簡(jiǎn)介:1鑄鐵件生產(chǎn)的常規(guī)流程是高爐鐵液澆注后冷卻形成生鐵錠,經(jīng)過(guò)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)鑄造廠(chǎng),再將生鐵錠和廢鋼、回爐料和鐵合金一起在沖天爐或感應(yīng)爐中熔煉,出爐澆注成為所需鑄件。顯而易見(jiàn),煉鐵和鑄造是分開(kāi)的兩個(gè)環(huán)節(jié),在澆注生鐵錠時(shí),高爐鐵液潛熱就白白被散發(fā)掉了。高爐中頻感應(yīng)電爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝是將煉鐵和鑄造結(jié)合起來(lái),直接將高爐鐵液代替生鐵錠加入感應(yīng)電爐與廢鋼、回爐料和鐵合金等一起熔制,經(jīng)成分調(diào)整和過(guò)熱保溫處理后出爐澆注鑄件。1高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝的優(yōu)勢(shì)11雙聯(lián)短流程熔煉工藝節(jié)能減排效果非常明顯實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的途徑大致有五個(gè)方面行業(yè)引導(dǎo),法規(guī)約束企業(yè)重視,技術(shù)創(chuàng)新鑄件設(shè)計(jì)高精度、高強(qiáng)度、薄壁化、輕量化及鑄件修補(bǔ)再生生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能減排降耗企業(yè)“三廢”治理。其中生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能降耗和減少排放應(yīng)是重點(diǎn)。圍繞鑄造業(yè)的節(jié)能和環(huán)保,國(guó)外已有許多成功的經(jīng)驗(yàn),我國(guó)鑄造工作者也開(kāi)展了大量的工作。其中針對(duì)熔化與加熱系統(tǒng)的措施主要分為兩方面沖天爐技術(shù)改造和雙聯(lián)短流程熔煉。1沖天爐技術(shù)改造技術(shù)改造主要通過(guò)設(shè)備結(jié)構(gòu)改造、添加輔助設(shè)備和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備代替舊設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的,以此提高能源利用率,對(duì)污染進(jìn)行治理,實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保。預(yù)熱送風(fēng)改造后的沖天爐焦炭消耗量降低5在沖天爐送風(fēng)口安裝氧氣天然氣燃燒爐,可節(jié)約焦炭6,減少爐渣7、SO26,同時(shí)治理粉塵污染。2雙聯(lián)短流程熔煉直接將高爐鐵液用于鑄件生產(chǎn)能充分利用其潛熱,大量節(jié)約能源。與生鐵錠等原料經(jīng)沖天爐二次加熱用于鑄件生產(chǎn)相比,可節(jié)約焦炭100,減少爐渣95以上,減少大量煙氣,粉塵,CO,SO2,HF排放熔化每噸鑄件約需排放煙氣800M3,粉塵2812KG,CO8096KG,SO2008048KG,HF01604KG,還可使SI、MN元素?zé)龘p降低1020,FE的損耗降低15以上。從以上對(duì)沖天爐熔化過(guò)程進(jìn)行技術(shù)改造和采用雙聯(lián)短流程熔煉工藝兩個(gè)環(huán)節(jié)比較,高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝技術(shù)省去了高爐鐵液鑄錠和生鐵重熔環(huán)節(jié),有效縮短了工藝流程,降低了能源消耗,減少了廢物排放,節(jié)能環(huán)保,是一種節(jié)能、高效、降成本的鑄造生產(chǎn)方法。顯而易見(jiàn)高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝節(jié)能減排效果非常明顯。12我國(guó)十分重視雙聯(lián)短流程熔煉工藝的應(yīng)用綠色發(fā)展是循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式、低碳技術(shù)應(yīng)用、生態(tài)建設(shè)和創(chuàng)造保持人類(lèi)身心健康的精神環(huán)境的總稱(chēng)。機(jī)械制造是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),鑄造又是機(jī)械制造的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),但鑄造又是高能耗高污染的產(chǎn)業(yè),綠色鑄造是綠色發(fā)展的重要組成部分,鑄造產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展尤為重要。由于高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉生產(chǎn)鑄鐵件工藝節(jié)能減排效果非常明顯。國(guó)家發(fā)改委發(fā)布自2011年6月1日起執(zhí)行的新版摘要闡述了高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的優(yōu)越性以生產(chǎn)機(jī)床鑄鐵件為例,介紹了高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝的生產(chǎn)研究過(guò)程從節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的數(shù)據(jù)分析高爐中頻爐雙聯(lián)短流程熔煉工藝是實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的重要途徑。