裴柯興

（榆次區(qū)液壓機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西晉中030600）

蓋包球化的生產(chǎn)試驗(yàn)與推廣應(yīng)用

裴柯興

（榆次區(qū)液壓機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西晉中030600）

通過對提高鑄鐵組織強(qiáng)度機(jī)理的分析和球狀石墨生成基本條件的簡述，對球墨鑄鐵的幾種生產(chǎn)工藝進(jìn)行了對比分析。通過蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了蓋包球化在環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量方面的積極作用。指出與喂絲球化比較，蓋包球化投資小，環(huán)境污染小，特別是鎂的吸收率遠(yuǎn)高于喂絲球化，其生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)性也好于喂絲球化。生產(chǎn)習(xí)慣是蓋包推廣的最大阻力，高層決心決定工藝推廣的成敗。

球墨鑄鐵；球化處理；蓋包球化

鑄鐵是一種多組元的含碳量較高的鐵碳合金。石墨的形態(tài)對鑄鐵的機(jī)械性能影響非常大。當(dāng)石墨為粗大的片狀石墨時(shí)，鑄鐵的機(jī)械性能必然較低。當(dāng)石墨形態(tài)為細(xì)小的球狀石墨時(shí)，由于石墨對基體組織的割裂作用大幅度下降，鑄鐵的強(qiáng)度也因此較高。這種具有球狀石墨的鑄鐵叫做球墨鑄鐵。

1 球狀石墨生成的基本條件

球狀石墨生成的機(jī)理還在探討中，但其生成的基本條件大體上意見是一致的。就是通過鎂元素的脫硫脫氧，并保證鎂元素在鐵水中的殘余量時(shí)，可以保證球狀石墨的生成。球鐵的生產(chǎn)工藝基本上可以看作是合金元素鎂與鐵水的一個(gè)有效反應(yīng)過程。

2 幾種球化方式的應(yīng)用及特點(diǎn)

1）沖入法：最常用、最簡便、投資最小的一種球化方式，缺點(diǎn)是鎂元素的吸收率低、粉塵較大。

2）喂絲球化法：投資較大，略麻煩，比沖入法略為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。

3）壓力加鎂法：球化反應(yīng)劇烈，投資較大，也最經(jīng)濟(jì)。適應(yīng)于多次進(jìn)行的每次球化鐵水量較大（一般在2 t以上）的球鐵生產(chǎn)，如大中型球鐵離心管的生產(chǎn)。

3 蓋包球化的生產(chǎn)試驗(yàn)

改進(jìn)簡便實(shí)用的沖入球化方式是大部分企業(yè)的首選方式，蓋包球化生產(chǎn)工藝就是對沖入法球化生產(chǎn)工藝的一個(gè)有效改進(jìn)。近3年來，筆者在臨汾、晉城以及河南等地對蓋包球化進(jìn)行了試驗(yàn)和推廣應(yīng)用，在河南某企業(yè)同日分別用沖入法、喂絲球化法、蓋包球化法生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，進(jìn)行了工藝對比試驗(yàn)。

3.1 蓋包處理過程

1）裝包：包底裝6-2球化劑，011、012兩包合金加入量0.9%，013、014兩包合金加入量0.85%，015、016兩包合金加入量0.8%，球化劑上覆蓋75硅鐵2.5 kg，覆蓋半鏟球鐵鐵屑，用平?jīng)_壓實(shí)，上邊覆蓋少許除渣劑。

2）將處理包包蓋蓋嚴(yán)，對照出鐵槽，找準(zhǔn)位置，將處理包掛在爐前，等待球化。

3）測量出爐溫度，溫度合格出爐，出鐵量500kg.

4）出鐵后將處理包從爐前取下，打開包蓋，扒渣一次，取樣檢測處理后鐵液成分，將包蓋蓋嚴(yán)，用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至澆注場地，等待澆注。

5）測量首箱溫度，澆注鑄件并測量末箱溫度，取樣檢測處理后金相。

3.2 蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)記錄比較

表1為蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)記錄。

三種不同處理現(xiàn)場情況見圖1.金相組織對比如圖2.

3.3 三種球化方案比較分析

表2為三種方案工藝效果的對比。

3.4 蓋包球化生產(chǎn)實(shí)際情況

隨后繼續(xù)在該廠進(jìn)行蓋包球化試驗(yàn)，4#爐試驗(yàn)6包，試制產(chǎn)品南汽橋殼762，材質(zhì)590-10，包底加重稀土球化劑（FeSiMg8HRE3-Q），孕育劑加出鐵槽內(nèi)0.3%，開始處理，第6包處理完畢用時(shí)70 min.蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)記錄見表3.從本次操作情況看，采用鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的重稀土球化劑（FeSiMgHRE3-Q），加入0.7%仍可保證產(chǎn)品質(zhì)量。計(jì)算鎂的吸收率達(dá)80%～90%.

表1 蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)記錄

圖1 三種不同處理方法現(xiàn)場照片

圖2 金相組織對比

表2 三種方案工藝效果對比

表3 蓋包球化生產(chǎn)試驗(yàn)記錄表

4 分析與總結(jié)

1）與沖入球化法比較，蓋包球化不僅環(huán)境污染小，節(jié)約球化劑，并且由于蓋包球化消除了沖入法操作中球化劑履蓋的人為因素，鎂的吸收率相對穩(wěn)定，殘鎂含量波動小，球化質(zhì)量穩(wěn)定。

2）蓋包球化需要開蓋、蓋蓋，與沖入法比較，每包次需要增加40 s左右，快于喂絲球化，對生產(chǎn)效率影響甚微。

3）與喂絲球化比較，蓋包球化投資小，環(huán)境污染小，特別是鎂的吸收率遠(yuǎn)高于喂絲球化，球化成本比喂絲球化低約20元/t左右。

4）蓋包方式有吊藍(lán)式、回轉(zhuǎn)式、杯蓋分離式，還有固定式等，因企業(yè)的生產(chǎn)習(xí)慣而異。

5）包蓋的耐火材料非常關(guān)鍵，使用好的耐火材料，不僅可有效降低包蓋的維修頻次，并且放鐵孔尺寸穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。

6）原鐵水含硫量的控制是蓋包球化產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素，一定要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際調(diào)整相關(guān)配比。

7）生產(chǎn)習(xí)慣是蓋包推廣的最大阻力，高層決心決定工藝推廣的成敗。

TG255

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1674-6694（2015）05-0045-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2015.05.014

2015-09-07

裴柯興（1962-），男，山西臨汾人，高級工程師，長其從事鑄造技術(shù)工作。