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(zhi)量(liang)包括(kuo)：溫度、成(cheng)分及成(cheng)分度，有害元素含量(liang)，非金(jin)屬夾雜物數量(liang)、氣體(ti)溶量(liang)和爐外(wai)可造性等。
鐵液質量(liang)的控制分為熔煉，爐前處理和過(guo)濾(lv)三個(ge)環節(jie)。以下泊頭正創（李經理）簡述
二、三維柔性焊接平臺熔煉(lian)
1、沖天爐要上新臺(tai)階
獲得高溫鐵液
盡管鑄鐵(tie)件澆(jiao)注的(de)工藝(yi)溫度(du)(du)并不高(gao)，不同鑄鐵(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從(cong)獲得(de)鐵(tie)液的(de)觀(guan)點(dian)看，應有較(jiao)高(gao)的(de)熔(rong)煉溫度(du)(du)。高(gao)溫熔(rong)煉保證了高(gao)的(de)出鐵(tie)溫度(du)(du)，Fe、Si、Mn燒損少，爐(lu)況穩定，化學成分波動小。以發達 為例，沖天爐(lu)內C的(de)波動可控(kong)制(zhi)在(zai)±0.05，Si的(de)波動可控(kong)制(zhi)在(zai)±0.1。高(gao)溫熔(rong)煉，鐵(tie)液中(zhong)的(de)S、O、H、N及夾(jia)雜物都會減少，爐(lu)料的(de)不良遺(yi)傳性將會減弱。
沖天爐(lu)獲得三維柔性(xing)焊接(jie)平臺高(gao)溫鐵液有三種方法(fa)：一是好的(de)(de)(de)爐(lu)型，如(ru)兩排大(da)間(jian)距，冷風(feng)+固(gu)定碳在85以上的(de)(de)(de)焦炭，出鐵溫度可(ke)在1480℃以上。二是富氧(yang)送(song)風(feng)，此法(fa)簡便，調溫迅速及(ji)時，但受供氧(yang)條件的(de)(de)(de)制(zhi)約，局限(xian)性(xing)很大(da)。三是熱(re)送(song)風(feng)，不同熱(re)風(feng)裝置風(feng)溫由150℃至(zhi)600℃不等，適于開爐(lu)時間(jian)較長的(de)(de)(de)工廠使用。
我國鑄造廠多(duo)數(shu)生產規模較小，因此在相當(dang)時期(qi)內，“方法一(yi)”將是主要(yao)(yao)的(de)(de)措(cuo)施(shi)。冷風(feng)(feng)作業(ye)(ye)，沖天(tian)爐的(de)(de)熱(re)利用率(lv)低，從可(ke)持續發(fa)展的(de)(de)戰略考慮，熱(re)風(feng)(feng)沖天(tian)爐符合(he)節能的(de)(de)國策，而且(qie)可(ke)結合(he)著(zhu)解決(jue)環境污染，滿足社會(hui)shengtai要(yao)(yao)求。隨著(zhu)世界經濟(ji)yitihua進程的(de)(de)發(fa)展，鑄造業(ye)(ye)將重組、兼并，擴(kuo)(kuo)大(da)規模，實行集約化(hua)生產，熱(re)風(feng)(feng)作業(ye)(ye)將逐步擴(kuo)(kuo)大(da)其(qi)應用范圍。采用熱(re)風(feng)(feng)與(yu)否考慮的(de)(de)兩(liang)個(ge)問題是，是否有足夠的(de)(de)連續作業(ye)(ye)時間(jian)，以及(ji)一(yi)次性(xing)投入(ru)的(de)(de)多(duo)少和投資(zi)的(de)(de)回(hui)收期(qi)。
② 穩定(ding)爐膛尺(chi)寸
低質爐(lu)襯材料會帶來一(yi)系列(lie)不(bu)良的(de)影(ying)響：爐(lu)襯侵蝕物污染鐵(tie)(tie)液(ye)；侵蝕物改(gai)變(bian)爐(lu)渣的(de)物理(li)化學性狀，從而影(ying)響爐(lu)子的(de)順行和去硫效果；爐(lu)膛擴大，破壞(huai)熔煉(lian)的(de)穩定性，開爐(lu)時間一(yi)長，后期會出現鐵(tie)(tie)液(ye)溫度下降，燒損增(zeng)多，鐵(tie)(tie)液(ye)氧(yang)化的(de)現象(xiang)。
2．使(shi)用中頻感應爐
近年來，正創李經理走(zou)訪(fang)了長江(jiang)三角洲、珠江(jiang)三角洲和(he)膠東地區，發(fa)現采用(yong)感應(ying)爐(lu)(lu)或與沖天(tian)爐(lu)(lu)雙聯的工廠(chang)不少。感應(ying)爐(lu)(lu)鐵液的質量高，常是國(guo)外(wai)采購(gou)商和(he)國(guo)內(nei)主機廠(chang)指定的供貨條件(jian)。
