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(zhi)量包(bao)括：溫(wen)度、成分及成分度，有害(hai)元素含量，非金屬夾雜物數量、氣體溶(rong)量和爐外可造性等。
鐵液質量的控制分為熔煉，爐前處理和過(guo)濾三個環節。以下泊頭正創（李(li)經理）簡述(shu)
二、三維柔性焊(han)接(jie)平臺熔煉
1、沖天爐要上新(xin)臺階
獲得高溫鐵(tie)液
盡管鑄鐵(tie)件(jian)澆(jiao)注的(de)(de)(de)工藝溫(wen)(wen)度并不高，不同(tong)鑄鐵(tie)大多在1260℃~1400℃之(zhi)間。但(dan)從獲(huo)得鐵(tie)液的(de)(de)(de)觀點看(kan)，應有較(jiao)高的(de)(de)(de)熔(rong)煉(lian)(lian)溫(wen)(wen)度。高溫(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)(lian)保證(zheng)了高的(de)(de)(de)出鐵(tie)溫(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少，爐(lu)況穩定(ding)，化學成分波動小。以發達 為例，沖天(tian)爐(lu)內(nei)C的(de)(de)(de)波動可控(kong)制在±0.05，Si的(de)(de)(de)波動可控(kong)制在±0.1。高溫(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)(lian)，鐵(tie)液中的(de)(de)(de)S、O、H、N及夾雜物(wu)都會減少，爐(lu)料(liao)的(de)(de)(de)不良遺傳性將(jiang)會減弱。
沖天爐獲(huo)得三(san)維柔性焊(han)接平臺高溫(wen)鐵液(ye)有三(san)種方法：一是好(hao)的(de)爐型，如兩排大間距(ju)，冷風+固定碳在(zai)(zai)85以上的(de)焦(jiao)炭，出鐵溫(wen)度可在(zai)(zai)1480℃以上。二是富氧(yang)送(song)風，此法簡便(bian)，調溫(wen)迅速及時，但(dan)受供氧(yang)條(tiao)件的(de)制約，局限性很大。三(san)是熱(re)送(song)風，不同熱(re)風裝置風溫(wen)由150℃至600℃不等，適于開爐時間較長的(de)工廠(chang)使用。
我(wo)國鑄造廠多(duo)數生產(chan)規(gui)模較小，因此在相當時期內(nei)，“方法一”將(jiang)是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)(de)措施(shi)。冷風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)，沖天(tian)爐的(de)(de)熱利用率低，從可持續發展的(de)(de)戰略考慮，熱風(feng)(feng)沖天(tian)爐符合節能的(de)(de)國策，而且可結合著解決環境污染(ran)，滿足社會(hui)shengtai要(yao)求。隨著世界經濟yitihua進程的(de)(de)發展，鑄造業(ye)將(jiang)重組、兼并，擴大規(gui)模，實行集約化(hua)生產(chan)，熱風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)將(jiang)逐步擴大其應用范(fan)圍。采用熱風(feng)(feng)與否(fou)考慮的(de)(de)兩個問題是(shi)，是(shi)否(fou)有足夠(gou)的(de)(de)連(lian)續作(zuo)業(ye)時間(jian)，以及一次性投(tou)入的(de)(de)多(duo)少和(he)投(tou)資的(de)(de)回收期。
② 穩定爐膛尺寸
低質爐襯材料會帶來一系列不良(liang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)：爐襯侵蝕(shi)物污染(ran)鐵(tie)液；侵蝕(shi)物改變爐渣的(de)(de)物理化學性(xing)狀，從而(er)影(ying)響(xiang)爐子的(de)(de)順行和去(qu)硫效果；爐膛擴大，破壞熔煉的(de)(de)穩定性(xing)，開(kai)爐時(shi)間一長，后期會出現鐵(tie)液溫度下降，燒損增多，鐵(tie)液氧(yang)化的(de)(de)現象(xiang)。
2．使用中(zhong)頻感應(ying)爐
近年來，正(zheng)創李經理走訪了長江(jiang)三角洲、珠江(jiang)三角洲和(he)膠(jiao)東地區，發現采用感應(ying)爐或(huo)與沖(chong)天爐雙聯的工廠不少。感應(ying)爐鐵液的質量(liang)高，常是國外(wai)采購(gou)商和(he)國內主機廠指定的供貨條件。
進入二十(shi)世紀九十(shi)年(nian)代，三代晶(jing)體管模塊中頻爐取二代傳統可(ke)控(kong)硅中頻爐而代之。這種爐子(zi)的 點是節(jie)電(dian)、熔化速度快、升溫(wen)迅(xun)速、操(cao)作(zuo)(zuo)簡便、工作(zuo)(zuo) 、對電(dian)網無干擾、功率因素高。
變(bian)頻中頻爐(lu)可滿足(zu)不(bu)同熔(rong)煉階段的(de)(de)(de)不(bu)同工藝要求。當(dang)熔(rong)料時(shi)，用較高的(de)(de)(de)頻率實(shi)現快速熔(rong)化；當(dang)增碳(tan)時(shi)，改用較低的(de)(de)(de)頻率，增加鐵液(ye)攪拌力，jiakuai增碳(tan)過程(cheng)，從而達到縮短時(shi)間(jian)、節(jie)省電力的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。有的(de)(de)(de)爐(lu)子還能隨液(ye)面高度的(de)(de)(de)不(bu)同自動(dong)調節(jie)功(gong)率。近期國外推出的(de)(de)(de)寬(kuan)爐(lu)體(ti)感應爐(lu)，可實(shi)現大料直接裝(zhuang)爐(lu)。
3．不可忽視三(san)維柔性焊接平臺生(sheng)鐵中的微量元素
