帶蓋包處理球墨鑄鐵工藝簡介

帶蓋包處理球墨鑄鐵工藝簡介

最近，文獻(xiàn)們對用覆蓋層處理球墨珠鐵進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。鑒于該法比敞口包沖入法有很多優(yōu)點,而國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)仍用敞口包沖入法。故本文特列出國內(nèi)外應(yīng)用帶蓋包處理法的廠家并介紹幾種帶蓋包結(jié)構(gòu)形式,以供國內(nèi)同行參教。1帶蓋包蓋材料1)瑞士沃芬比爾格有限公司(WolfenstergerAG)鑄造廠,該公司采用移動式包蓋,處理包容積為500kg鐵水。采用的球化劑量含Mg10%的MgsiFe合金。公司經(jīng)驗得出殘余的Mg量在0.035%~0.06%范圍內(nèi)可保證球化完好。用敞口包沖入法時加入鎂量為0.1255%,統(tǒng)計100包,殘余Mg在0.043%~0.051%范圍內(nèi)的量,97包有3包>0.06%;用帶蓋包法加鎂量為0.1015%,有99包殘余Mg在0.037%~0.057%范圍內(nèi),有1包>0.060%,帶蓋包法處理穩(wěn)定性好。其次,隨機(jī)選擇各25包鐵水,比較兩種處理方法鎂的吸收率(%)Y:結(jié)果在25包平均值中,敞口包處理法Mg吸收率為43%;蓋包法Mg吸收率為59%。該公司鑄造廠每年處理2000t鐵水,年節(jié)約處理合金費用10000英磅。公司原預(yù)算為敞開口包處理法上環(huán)保除煙塵設(shè)備費用達(dá)15萬英磅。采用蓋包法不用上除煙塵設(shè)備,其閃光煙塵已基本消除。2)我國河南省駐馬店地區(qū)柴油機(jī)廠呂優(yōu)如先生1984年發(fā)表文章,介紹該廠采用蓋包法生產(chǎn)球鐵,他們使用移動式包蓋,澆包容積為1000kg鐵水。球化劑為稀士鎂銅硅鐵合金(Re:7%~10%,Mg:6%~10%,Cu:10%~12%)。在澆包底凹坑內(nèi)加球化劑,上蓋球鐵鐵屑,再壓上0.5%蘇打粉,以便脫S。敞口包沖入法時球化劑加入量為1.5%,改蓋包法后則加入量1.2%,表1給出了兩種處理方法對比情況。從表1中可以看出敞口包沖入法Mg吸收率為40%,帶蓋包處理法鎂吸收率達(dá)70%,該廠一年生產(chǎn)800t鑄件,采用帶蓋包處理法一年節(jié)省球化劑費用為1萬元。3)芬蘭upo-oy鑄造廠發(fā)明upo型半固定包蓋裝置圖1是芬蘭upo-or鑄造廠設(shè)計應(yīng)用的半固定包蓋處理法示意圖。同時得名UPO處理裝置(upochamtertreatmentsystem)該裝置特點是使用簡單的斜楔式夾緊裝置,將包蓋半永久地固定在澆包頂部,包蓋與澆包之間用耐火灰漿敷合,使其有效密封。采用大直徑鐵水注入孔(ф100mm),有利于防止處理包內(nèi)溶渣的積累。澆包容積為350kg。包蓋上第二個孔用來加球化劑。處理時用鋼柱塞將其堵住或上提。采用含鎂量為5%的FeSiMg合金做球化劑。原敞口包沖入法球化劑加入量為2.2%,改成upo裝置后,球化劑加入量降低到1.5%,節(jié)省球化劑費用30%。由于處理過程中熱量損失減少,可使保溫爐內(nèi)鐵水溫度從敞口包沖入法時的1550℃,降到1510℃節(jié)約了能源。此外,瑞典的Volvo鑄造廠采用UPO處理裝置,鐵水容積3000kg,球化劑(5%Mg的FeSiMg含量)使用量由1.9%降為1.3%,球化劑成本降低了32%,保溫爐的鐵水溫度從原來的1480℃降到1440℃。每年生產(chǎn)15000t球鐵件。節(jié)約合金和節(jié)能取得重大成效。4)加拿大的Benn鑄造廠該廠采用upo型裝置,澆包容積為1000kg。