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    鑄造26噸大型球墨鑄鐵件熔煉工藝設計 及球化和孕育處理的技術控制

    鑄造26噸大型球墨鑄鐵件熔煉工藝設計

    及球化和孕育處理的技術控制

    韓永生1 肖占德1 祝文章2

    1泊頭市天利達機械責任公司,河北泊頭062150;2 泊頭鑄造協會,河北泊頭062150

    摘要本文闡述了實型鑄造中大型球鐵件熔煉、工藝設計、球化、孕育處理技術控制。文章重點突出了鑄造工藝設計、鐵水球化、鑄件孕育處理技術控制及存在的問題。

    關鍵詞大型球鐵鑄件  熔煉工藝設計  球化孕育處理  技術控制

    The Design of Melting Process, Control of Spheroidizing and Inoculation Technologies on 26 tons of Largesize Ductile Iron Casting on Full Mold Casing

    HAN Yongsheng1  XIAO Zhande1  ZHU Wenzhang2

    1 Botuo Tianlida Machine Company of Limited Liability, Botuo 062150, Hebei;2 Botuo Foundry Association, Botuo062150, Hebei

    Abstract: The melting, technological design, spheroidisation and inoculation control of largesize ductile iron casting on full mold casting were discussed in this paper. The emphasis of this paper is the foundry technology design, molten iron spheroidisation, casting inoculation process control technologies and open question.

    Keywords: largesize ductile iron casting, melting process design, spheroidisation and inoculation process, control technology

    河北省泊頭市天利達機械責任公司在2007年澆注了一件26t大型球墨鑄鐵件,熔化鐵水總重31t。鑄造熔煉工藝及球化過程及孕育處理的技術工藝如下。

    1 鑄件結構特點和鑄造工藝設計

    鑄件草圖:最大壁厚130mm、最薄壁厚50mm、最大熱節Φ160mm,樹脂砂造型工藝,抗拉強度為0.65MPa,砂型表面涂料為醇基樹脂砂專用涂料。如圖1所示。

    1 鑄件結構尺寸 Fig.1 structure and size of casting

    1)直澆口采用Φ100陶瓷澆注管3個,分布位置:首先考慮3臺天車分別吊310t鐵水包能否靠近澆注鐵水的位置,在此前提下,考慮鑄造工藝的合理性及可行性。橫澆口和內澆口如圖2所示。

    2 橫澆口和內澆口尺寸 Fig.2 dimensions of runner and ingate

    2)采用外冷鐵,鑄件底部和最大熱節處放置外冷鐵,厚度40mm,冷鐵間隔約30mm。

    3)采用暗冒口,直徑為Φ160mm,共16個。

    4)機械加工余量的選用:上部20mm,下部和側面10mm。

    2 熔煉設備和澆注工具

    18.5t/h冷風大間距沖天爐,前爐可容18t鐵水,簡稱1號爐;17.5t/h冷風大間距沖天爐,前爐可容12t鐵水,簡稱2號爐;鐵水包10t3臺,普通鐵水包做了修理和改造,來適應球化的工藝需要,分別編號為a、b、c。

    3 鐵水熔煉及鐵水出爐、球化處理的程序、控制

    1)開爐的時間程序

    提前20min開啟1號爐投料48批(每批400kg),20min后開啟2號爐投料40批。1號爐2h前爐容鐵水1718t,2號爐1.5h前爐容鐵水12t。

    2)三個鐵水包球化及孕育處理的程序

    先用a號鐵水包從1號爐內注入8t鐵水,從2號爐注入2t鐵水。包內共容10t未球化的原鐵水,吊出前爐坑待用

    b號鐵水包在1號爐前進行球化和孕育處理;用c號鐵水包在2號爐前進行球化和孕育處理。

    在此同時把待用a號鐵水包內鐵水分別注入bc號包內,bc號包裝滿10t已球化和孕育后的球鐵水,用吊車吊到澆注位置。a號鐵水包放空了。

    用一個5t鐵水包裝容從2號爐內放出剩余未球化的原鐵水,a號包在1號爐前進行球化和孕育處理。同時把5噸鐵水包內鐵水注入a號包內,完成了a號鐵水包的球化處理。

    三個鐵水包出爐和球化處理的溫度和時間,如表1所示。

    測溫用光學溫度計,鐵水稱量用12t電子秤。澆注時間共用35min。

    1 出爐量和球化處理時間及溫度

    Tab.1 molten iron quantity and spheroidizing time and temperature

    包號

    鐵水容量 /t

    球化澆注時間

    /min

    出爐溫度 /℃

    澆注溫度 /℃

    b

    10.3

    33~34

    1430

    1340

    c

    10.3

    15~16

    1450

    1350

    a

    10.4

    6~7

    1440

    1370

    4 沖天爐配料計算及球化孕育處理工藝

    1)爐后配料:

    生鐵:擇用河北春風鐵廠生產的球鐵10;

    廢鋼:本地普通碳素鋼、下腳料。

    因為沒有球墨鑄件回爐料,因而直接采用生鐵和廢鋼進行配料。

    配料:球生鐵85%,廢鋼15%。

    2)球化處理和孕育處理

    球化劑:稀土硅鎂合金7-8:稀土7%,鎂8%。

    球化劑加入量為2.1% (平均)。

    孕育劑:含硅60%的硅鐵和SiFe合金各占1/2,球化劑、孕育劑均爐前預熱。SiBa長效孕育劑1/2,球化劑全部、孕育劑50%,放在鐵水包內球化處理后加冰晶石覆蓋,保溫劑蓋在上面。

    孕育劑1/2采用長效硅鋇孕育劑,在球化處理過程中分三次投入到鐵水包中。如圖3所示。

    3 球化、孕育處理包

    Fig.3 spheriodizing ladle and inoculating ladle

    5 鑄件質量檢測

    1)球化等級:2~3級;金相組織:鐵素體占45%,珠光體50%,少量滲碳體。

    2)化學成分如表2所示。

    2 化學成分                                   /%

    Tab.2  chemical composition

    C

    Si

    Mn

    P

    S

    Mg

    Re

    3.67

    2.55

    0.53

    0.061

    0.022

    0.059

    0.041

    6存在問題和教訓

    1)擋渣不好,澆注時鐵水帶渣進入鑄型。

    2)四個包周轉,鐵水調度不好,拖長了時間,影響鐵水澆注溫度。

    ________________________

    作者簡介:

    韓永生(1978-),男,泊頭市天利達機械有限責任公司總經理,主要從事鑄造生產管理、鑄造工藝及設備技術工作。

    聯系人:祝文章

    地址:河北省泊頭市裕華路,發展改革局,泊頭鑄造協會

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