生鐵(tie)出廠一(yi)般只規定(ding)Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量，微量元(yuan)(yuan)素(su)則(ze)隨礦源而任其自然，不(bu)(bu)作檢測，底碼不(bu)(bu)清。我(wo)國生鐵(tie)中(zhong)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(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視為中(zhong)性，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)(yuan)素(su)，低于一(yi)定(ding)值有利，超過則(ze)有弊。
4．感應爐增碳(tan)
感(gan)應(ying)爐(lu)(lu)若(ruo)以廢鋼為(wei)(wei)主爐(lu)(lu)料，在爐(lu)(lu)內增碳(tan)生產合成鑄(zhu)鐵(tie)(tie)，可得到鋼一般純凈(jing)的(de)鐵(tie)(tie)液。由于沒有(you)生鐵(tie)(tie)粗大(da)石(shi)墨的(de)遺傳和(he)受孕能力優(you)良(liang)，鑄(zhu)鐵(tie)(tie)組織中的(de)石(shi)墨具有(you)細小(xiao)和(he)分布均勻(yun)的(de) 點(dian)，球鐵(tie)(tie)的(de)球化率高，低碳(tan)灰鐵(tie)(tie)易(yi)于得到A型石(shi)墨和(he)珠(zhu)光體基(ji)體，且壁厚mingan性(xing)減小(xiao)。因為(wei)(wei)磷很低，大(da)大(da)降低了發動機件縮松(song)滲(shen)漏的(de)缺(que)陷。
增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)常用的有(you)石(shi)(shi)墨(mo)質(zhi)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（電塊或tianran石(shi)(shi)墨(mo)、類石(shi)(shi)墨(mo)）和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（如冶金焦）。電質(zhi)地純(chun)，灰分<0.5，S、N含量只有(you)0.1。選用tianran石(shi)(shi)墨(mo)和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)時(shi)，應 別關注(zhu)其灰分，S和(he)N量，并防止受潮(chao)。增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的吸收率(lv)，爐底加(jia)入(ru)（裝料(liao)）時(shi)為65~70，鏡面加(jia)入(ru)時(shi)為75~80。在一定(ding)程(cheng)度上，回(hui)收率(lv)隨處理溫(wen)度的提高(gao)而(er)增(zeng)加(jia)，但高(gao)于平衡溫(wen)度后，因(yin)部分碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)消(xiao)耗(hao)于反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降(jiang)低回(hui)收率(lv)。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的熔點為3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子(zi)是通過(guo)溶解和(he)擴散方式進入(ru)鐵(tie)液的，因(yin)此增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的粒度和(he)熔池的攪拌對于增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng) 重(zhong)要。
三 爐前處(chu)理(li)
1． 脫硫(liu)
鐵(tie)液脫硫(liu)可減少球(qiu)化劑用(yong)量和鑄件(jian)中硫(liu)化物(wu)夾(jia)渣(zha)的數量。發達 球(qiu)鐵(tie)生(sheng)產幾乎全部采(cai)用(yong)脫硫(liu)工藝(yi)，要求脫硫(liu)后S≤0.01，我國條(tiao)件(jian)下(xia)，目標位(wei)為(wei)S≤0.02，錫柴和常(chang)柴可達到(dao)S≤0.015。
包底Na2CO3沖(chong)入法(fa)處(chu)理，方(fang)法(fa)簡便但脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)率低，效(xiao)果不穩(wen)定，處(chu)理時煙塵污染環境，對(dui)咽(yan)喉有刺激性。在(zai)規模生產的球鐵車(che)間(jian)，宜將脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)劑置于液面，采(cai)用機械攪拌法(fa)、搖(yao)包法(fa)或氣動攪拌法(fa)進行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)。其中氣動法(fa)較為簡單，動力消耗少，為流行(xing)。氣動脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)裝置可設于前爐上游，進行(xing)連(lian)續脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)，亦可在(zai)爐前單包間(jian)斷脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)。
2． 除渣
除渣過程可在包中或感(gan)應爐內進行。將除渣劑(ji)（聚(ju)渣劑(ji)）撒于液面即時形成一熔融(rong)層(ceng)，起(qi)覆(fu)蓋(gai)和聚(ju)渣作用。除渣劑(ji)受熱膨(peng)化，在熔融(rong)層(ceng)中產生許多小孔，起(qi)良好(hao)的保溫作用。
除渣(zha)劑分低(di)、中、高三(san)檔。由原礦經簡單破碎、過篩的(de)產品屬于低(di)檔，各省均產。現已不被(bei)鑄(zhu)(zhu)造廠看好。中檔除渣(zha)劑對原礦有所選擇(ze)，增加(jia)了(le)水洗等工序，能滿(man)足鑄(zhu)(zhu)件的(de)基本(ben)要(yao)求，為多數工廠接受(shou)。進口的(de)除渣(zha)劑，選礦源，加(jia)工工序有別于一般。該產品撒于液面即迅速(su)散布(bu)，覆蓋整個液面，除渣(zha)能力超卓，用量少，不粘爐襯與(yu)澆包，用棍即可將(jiang)熔融渣(zha)層整體挑起，清渣(zha)方(fang)便，近三(san)年來已開始(shi)受(shou)國內業界的(de)重視。
