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、成(cheng)分(fen)及成(cheng)分(fen)度，有害(hai)元(yuan)素含量，非金屬(shu)夾(jia)雜物數量、氣體溶量和爐(lu)外(wai)可造性(xing)等(deng)。
鐵液(ye)質量(liang)的控制分為熔煉，爐前處理(li)和過濾三(san)個環(huan)節。以下泊頭正創（李經理(li)）簡述
二、三維柔性焊接平(ping)臺熔煉
1、沖天爐要上(shang)新(xin)臺階
獲得高(gao)溫鐵液
盡管鑄(zhu)鐵(tie)件澆注(zhu)的(de)(de)工(gong)藝溫(wen)(wen)(wen)度并不高(gao)(gao)，不同鑄(zhu)鐵(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵(tie)液的(de)(de)觀(guan)點(dian)看(kan)，應有較高(gao)(gao)的(de)(de)熔(rong)煉(lian)溫(wen)(wen)(wen)度。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)保證了(le)高(gao)(gao)的(de)(de)出鐵(tie)溫(wen)(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒損(sun)少(shao)，爐況(kuang)穩定，化學成分波(bo)動(dong)(dong)小。以發達 為例，沖天爐內C的(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)可(ke)控制(zhi)(zhi)在(zai)±0.05，Si的(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)可(ke)控制(zhi)(zhi)在(zai)±0.1。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)，鐵(tie)液中的(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會減(jian)少(shao)，爐料的(de)(de)不良遺傳性將會減(jian)弱。
沖天爐(lu)獲(huo)得三(san)維(wei)柔性焊接平(ping)臺高(gao)溫鐵液有三(san)種方(fang)法：一是好的(de)(de)爐(lu)型，如兩排大間(jian)距，冷風(feng)(feng)(feng)+固定碳(tan)在(zai)85以上(shang)的(de)(de)焦(jiao)炭，出(chu)鐵溫度可在(zai)1480℃以上(shang)。二是富氧送風(feng)(feng)(feng)，此法簡便，調(diao)溫迅速及時，但受(shou)供氧條件的(de)(de)制(zhi)約，局限性很(hen)大。三(san)是熱送風(feng)(feng)(feng)，不同(tong)熱風(feng)(feng)(feng)裝置風(feng)(feng)(feng)溫由150℃至600℃不等，適(shi)于(yu)開爐(lu)時間(jian)較長(chang)的(de)(de)工廠使(shi)用(yong)。
我國(guo)鑄(zhu)造(zao)廠多數生產(chan)規模較小，因(yin)此在相當時(shi)期(qi)內，“方法一”將(jiang)是主要的(de)措施。冷風作(zuo)業(ye)，沖天爐的(de)熱(re)利用(yong)率低，從(cong)可持續(xu)發展(zhan)(zhan)的(de)戰略考慮(lv)，熱(re)風沖天爐符合節能的(de)國(guo)策，而且(qie)可結合著(zhu)解決環境污(wu)染，滿足社(she)會shengtai要求。隨著(zhu)世界(jie)經濟yitihua進(jin)程的(de)發展(zhan)(zhan)，鑄(zhu)造(zao)業(ye)將(jiang)重組、兼并(bing)，擴大規模，實行集約化(hua)生產(chan)，熱(re)風作(zuo)業(ye)將(jiang)逐(zhu)步(bu)擴大其應用(yong)范(fan)圍。采用(yong)熱(re)風與否考慮(lv)的(de)兩(liang)個問(wen)題是，是否有足夠的(de)連(lian)續(xu)作(zuo)業(ye)時(shi)間(jian)，以及一次(ci)性投入的(de)多少(shao)和(he)投資的(de)回收期(qi)。
② 穩定爐膛尺(chi)寸(cun)
低質爐(lu)襯材料會帶來一(yi)(yi)系(xi)列不(bu)良的(de)影響(xiang)：爐(lu)襯侵蝕物污(wu)染鐵液(ye)；侵蝕物改變爐(lu)渣的(de)物理化學(xue)性(xing)(xing)狀，從而影響(xiang)爐(lu)子的(de)順行和去硫效果；爐(lu)膛(tang)擴大，破(po)壞(huai)熔煉的(de)穩定性(xing)(xing)，開爐(lu)時間一(yi)(yi)長，后期會出現(xian)鐵液(ye)溫度下降，燒損增多，鐵液(ye)氧(yang)化的(de)現(xian)象(xiang)。
