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喂线技术在国内外铸造生产中的应用与发展
点击次数:887     时间:2010-06-14

铸铁仍将是未来的重要合金材料

铸铁对于人类文明社会的发展曾经发挥过巨大的作用,但有一度曾被有的人认作是“走向衰微,对人类已失去利用潜力”的材料。 然而,由于铸铁件在工程应用中具有其它材料无可替代的各种优越性能对于国民经济,尤其是对于机器制造业,仍具有重要的影响。因此,人们普遍认为:它仍将是未来的重要合金材料。据专家推算,在21世纪头30年,我国的铸件生产仍会有较大的发展。

 

喂线技术在国外铸铁生产中的发展与应用

用喂线技术生产球铁的开发工作始于上世纪80年代的德国,当时除了有进一步改进各种球铁生产方法的需求之外,更重要的是迫于日益严格的环境保护条令与法规。随着合金包芯线制造方法,铸造用喂线机以及新型合金的研制成功, 1989年末在德国就有一批铸造厂改用了喂线法。

 

喂线法在德国174家铸造厂中各种镁处理方法所占的比例

 

 

国外铸造厂对喂线技术的检验与评价

Wire injection for ductile iron lends flexibility to Gunite Corp

Trials at La Muretaine de Fonderie have verified that cored wire injection is a viable, profitable alternative to present production methods.

Magnesium-containing wire is emerging as an effective, technically feasible treatment method.

Ductile iron production with cored wire: German foundries have been quick to take up the magnesium cored wire inoculation process for the production of ductile iron

 

用喂线法生产球铁的优点

德国,法国以及美国等发达国家的试验与应用结果表明:与中间包盖包法相比,喂线法具有如下一些优点:

1,可一步完成对含硫量高达0.09%的铁水的处理;

2.可以进行从500磅到40, 000磅的铁水批次处理;

3.因为可在处理站处进行烟气管理,所以环境友好;

4.可精确地加入包芯线(合金),因可以完 全实现自动化和计算机控制;

5.可对终镁含量进行精密控制,因而重现性好;

6.温度损失小;

7.不需要用钢进行覆盖;

8.合金加入量小,因而渣少,铁水更干净;

9.劳动力费用低;

10.处理能力大。

11. 可在同一个铁水包中进行加镁处理和后孕育,但是必须分别进行操作。

 

它们认为下边这些铸造厂可从喂线法的应用中得到好处:

1.试图提高球铁生产并使其自动化的先进铸造厂;

2.由于处理时间很长因而存在衰退和温度问题的铸造厂;

3.具有烟雾等环境问题的任何规模的铸造厂;

4.用同一(高硫)基铁或冲天炉铁水生产灰铁和球铁,并希望一步完成脱硫及镁处理的铸造厂;

5.试图从脱硫作业中消除碳化钙残渣的铸造厂;

6.铸件终硅量高,且希望用其自己的回炉料的铸造厂;

7.在一天的操作中以不同处理量生产球铁的铸造厂;

8.想生产蠕墨铸铁的铸造厂;

9.希望有一个完全自动化的镁处理作业,  以及合金的加入量是可控和精确的,并详细记录每天的作业情况的铸造厂。

 

尽管如此,对于喂线法的评价一直存在着另一种声音:那就是曾对球铁进行过很多研究的世界知名铁合金生产企业— Elkem公司的“结论”。

      

它一直坚持认为:喂线法(镁的收得率低,孕育作用小,基建投资多)不如它推崇

的中间包盖包法。

 

但是,不管怎样,经过了近20年的试验、应用与改进,用喂线法生产球铁的技术已经

很成熟。

 

国外用喂线技术生产球铁的装置

Odermath  设计制造的处理站

Progelta 设计制造的处理站

Mike Doskocil 处理站

以色列处理站      

  

喂线技术的新应用

随着全世界对地球温室效应认识的不断深化,欧洲国家对汽车的废气排放又提出了一个新的标准— “欧V排放标准”。这个标准要求:到2008年,一氧化碳的平均排放量必须由每公里180克减少到140克,燃油的平均消耗量必须由每 100公里7升减少到5升。这意味着必须使燃油燃烧得更有效。由于发动机必须在更高的温度下燃烧燃油,因此,必须提高发动机的固有导热性和强度。蠕铁在一定程度上能满足所希望的力学和物理性能。因此近年来国外掀起了一个研究与生产蠕化率≥80%的蠕铁的高潮。 福特、奥迪、克莱斯勒、现代等世界知名汽车生产厂商也都先后用瑞典Sintercast 和德国OCC控制系统批量生产蠕铁发动机。应该特别指出的是:喂线技术是它们保证将残余镁含量控制在一很小“窗口”内的必须手段。

 

国外包芯线的技术参数

1. TENROD 包芯线

 

2. CEDIFIL 公司包芯线

3.INJECTION ALLOYS GROUP 公司的包芯线

喂线技术在我国铸铁生产中的应用与发展

  据资料报道, 2008年中国的钢产量已突破5亿吨,球铁的产量已达830万吨,成为世界第一。据权威部门统计,我国的包芯线生产厂已超过150多家,产能已达200万吨。因此,只要打开有关包芯线生产与供应的网页,到处都飘扬着中国的国旗。

1. 解决了球铁残余镁含量波动大的问题

用喂线机术使铸造厂解决了球铁残余镁含量免受人为因素影响的问题,使其只在同一数量级的很小范围内(如0.002-0.003%)变化。

  2.解决了小件铸造厂回炉料堆积如山的问题

用喂线法处理球铁可以大量使用回炉料(60%,甚至70%)。

 

  3.大幅度减少了不可再生资源消耗问题

某港资企业用喂线法取代冲入法之后,不仅铸件的质量提高了,而且使球化合金的加入量由原来的1% 减少到了0.57%。

  

  4. 解决了直接用冲天炉铁水生产出铸态高延伸

率大断面铁素体球铁的问题

 

采用冲入法的进行照片

 

采用喂线法的照片

 

5.解决了离心复合冷硬轧辊球铁芯生产环境污染问题

采用冲入法脱硫的情景       

 

采用冲入法进行球化处理室的情景  

 

采用喂线法时的情景    

 

6.解决了铸件力学性能时常不达标的问题

采用喂线法时的检验结果       

 

金相检验对比

 

             冲入法                          喂线法

7.克服了型内孕育渣难以从浇口完全排除的问题

风电铸件铁水处理装置            

  

金相检验照片           

 

性能检测结果                        

 

8.解决了用10吨感应炉成功生产45吨的球铁 铸件的问题

大件的浇铸                

经过加工后的45吨铸件       

  

9.解决了高性能奥贝球铁球的圆整度问题

要求达到的水平         

实际达到的水平

10.基本解决了铁合金脱磷的问题

用喂线技术进行铁合金脱磷时的情景      

  

11.解决了球铁和蠕铁生产用喂线机的高精度

计数(计数误差≤30mm)及喂线参数的自动计算和设定的问题

在某台资企业的应用                

  

自动计算与设定喂线参数的操控仪表             

 

12.建成了世界最大的、用以生产150吨球铁铸件3X75吨的球化-孕育处理站

全世界最大的球化-孕育处理站         

 

  总之,喂线技术我国铸造企业提质降耗节能减排的最好手段,必将在我国发挥越来越大的作用。


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