該廠鐵水含硫量在0.015%左右,處理過程中產(chǎn)生的熔渣很少。所以選擇鐵水注入孔直徑為38mm,這樣較徹底的消除了煙霧和鎂光。用3%Mg的MgFsi合金的球化劑,Mg吸收率由原來的55%提高到74%,鐵水降溫幅度小,比敞口包沖入法少降28℃。5)巴西鑄造廠應(yīng)用帶蓋包處理球鐵情況我國學(xué)者李玉明先生撰文說,巴西鑄造生產(chǎn)廣泛應(yīng)用帶蓋包處理球墨鑄鐵。文中列舉A、B二車間同用FeSiRe3Mg8合金做球化劑。A車間用敞口包沖入法,球化劑平均加入量為1.4%;B車間采用可移動蓋包處理法,球化劑加入量為1.05%,以下是兩車間2005年每個月的化學(xué)成分之平均值。1)A車間平均原鐵水ω(S初)=0.021%;球化后鐵水ω(S)=0.014%;ω(Mg殘)=0.044%;Mg的吸收率=44.04%2)B車間平均值:原鐵水W(S)=0.0165%;球化后鐵水W(S)=0.012%;Mg的吸收率=60.02%(計算中未計稀士元素脫S,故Mg的吸收率實際上可能稍低于上述數(shù)值)。帶蓋包處理法Mg吸收率高,球化劑節(jié)約25%,并且球化質(zhì)量更加穩(wěn)定。勞動條件好,更環(huán)保。6)我國考查團(tuán)對美國鑄造廠球鐵生產(chǎn)考查后的報導(dǎo)我國兵器工業(yè)總公司赴美國考查團(tuán)于1991年對美國鑄造現(xiàn)狀進(jìn)行了考查。表2是考查團(tuán)發(fā)表的美國七家鑄造工廠生產(chǎn)概況表。從表2中可以看到,除用純鎂處理時采用轉(zhuǎn)(動)包法外,凡是用Si-Fe-Mg合金做球化劑的工廠一律采用蓋包沖入法,在美國鑄造廠已經(jīng)很少用敞開包沖入法制造球墨鑄鐵。2蓋包法與鐵水法的比較蓋包球化處理法,由于澆包上面加了蓋,減少和限制了球化反應(yīng)過程時空氣中的氧與鐵水及鎂反應(yīng),減少了鎂的燒損和氧化物夾雜的形成,有包蓋后,包內(nèi)鐵水液面受到球化反應(yīng)形成的氣體壓力作用,可以減少沸騰的強(qiáng)烈程度,由于能參加反應(yīng)的氧較少,因而使生成的氧化鎂煙霧大量減少。實際上消除了處理過程中產(chǎn)生的鎂光。由于鎂與氧化合的損失少了,球化劑無意義的損耗減少。Mg回收率提高。由于有包蓋保溫,減少輻射熱損失。處理過程中鐵水溫度降低小,熱能損耗減少?；谏鲜稣摀?jù),概括國內(nèi)外各應(yīng)用蓋包法鑄造廠總結(jié)和敞包沖入法相比,蓋包法有如下優(yōu)點:1)基本上消除了鎂光和煙霧,改善了工作環(huán)境,符合環(huán)保要求。2)鎂的吸收率得到提高,達(dá)到和高于60%,而敞口包沖入法僅為40%,可節(jié)省球化劑費用30%。3)鎂的吸收率高且更為穩(wěn)定。保證了球鐵件的質(zhì)量。由于與氧反應(yīng)生成的MgO夾雜減了,因此與敞口包沖入法相比球鐵件夾雜缺陷廢品率可下降50%。4)節(jié)省能源,鐵液溫降減少40℃,可節(jié)能6%,每噸處理鐵水可節(jié)電42kW·h。5)由于球化處理的一致性和可靠性提高,固ω(Mg殘)忽高忽低而導(dǎo)致的冶金質(zhì)量不合格現(xiàn)象趨于消除。3單盤法處理包與雙杯前壓包除了選用前述提到的移動式包蓋,半固定式upo型裝置外,根據(jù)工廠自身條件和意愿還可以選用下述兩種類型蓋包法。1)單壺嘴式:南非Besaans等鑄造廠采用單壺嘴式茶壺處理包(見圖2)。這里特將壺嘴有意識地擴(kuò)大,鐵液通過壺嘴進(jìn)入包中進(jìn)行球化處理。這種處理包使壺嘴中鐵液(約占鐵液總量10%)球化不充分。如處理后鐵液一次倒入澆包中,混合尚可均勻,但若分批倒出球化鐵液,則首批鐵液質(zhì)