進入二(er)十(shi)世紀九十(shi)年代(dai)(dai)，三代(dai)(dai)晶體(ti)管模塊中(zhong)頻爐取(qu)二(er)代(dai)(dai)傳(chuan)統可控硅中(zhong)頻爐而代(dai)(dai)之。這種爐子的 點(dian)是節(jie)電、熔(rong)化速度快、升溫(wen)迅速、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對電網無干擾、功率因素高。
變頻中(zhong)頻爐(lu)可滿(man)足不(bu)同熔煉(lian)階(jie)段(duan)的(de)(de)不(bu)同工藝要求。當熔料(liao)時，用較高的(de)(de)頻率實(shi)現(xian)快(kuai)速熔化；當增碳時，改用較低的(de)(de)頻率，增加(jia)鐵液(ye)攪拌力，jiakuai增碳過(guo)程(cheng)，從(cong)而(er)達到縮短時間、節省電(dian)力的(de)(de)目的(de)(de)。有的(de)(de)爐(lu)子(zi)還能隨液(ye)面高度的(de)(de)不(bu)同自動調節功率。近期國外推出的(de)(de)寬爐(lu)體感應(ying)爐(lu)，可實(shi)現(xian)大料(liao)直接裝爐(lu)。
3．不可忽視三(san)維柔性(xing)焊接(jie)平(ping)臺生鐵中的微量元素
生鐵出廠一般只規定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限(xian)量(liang)，微量(liang)元素則隨礦源而任(ren)其(qi)自(zi)然，不(bu)作檢(jian)測，底(di)碼不(bu)清。我國生鐵中的微量(liang)元素有(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等(deng)。其(qi)中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并(bing)無(wu)害處(chu)，Al視為中性，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素，低于一定值(zhi)有(you)利，超過(guo)則有(you)弊。
4．感(gan)應爐增碳
感應爐(lu)若以廢鋼(gang)為(wei)主爐(lu)料，在爐(lu)內增(zeng)碳生(sheng)產合成(cheng)鑄(zhu)鐵(tie)，可得到鋼(gang)一般純(chun)凈(jing)的(de)(de)鐵(tie)液。由(you)于(yu)沒有生(sheng)鐵(tie)粗大(da)石墨的(de)(de)遺(yi)傳和(he)受(shou)孕能(neng)力優(you)良，鑄(zhu)鐵(tie)組織中的(de)(de)石墨具有細小和(he)分布均勻的(de)(de) 點(dian)，球鐵(tie)的(de)(de)球化率高，低(di)碳灰鐵(tie)易于(yu)得到A型石墨和(he)珠光體基體，且壁厚(hou)mingan性減小。因為(wei)磷很低(di)，大(da)大(da)降低(di)了發動機件(jian)縮松滲漏的(de)(de)缺陷。
增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)常用(yong)的(de)有(you)石墨(mo)(mo)質增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)（電塊或tianran石墨(mo)(mo)、類石墨(mo)(mo)）和碳(tan)(tan)質增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)（如冶(ye)金焦）。電質地(di)純，灰分(fen)(fen)<0.5，S、N含量(liang)只有(you)0.1。選(xuan)用(yong)tianran石墨(mo)(mo)和碳(tan)(tan)質增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)時，應 別(bie)關注其(qi)灰分(fen)(fen)，S和N量(liang)，并防止受潮。增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)的(de)吸收率，爐底加入（裝料(liao)）時為(wei)65~70，鏡面加入時為(wei)75~80。