2．使用中頻感應爐
近年(nian)來，正創(chuang)李經理走(zou)訪(fang)了長江三(san)角(jiao)洲(zhou)、珠江三(san)角(jiao)洲(zhou)和膠東地區，發(fa)現采用感應爐(lu)或(huo)與沖天爐(lu)雙(shuang)聯的(de)工廠不少。感應爐(lu)鐵液的(de)質(zhi)量高，常是國(guo)外采購商(shang)和國(guo)內主機廠指定(ding)的(de)供貨(huo)條件。
進入二(er)十世(shi)紀九(jiu)十年(nian)代(dai)(dai)，三代(dai)(dai)晶體(ti)管模塊中(zhong)頻爐取二(er)代(dai)(dai)傳統可控硅中(zhong)頻爐而代(dai)(dai)之。這種爐子的 點是節(jie)電(dian)、熔(rong)化速度快、升溫迅速、操作簡便、工作 、對電(dian)網無干擾、功率因素高(gao)。
變頻中頻爐(lu)可滿足不(bu)同(tong)熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)階段的不(bu)同(tong)工(gong)藝要求(qiu)。當熔(rong)(rong)(rong)料時，用較(jiao)高的頻率(lv)實現快速熔(rong)(rong)(rong)化；當增碳(tan)時，改用較(jiao)低的頻率(lv)，增加(jia)鐵液攪拌力(li)，jiakuai增碳(tan)過程，從而達(da)到縮短(duan)時間、節省電(dian)力(li)的目的。有的爐(lu)子還能隨液面高度的不(bu)同(tong)自動調節功率(lv)。近期國外推出(chu)的寬爐(lu)體感應(ying)爐(lu)，可實現大(da)料直(zhi)接裝爐(lu)。
3．不可忽視三維柔性焊接平臺生鐵中的微量元素
生鐵出(chu)廠(chang)一(yi)般只規(gui)定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量，微量元(yuan)(yuan)素(su)則隨礦源而任其自然，不作檢測，底碼不清。我國(guo)生鐵中的微量元(yuan)(yuan)素(su)有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有害(hai)，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)(yuan)素(su)，低于一(yi)定值有利，超過(guo)則有弊(bi)。
4．感應爐增碳
感(gan)應爐若以廢鋼為主爐料(liao)，在爐內增(zeng)碳生(sheng)產合成鑄(zhu)鐵(tie)(tie)，可得(de)到鋼一(yi)般純凈的鐵(tie)(tie)液(ye)。由(you)于(yu)沒有生(sheng)鐵(tie)(tie)粗(cu)大(da)(da)石墨的遺傳和受孕(yun)能力優良，鑄(zhu)鐵(tie)(tie)組織中的石墨具有細(xi)小和分(fen)布均勻的 點，球鐵(tie)(tie)的球化率高(gao)，低碳灰鐵(tie)(tie)易(yi)于(yu)得(de)到A型石墨和珠光體(ti)基體(ti)，且壁厚(hou)mingan性減小。因為磷很低，大(da)(da)大(da)(da)降低了發動機(ji)件縮松滲漏的缺陷(xian)。
增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)常用(yong)的(de)(de)有石墨(mo)質增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)（電(dian)塊或tianran石墨(mo)、類石墨(mo)）和(he)(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)（如冶(ye)金焦）。電(dian)質地純，灰分<0.5，S、N含量(liang)只有0.1。選用(yong)tianran石墨(mo)和(he)(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)時(shi)，應 別關注其灰分，S和(he)(he)N量(liang)，并防止(zhi)受潮。增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)吸收率(lv)，爐底加(jia)入（裝(zhuang)料）時(shi)為(wei)65~70，鏡面加(jia)入時(shi)為(wei)75~80。