ji)分低(di)、中(zhong)、高三檔(dang)。由原礦經簡單破碎、過篩的(de)產品屬于低(di)檔(dang)，各省(sheng)均產。現已不被鑄(zhu)造廠(chang)看好。中(zhong)檔(dang)除(chu)渣劑(ji)對原礦有(you)所(suo)選(xuan)擇，增加了水洗(xi)等工(gong)序，能滿足鑄(zhu)件的(de)基本(ben)要求，為(wei)多數(shu)工(gong)廠(chang)接受。進口的(de)除(chu)渣劑(ji)，選(xuan)礦源，加工(gong)工(gong)序有(you)別于一般。該產品撒于液(ye)面即(ji)(ji)迅速散布，覆蓋整(zheng)個(ge)液(ye)面，除(chu)渣能力超卓(zhuo)，用(yong)量少，不粘爐襯與澆包，用(yong)棍(gun)即(ji)(ji)可(ke)將熔融渣層整(zheng)體挑起，清(qing)渣方便(bian)，近三年來已開始(shi)受國(guo)內業界的(de)重視。
3． 球化
球(qiu)(qiu)化處(chu)理(li)仍(reng)以包內沖入法為主。選用(yong)(yong)(yong)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)需視熔爐(lu)、出鐵溫度(du)，脫硫與否和球(qiu)(qiu)鐵類型等而定(ding)。一般而言，沖天爐(lu)鐵液(ye)選用(yong)(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)，感(gan)應(ying)爐(lu)鐵液(ye)選用(yong)(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)，亦(yi)有(you)(you)的(de)(de)(de)廠(chang)仍(reng)用(yong)(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)。/T9228-1999標準，對Mg 和RE的(de)(de)(de)成分(fen)范圍偏差(cha)規定(ding)為±1，有(you)(you)些廠(chang)標已縮小為±0.5，對Ca、Al等亦(yi)有(you)(you)明確規定(ding)。球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)質(zhi)量(liang)中(zhong)，應(ying)重視MgO含(han)量(liang)、成分(fen)的(de)(de)(de)偏析程度(du)以及粒度(du)的(de)(de)(de)集中(zhong)度(du)。凡是粒度(du)不(bu)勻，粉末多，色(se)澤發(fa)暗的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)不(bu)宜選用(yong)(yong)(yong)。
原(yuan)則上，只要(yao)(yao)掌握好(hao)鐵(tie)(tie)液的化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)和孕(yun)育環節，采(cai)用(yong)上述球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)即可生產鑄(zhu)態球(qiu)鐵(tie)(tie)。但(dan)亦有工廠采(cai)用(yong)鑄(zhu)態球(qiu)鐵(tie)(tie)用(yong)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。一般，在鑄(zhu)態鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)含(han)(han)有Ba和Bi，在鑄(zhu)態珠(zhu)光體(ti)(ti)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)含(han)(han)有Ba和Sb，但(dan)對于QT700-2以上的重要(yao)(yao)曲軸類鑄(zhu)件，不推薦使(shi)用(yong)含(han)(han)Sb球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，此時應通(tong)過調整(zheng)Cu、Mo等的含(han)(han)量來控(kong)制基體(ti)(ti)。指出，不管是(shi)否(fou)采(cai)用(yong)鑄(zhu)態球(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，孕(yun)育永遠是(shi)不可忽(hu)視的重要(yao)(yao)環節。
4． 孕育(yu)
孕育是(shi)提(ti)升鑄(zhu)鐵質(zhi)量的重要環節。經(jing)過十多年的努力，我國孕育劑基本實現了(le)系列化和商品化。
5．合(he)金化
鑄鐵(tie)(tie)常用(yong)的合(he)金元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金形式加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金屬形式加(jia)入，V、Ti以(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金或(huo)VTi生鐵(tie)(tie)形式加(jia)入。加(jia)入時機在爐(lu)后(hou)（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感(gan)應(ying)爐(lu)）還(huan)是爐(lu)前，需視(shi)它們的熔點(dian)、氧(yang)化性和密度等而定。為(wei)了便(bian)于高熔點(dian)鐵(tie)(tie)合(he)金的熔吸，除控制粒度外，采用(yong)發熱合(he)金劑或(huo)喂絲加(jia)入法是比較理(li)想的措施。
四 過濾
金屬(shu)過(guo)濾(lv)技(ji)術在工(gong)(gong)業(ye)發達(da) 應(ying)用較(jiao)為普(pu)遍(bian)。實踐證明(ming)，關鍵機(ji)件(jian)的失(shi)效不完全在于(yu)試棒(bang)力學性(xing)能的高低，而是三(san)維柔(rou)性(xing)焊接平臺(tai)鑄件(jian)內部的健全程度。因此，單純(chun)追求(qiu)金相組織(zhi)的是不的。走訪過(guo)的工(gong)(gong)廠，其(qi)品牌產品無(wu)不重視過(guo)濾(lv)的后一(yi)關。一(yi)般(ban)小件(jian)采(cai)用纖(xian)維過(guo)濾(lv)網，過(guo)流量大或(huo)重要(yao)件(jian)采(cai)用蜂窩陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)片(pian)或(huo)泡沫陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)片(pian)。