在一定(ding)程度上，回收率隨處理溫(wen)度的(de)提高而(er)(er)增(zeng)加，但高于(yu)平衡溫(wen)度后，因(yin)部分(fen)(fen)碳(tan)(tan)消耗于(yu)反(fan)應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而(er)(er)降低回收率。 碳(tan)(tan)的(de)熔點為(wei)3727℃，碳(tan)(tan)原子是(shi)通過溶解和擴散方式進入鐵液的(de)，因(yin)此(ci)增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)的(de)粒度和熔池的(de)攪拌對于(yu)增(zeng)碳(tan)(tan)過程 重(zhong)要。
三 爐(lu)前(qian)處(chu)理
1． 脫硫
鐵(tie)(tie)液脫硫可減少球(qiu)化(hua)劑用量和鑄件(jian)中硫化(hua)物夾渣的數量。發達 球(qiu)鐵(tie)(tie)生(sheng)產幾乎全部采用脫硫工藝(yi)，要求脫硫后(hou)S≤0.01，我國(guo)條件(jian)下，目標位為S≤0.02，錫柴和常柴可達到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法(fa)(fa)處理，方(fang)法(fa)(fa)簡便但脫硫率低，效(xiao)果不穩定，處理時煙塵污(wu)染環境，對咽喉有刺激(ji)性。在規模生產(chan)的球鐵車間，宜將脫硫劑置(zhi)于液面(mian)，采用機械攪拌(ban)法(fa)(fa)、搖包(bao)法(fa)(fa)或(huo)氣(qi)動(dong)攪拌(ban)法(fa)(fa)進行脫硫。其中氣(qi)動(dong)法(fa)(fa)較(jiao)為簡單(dan)，動(dong)力消耗少，為流行。氣(qi)動(dong)脫硫裝置(zhi)可設于前爐上游，進行連續脫硫，亦可在爐前單(dan)包(bao)間斷脫硫。
2． 除渣
除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)過程可在包中或感應爐內進行。將除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)（聚渣(zha)(zha)劑(ji)）撒于(yu)液(ye)面(mian)即時形成一熔融(rong)層(ceng)，起(qi)(qi)覆蓋和聚渣(zha)(zha)作(zuo)用。除(chu)(chu)(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)受熱膨化，在熔融(rong)層(ceng)中產生許多小孔，起(qi)(qi)良好的保溫作(zuo)用。
除(chu)(chu)(chu)渣劑(ji)分低(di)、中(zhong)、高三檔。由原(yuan)礦(kuang)經簡單破碎(sui)、過篩的產品屬(shu)于(yu)低(di)檔，各省均產。現已(yi)不被鑄造廠看好。中(zhong)檔除(chu)(chu)(chu)渣劑(ji)對原(yuan)礦(kuang)有(you)所(suo)選(xuan)(xuan)擇，增加(jia)了水洗等工序(xu)，能滿(man)足鑄件的基本要(yao)求，為多數工廠接(jie)受。進口(kou)的除(chu)(chu)(chu)渣劑(ji)，選(xuan)(xuan)礦(kuang)源，加(jia)工工序(xu)有(you)別于(yu)一般。該產品撒于(yu)液面即迅速散布，覆蓋整個液面，除(chu)(chu)(chu)渣能力超(chao)卓，用量少(shao)，不粘爐襯(chen)與澆包(bao)，用棍(gun)即可將熔融(rong)渣層(ceng)整體(ti)挑起，清渣方(fang)便，近三年來已(yi)開始受國內(nei)業(ye)界的重視。
3． 球化