在(zai)一定程(cheng)度(du)上(shang)，回(hui)(hui)收率(lv)隨(sui)處理溫度(du)的(de)(de)提(ti)高而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，但高于(yu)(yu)平(ping)衡溫度(du)后，因部分碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)消耗于(yu)(yu)反(fan)應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而降低回(hui)(hui)收率(lv)。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)熔點為(wei)3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子是通(tong)過(guo)溶解和(he)(he)擴散方(fang)式進入鐵液的(de)(de)，因此增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)(ji)的(de)(de)粒(li)度(du)和(he)(he)熔池的(de)(de)攪拌對于(yu)(yu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng) 重要(yao)。
三 爐前處理
1． 脫硫
鐵液脫硫可(ke)減少球化(hua)劑用量和鑄件中(zhong)硫化(hua)物夾(jia)渣(zha)的數(shu)量。發達 球鐵生產幾乎全部采用脫硫工藝，要求(qiu)脫硫后S≤0.01，我國條(tiao)件下，目標(biao)位為S≤0.02，錫(xi)柴(chai)和常柴(chai)可(ke)達到S≤0.015。
包(bao)底(di)Na2CO3沖入法處理，方(fang)法簡(jian)便但脫(tuo)硫(liu)率低，效果不穩定，處理時煙塵污染環境，對咽喉有刺激性。在規模生(sheng)產的球鐵車間(jian)，宜(yi)將脫(tuo)硫(liu)劑置于液面，采用機械(xie)攪(jiao)(jiao)拌法、搖包(bao)法或氣(qi)(qi)動(dong)攪(jiao)(jiao)拌法進行脫(tuo)硫(liu)。其中(zhong)氣(qi)(qi)動(dong)法較(jiao)為簡(jian)單，動(dong)力消耗少，為流行。氣(qi)(qi)動(dong)脫(tuo)硫(liu)裝置可設(she)于前(qian)爐(lu)上游(you)，進行連續脫(tuo)硫(liu)，亦可在爐(lu)前(qian)單包(bao)間(jian)斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除渣
除渣過(guo)程(cheng)可在包中(zhong)或感應爐內進行。將除渣劑(ji)（聚渣劑(ji)）撒于液面即(ji)時形成(cheng)一熔(rong)融(rong)層(ceng)，起覆蓋(gai)和聚渣作用(yong)。除渣劑(ji)受熱膨化，在熔(rong)融(rong)層(ceng)中(zhong)產生許多小孔，起良好的保(bao)溫作用(yong)。
除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)分低、中、高三檔(dang)。由原礦經簡單破碎、過篩(shai)的(de)產(chan)品(pin)屬于低檔(dang)，各省均產(chan)。現已不被鑄造(zao)廠(chang)看好。中檔(dang)除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)對原礦有(you)所(suo)選擇(ze)，增加了水洗等工(gong)(gong)序，能(neng)滿足(zu)鑄件的(de)基(ji)本(ben)要求，為多數工(gong)(gong)廠(chang)接受。進(jin)口的(de)除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)，選礦源，加工(gong)(gong)工(gong)(gong)序有(you)別(bie)于一般。該產(chan)品(pin)撒于液面(mian)即(ji)迅速散(san)布，覆(fu)蓋整(zheng)(zheng)個液面(mian)，除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)能(neng)力超卓，用量(liang)少，不粘(zhan)爐襯與澆包，用棍即(ji)可將熔融渣(zha)(zha)層整(zheng)(zheng)體挑起，清渣(zha)(zha)方便(bian)，近(jin)三年來已開始受國內業界(jie)的(de)重(zhong)視。
3． 球化(hua)