3． 球化(hua)
球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)處理仍以包內沖入法為(wei)主。選(xuan)用球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑需視(shi)熔爐(lu)、出鐵(tie)溫度，脫硫(liu)與否和(he)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵(tie)類型等而定(ding)。一般而言，沖天爐(lu)鐵(tie)液(ye)(ye)選(xuan)用Mg7~9，RE3~7的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑，感(gan)應爐(lu)鐵(tie)液(ye)(ye)選(xuan)用低(di)Mg（5~6），低(di)RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑，亦有的(de)廠(chang)仍用Mg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑。/T9228-1999標準，對(dui)Mg 和(he)RE的(de)成分范(fan)圍偏差規定(ding)為(wei)±1，有些廠(chang)標已(yi)縮(suo)小為(wei)±0.5，對(dui)Ca、Al等亦有明(ming)確(que)規定(ding)。球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑質量中，應重(zhong)視(shi)MgO含量、成分的(de)偏析程度以及粒度的(de)集中度。凡(fan)是(shi)粒度不勻，粉末多，色澤(ze)發暗的(de)球(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)劑不宜選(xuan)用。
原則(ze)上(shang)，只要掌握好鐵(tie)液的化(hua)(hua)學(xue)成分和孕育(yu)(yu)環節，采用上(shang)述球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)即可生產鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)鐵(tie)。但(dan)亦有工廠采用鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)鐵(tie)用球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。一(yi)般，在(zai)鑄(zhu)態鐵(tie)素體(ti)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和Bi，在(zai)鑄(zhu)態珠光體(ti)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)中含有Ba和Sb，但(dan)對(dui)于(yu)QT700-2以上(shang)的重要曲軸類(lei)鑄(zhu)件(jian)，不(bu)推薦使用含Sb球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，此(ci)時應(ying)通過調(diao)整(zheng)Cu、Mo等的含量來控制基體(ti)。指出，不(bu)管是否采用鑄(zhu)態球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，孕育(yu)(yu)永(yong)遠是不(bu)可忽(hu)視的重要環節。
4． 孕(yun)育
孕(yun)(yun)育是提升鑄鐵(tie)質(zhi)量的(de)重要(yao)環(huan)節。經過十多年(nian)的(de)努力，我國孕(yun)(yun)育劑基本實現了系(xi)列(lie)化和(he)商品化。
5．合(he)金(jin)化
鑄(zhu)鐵(tie)常用(yong)的(de)合(he)金(jin)(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)合(he)金(jin)(jin)(jin)形式(shi)加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)(jin)屬形式(shi)加(jia)入，V、Ti以鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)形式(shi)加(jia)入。加(jia)入時機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還是爐(lu)前，需視它們的(de)熔(rong)點、氧化性和密度(du)等而定。為了便于高熔(rong)點鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熔(rong)吸，除控制粒度(du)外，采用(yong)發熱合(he)金(jin)(jin)(jin)劑或(huo)喂(wei)絲加(jia)入法(fa)是比(bi)較理想的(de)措施。
四 過濾
金屬過(guo)(guo)濾(lv)(lv)技術在(zai)工業(ye)發達 應用(yong)較為普(pu)遍。實踐(jian)證(zheng)明(ming)，關鍵機件的失效不完全(quan)在(zai)于試棒力(li)學性(xing)能的高低，而是三維柔性(xing)焊接(jie)平(ping)臺鑄件內部的健(jian)全(quan)程度(du)。因此(ci)，單純追求金相組織的是不的。走訪過(guo)(guo)的工廠，其品牌(pai)產品無不重(zhong)視過(guo)(guo)濾(lv)(lv)的后(hou)一(yi)關。一(yi)般小件采(cai)用(yong)纖維過(guo)(guo)濾(lv)(lv)網，過(guo)(guo)流量(liang)大或重(zhong)要件采(cai)用(yong)蜂(feng)窩陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)片或泡沫陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)片。