球(qiu)(qiu)(qiu)化處(chu)理仍(reng)以包(bao)內(nei)沖入法為主。選用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)需視熔爐、出鐵溫度，脫(tuo)硫(liu)與否和球(qiu)(qiu)(qiu)鐵類型等而定。一般(ban)而言，沖天(tian)爐鐵液選用(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)，感(gan)應爐鐵液選用(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)，亦(yi)有的(de)廠仍(reng)用(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)。/T9228-1999標準，對(dui)Mg 和RE的(de)成分范圍(wei)偏差規定為±1，有些(xie)廠標已縮小為±0.5，對(dui)Ca、Al等亦(yi)有明(ming)確(que)規定。球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)質(zhi)量中，應重視MgO含量、成分的(de)偏析程度以及粒度的(de)集中度。凡是粒度不勻，粉末多，色澤發暗的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑(ji)不宜選用(yong)(yong)。
原則上(shang)，只(zhi)要掌握(wo)好鐵(tie)(tie)液的(de)(de)化(hua)學(xue)成分和孕育(yu)環節，采(cai)(cai)用上(shang)述(shu)球(qiu)化(hua)劑(ji)即可(ke)生產鑄(zhu)(zhu)態球(qiu)鐵(tie)(tie)。但(dan)亦有(you)(you)工廠采(cai)(cai)用鑄(zhu)(zhu)態球(qiu)鐵(tie)(tie)用球(qiu)化(hua)劑(ji)。一(yi)般，在(zai)鑄(zhu)(zhu)態鐵(tie)(tie)素體球(qiu)化(hua)劑(ji)中含有(you)(you)Ba和Bi，在(zai)鑄(zhu)(zhu)態珠光體球(qiu)化(hua)劑(ji)中含有(you)(you)Ba和Sb，但(dan)對于QT700-2以(yi)上(shang)的(de)(de)重要曲軸類鑄(zhu)(zhu)件，不(bu)推薦使用含Sb球(qiu)化(hua)劑(ji)，此時(shi)應通(tong)過調整Cu、Mo等的(de)(de)含量來控(kong)制(zhi)基體。指(zhi)出，不(bu)管(guan)是否采(cai)(cai)用鑄(zhu)(zhu)態球(qiu)化(hua)劑(ji)，孕育(yu)永(yong)遠(yuan)是不(bu)可(ke)忽視的(de)(de)重要環節。
4． 孕育
孕育是提升鑄(zhu)鐵(tie)質量(liang)的重(zhong)要環節。經(jing)過十多年(nian)的努(nu)力(li)，我國孕育劑基本實現了系列化(hua)和商品化(hua)。
5．合金化
鑄(zhu)鐵(tie)(tie)常用的合(he)金(jin)(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)形(xing)(xing)式加(jia)(jia)(jia)(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形(xing)(xing)式加(jia)(jia)(jia)(jia)入，V、Ti以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形(xing)(xing)式加(jia)(jia)(jia)(jia)入。加(jia)(jia)(jia)(jia)入時(shi)機在(zai)爐(lu)(lu)(lu)后（沖天爐(lu)(lu)(lu)）、爐(lu)(lu)(lu)內（感應爐(lu)(lu)(lu)）還是(shi)爐(lu)(lu)(lu)前，需視它們的熔點(dian)(dian)、氧(yang)化(hua)性和(he)密度(du)等而定。為了便于高(gao)熔點(dian)(dian)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)的熔吸(xi)，除控制粒(li)度(du)外，采用發熱合(he)金(jin)(jin)劑(ji)或喂絲加(jia)(jia)(jia)(jia)入法是(shi)比較理想的措(cuo)施。
四 過濾(lv)
金(jin)屬過(guo)濾技術在工業發達(da) 應用(yong)較為普遍。實踐證明，關鍵機件的(de)失效不完全在于試棒力學性能的(de)高低，而是三(san)維(wei)柔性焊接平臺鑄件內(nei)部的(de)健全程度。因此，單純追求金(jin)相組(zu)織的(de)是不的(de)。走訪(fang)過(guo)的(de)工廠，其品牌產品無不重(zhong)視過(guo)濾的(de)后一關。一般小件采(cai)(cai)用(yong)纖維(wei)過(guo)濾網，過(guo)流量大或(huo)重(zhong)要件采(cai)(cai)用(yong)蜂(feng)窩陶瓷過(guo)濾片或(huo)泡沫(mo)陶瓷過(guo)濾片。