球(qiu)(qiu)化處理(li)仍以包(bao)內沖(chong)入法為(wei)主。選用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)化劑(ji)需(xu)視(shi)熔爐(lu)(lu)、出鐵(tie)溫度(du)(du)，脫硫與否和球(qiu)(qiu)鐵(tie)類型等而定(ding)。一(yi)般而言，沖(chong)天爐(lu)(lu)鐵(tie)液選用(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的球(qiu)(qiu)化劑(ji)，感應爐(lu)(lu)鐵(tie)液選用(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化劑(ji)，亦有的廠仍用(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化劑(ji)。/T9228-1999標準，對(dui)Mg 和RE的成(cheng)(cheng)分范圍偏(pian)差規(gui)定(ding)為(wei)±1，有些廠標已縮(suo)小為(wei)±0.5，對(dui)Ca、Al等亦有明確規(gui)定(ding)。球(qiu)(qiu)化劑(ji)質量中(zhong)，應重視(shi)MgO含量、成(cheng)(cheng)分的偏(pian)析程度(du)(du)以及粒度(du)(du)的集中(zhong)度(du)(du)。凡是粒度(du)(du)不(bu)勻(yun)，粉末多，色澤發暗的球(qiu)(qiu)化劑(ji)不(bu)宜選用(yong)(yong)。
原(yuan)則上，只要(yao)掌(zhang)握好鐵液的化(hua)(hua)學成分和(he)(he)孕育環節，采用上述球化(hua)(hua)劑(ji)即可生產鑄(zhu)態球鐵。但亦有(you)(you)工廠采用鑄(zhu)態球鐵用球化(hua)(hua)劑(ji)。一(yi)般，在鑄(zhu)態鐵素體(ti)球化(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)含有(you)(you)Ba和(he)(he)Bi，在鑄(zhu)態珠光體(ti)球化(hua)(hua)劑(ji)中(zhong)含有(you)(you)Ba和(he)(he)Sb，但對于QT700-2以上的重要(yao)曲軸(zhou)類(lei)鑄(zhu)件(jian)，不(bu)推薦使(shi)用含Sb球化(hua)(hua)劑(ji)，此時應(ying)通過調整Cu、Mo等的含量來控制基體(ti)。指出，不(bu)管(guan)是(shi)否采用鑄(zhu)態球化(hua)(hua)劑(ji)，孕育永遠是(shi)不(bu)可忽(hu)視(shi)的重要(yao)環節。
4． 孕育
孕育(yu)是(shi)提升鑄鐵質量的(de)重要環節。經(jing)過十(shi)多年的(de)努力，我國孕育(yu)劑基本實現了系(xi)列化和商品(pin)化。
5．合金化
鑄(zhu)鐵(tie)常用的(de)合(he)(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)合(he)(he)金(jin)(jin)形式加入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形式加入(ru)，V、Ti以鐵(tie)合(he)(he)金(jin)(jin)或VTi生鐵(tie)形式加入(ru)。加入(ru)時機在爐后（沖天(tian)爐）、爐內（感應(ying)爐）還是爐前，需視它們的(de)熔點(dian)、氧化性和密(mi)度等(deng)而(er)定。為了便于高熔點(dian)鐵(tie)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熔吸，除控(kong)制粒度外，采用發熱合(he)(he)金(jin)(jin)劑(ji)或喂絲加入(ru)法是比較理想(xiang)的(de)措施。
四 過濾
金(jin)屬(shu)過(guo)濾(lv)(lv)技術在工業發達 應用較為普遍。實踐證明，關鍵機件(jian)(jian)的(de)(de)(de)失效不完全在于試棒力(li)學(xue)性能的(de)(de)(de)高低，而(er)是三維(wei)柔(rou)性焊接平臺鑄件(jian)(jian)內部的(de)(de)(de)健(jian)全程度。因(yin)此(ci)，單純追求金(jin)相組織的(de)(de)(de)是不的(de)(de)(de)。走訪過(guo)的(de)(de)(de)工廠(chang)，其品牌產(chan)品無(wu)不重視過(guo)濾(lv)(lv)的(de)(de)(de)后一(yi)關。一(yi)般小件(jian)(jian)采(cai)用纖維(wei)過(guo)濾(lv)(lv)網，過(guo)流(liu)量大或重要(yao)件(jian)(jian)采(cai)用蜂窩陶瓷過(guo)濾(lv)(lv)片或泡沫陶瓷過(guo)濾(lv)(lv)片。