關(guān)鍵詞綠色鑄造雙聯(lián)短流程高爐中頻爐短流程雙聯(lián)熔煉工藝是綠色鑄造的重要途徑薛留虎1高修啟1田新社1孫家聚1袁東洲1,21陽(yáng)城縣綠色鑄造研發(fā)中心2國(guó)際鑄業(yè)咨詢(xún)網(wǎng)EMAILYDZH470119126COM3育效果,容易產(chǎn)生多種鑄造缺陷。14501500℃時(shí),鐵液溫度偏高,易產(chǎn)生孕育衰退加快,不利于消除鑄件過(guò)冷組織。研究結(jié)果表明針對(duì)該企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)床床身鑄件壁厚≥25MM,包內(nèi)孕育溫度控制在14201450℃效果較好需增加隨流孕育時(shí)溫度控制在13501380℃為宜。242孕育劑選用研究本研究選用四種孕育劑進(jìn)行了生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn)。1硅鐵孕育劑常規(guī)石墨化孕育劑化學(xué)成分SI720800,AL≤15,CA≤10,MN≤05,CR≤05,P≤004,S≤002,C≤02,其余為鐵。試驗(yàn)結(jié)果迅速產(chǎn)生孕育效果。大約在100S以?xún)?nèi)達(dá)到飽和孕育狀態(tài),然后逐漸衰退,約810分鐘后衰退到孕育前的狀態(tài),出現(xiàn)較多的D型石墨。共晶團(tuán)數(shù)增加,形成均勻分布的細(xì)小A型石墨,組織致密,抗拉強(qiáng)度適當(dāng)?shù)玫教岣?與原鐵液相比抗拉強(qiáng)度提高1020N/MM2。一次包內(nèi)孕育,基本可滿(mǎn)足壁厚為25MMHT200牌號(hào)6125T沖床系列機(jī)床鑄件,如鐵液運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)時(shí),應(yīng)增加二次隨流孕育對(duì)于HT250鑄件,必須進(jìn)行包內(nèi)+隨流孕育。2硅鋇合金孕育劑長(zhǎng)效石墨化孕育劑化學(xué)成分SI6065,CA1530,BA46,AL1015,MN811,其余為鐵。試驗(yàn)結(jié)果迅速產(chǎn)生孕育效果。大約在80S以?xún)?nèi)達(dá)到飽和孕育狀態(tài),然后逐漸慢慢衰退,約15MIN后衰退到孕育前的狀態(tài),共晶團(tuán)數(shù)增加較強(qiáng),形成均勻分布的細(xì)小A型石墨,組織致密,抗拉強(qiáng)度提高能力強(qiáng),與原鐵液相比抗拉強(qiáng)度提高2030N/MM2。包內(nèi)一次孕育,基本可滿(mǎn)足壁厚為25MMHT200牌號(hào)6125T沖床系列機(jī)床鑄件,對(duì)于HT250鑄件,需進(jìn)行包內(nèi)+瞬時(shí)隨流孕育。3鍶硅合金孕育劑化學(xué)成分SI7378,SR0810,AL≤05,CA≤01,其余為鐵。試驗(yàn)結(jié)果與硅鋇合金孕育劑相比,增加共晶團(tuán)數(shù)不太明顯,對(duì)于雙聯(lián)短流程鐵液孕育不太適應(yīng)。4稀土鉻錳硅鐵合金孕育劑化學(xué)成分SI3545,CA56,AL<15,CR15,MN57,RE68,其余為鐵。試驗(yàn)結(jié)果與硅鋇合金孕育劑效果相近,瞬時(shí)石墨化能力不強(qiáng),但具有良好的抗衰退能力,其有效孕育時(shí)間可達(dá)1015分鐘,石墨化能力強(qiáng),還能抵消或減輕生鐵液中諸如PB、AS等微量元素對(duì)鑄鐵組織和性能的有害影響。根據(jù)應(yīng)用研究,從孕育效果和生產(chǎn)成本等多方面考慮,針對(duì)多數(shù)產(chǎn)品壁厚為25MM的實(shí)際,生產(chǎn)HT200和HT250牌號(hào)6125T沖床系列機(jī)床鑄件,選擇BASI合金孕育劑為常用孕育劑即可。只是在定購(gòu)孕育劑時(shí),對(duì)其孕育劑中鋇、鋁、錳元素的含量應(yīng)有一定控制,我們研究確定的BASI合金孕育劑中鋇為47、鋁為1215、錳為810。243孕育劑加入量和粒度研究孕育劑的加入量以保證獲得細(xì)珠光體基體為原則。根據(jù)試驗(yàn)效果,FESI75和BASI合金孕育劑,包內(nèi)加入量分別為04和025,隨流加入量均為01粒度的選擇,為了使孕育劑加入鐵液后能夠被充分吸收,根據(jù)所用鐵液包和鐵液溫度及孕育方法,包內(nèi)選擇為1015MM,隨流選擇為0208MM。244孕育劑的管理研究孕育劑的管理是孕育工藝的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),孕育劑應(yīng)置于干燥的地方,注意防潮,防止氧化影響孕育效果。孕育劑使用前要在450℃以下溫度烘烤干燥,去除水分,否則鑄件易出現(xiàn)氣孔,烘烤溫度不能高,否則孕育劑表面氧化,影響其融化和被鐵水吸收,得不到孕育效果。根據(jù)沖床鑄鐵件孕育前后機(jī)械性能檢驗(yàn)分析孕育前HT200和HT250鑄件試樣抗拉強(qiáng)度均偏低,硬度偏高,且得不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。包內(nèi)孕育時(shí),FESI75與BASI合金相比,FESI75雖加入量多,但因其孕育效果衰退嚴(yán)重,其試樣試驗(yàn)結(jié)果力學(xué)性能相仿,抗拉強(qiáng)度偏低,硬度偏高而增加二次隨流孕育后,二者抗拉強(qiáng)度明顯提高,硬度明顯下降,BASI合金比FESI75孕育效果較好。實(shí)際生產(chǎn)中,只進(jìn)行包內(nèi)孕育效果一般,包內(nèi)+隨流瞬時(shí)孕育效果較佳,能夠獲得高質(zhì)量的鑄造鐵液。因此,采用我們研究配方的硅鋇合金長(zhǎng)效孕育劑,澆注HT200機(jī)床鑄件時(shí),僅需進(jìn)行一次包內(nèi)孕育,澆注HT250機(jī)床鑄件時(shí)需進(jìn)行包內(nèi)+隨流二次孕育如偶遇高爐鐵液或廢鋼中有害微量元素干擾時(shí),選用復(fù)合稀土孕育劑進(jìn)行處理。通過(guò)以上生產(chǎn)研究,使該廠(chǎng)批
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