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1、收稿日期:2006206210 ; 修订日期:2006207203 作者简介:陈翠凤(19712 ) , 女,河北宁晋人,工程师.主要从事铸造工 艺工作. 铸造技术 FOUNDRY TECHNOLOGY Vol. 28 No. 1 Jan. 2007 冲天炉2电炉双联熔炼优化球铁生产的实践 陈翠凤1,陶坤乐1,田拥军1,金贵琴1,史玉芳2 (1. 石家庄链轮总厂,河北 石家庄050031 ;2.河北科技大学,河北 石家庄050054) 摘要:利用0. 5 T中频电炉和3 T冲天炉为熔炼设备,研究了 “全部利用冲天炉铁液” 和 “大部分利用冲天炉铁液” 两种工艺对 球墨铸铁组织、 性能及其生产量
2、的影响。多次生产实验表明:采用冲天炉2电炉双联熔炼球铁生产工艺,可达到在不影响灰铸 铁生产的前提下,提高球铁铸件产量,并使球铁生产成本降低的要求。 关键词:冲天炉2电炉双联;球墨铸铁;熔炼工艺优化 中图分类号:TG243 ;TG255 文献标识码:A 文章编号:100028365(2007)0120006202 Optimizing Melting Proces s for Production of Ductile Iron CHEN Cui2feng1,TAO Kun2le1,TIAN Yong2jun1,JIN Gui2qin1,SHI Yu2fang2 ( 1. Shijiazhuan
3、g Sprocket General Factory, Shijiazhuang 050031 , China; 2. Hebei Technology University, Shijiazhuang 050054 , China) Abstract :The effect of two kinds of melting processes of hot iron on the microstructure , mechanical properties and its production of spheroidal graphite casting. The industrial exp
4、eriment results shown that the ductile iron production processes , by the duplex melting of cupola and inductionfurnace , can improve the quality of ductile iron casting and lower its final cost and it will not affected the regular production of grey cast iron founding. Key w ords :Duplex melting of
5、 cupola and induction furnace ; Ductile iron; Optimizing melting process 我厂树脂砂铸造车间现有0. 5 t中频电炉1台, 由于容量小,生产时间长,铁液熔炼制约球铁件的生 产,现不能满足生产需要,同时,由于耗电量大,铸件成 本较高。在现有的熔炼条件下,利用冲天炉2电炉双联 熔炼,达到既不影响灰铸铁件的生产,又能提高球铁件 的生产量,并且降低球铁生产成本是进行工艺控制的 目的。 1 工艺方案的确定 我厂常规生产的灰铁牌号为HT250、HT200 ;球 铁牌 号 为QT50027。其 铁 液成 分 控 制要 求见 表 113。
6、比较两者,差距较大的为碳、 硅、 硫。硅可通过 硅铁来调整。如何调整碳、 硫成分成为能否采用冲天 炉2电炉双联熔炼生产球铁的关键。 表1 灰铁及球铁铁液成分 w( %) Tab. 1 Component of the grey iron and ductile iron 化学成分CSiMnPS 灰 铁2. 93. 41. 42. 00. 71. 00. 120. 12 球 铁3. 43. 82. 43. 00. 40. 80. 100. 04 增碳:孕育铸铁含碳量低,若利用它生产球铁,必 须增碳。方法有:加入生铁;在电炉中加入增碳 剂。 降硫:一般是利用碱面脱硫,脱硫率在30 % 40 %。
7、经过讨论,在利用冲天炉铁液,不能影响灰铁件正 常生产的条件下我们确定了以下两种工艺方案。 (1)完全利用冲天炉铁液 冲入碱面脱硫 电炉 升温、 调整成分 球化孕育。 (2)大部分利用冲天炉铁液 冲入碱面脱硫 电 炉升温、 调整成分 球化孕育。 2 实验过程 2. 1 完全利用冲天炉铁液 “双联” 将冲天炉熔炼的铁液经中转包(包内加入0. 4 % 左右碱面,扒渣防止回硫)加入电炉升温,加入增碳剂 增碳,温度到1 450 以上出炉,球化、 孕育处理。球 化剂选用粒度为1530 mm的FeSiMg8RE7,加入量 为铁液的1. 2 %2. 0 %;孕育剂选用粒度为5 20 mm的硅钡铁合金,加入量为
8、铁液的0. 5 %1. 2 %。 经检测金相组织:石墨呈蠕虫状(见图1) ,力学性 能:抗拉强度b= 250350 MPa ,伸长率1 %2 % ,未 6 铸造技术01/ 2007 陈翠凤等:冲天炉2电炉双联熔炼优化球铁生产的实践 图1 方案(1)所得金相组织 Fig. 1 The microstructure got by project 1 达标。 原因分析:增碳不充分。由3. 0 %3. 6 %难度较 大。脱硫方面:灰铁液按0. 1 %硫,加碱面脱硫率 40 %。即:0. 1 %(1 - 40 %) = 0. 06 %。硫含量达不 到球铁要求的 0. 04 %。锰:灰铁原铁液锰含量在 0
9、. 7 %左右。锰无法调整。生产球铁QT50027时,Mn 较高,无法保证7 %的伸长率。 2. 2 利用大部分冲天炉铁液 将30 %生铁(150 kg)加入电炉,同时加入2 3 kg增碳剂,通电熔化。浇包接冲天炉铁液:包底加入 2 kg碱面,冲入约350 kg铁液,搅拌 渣,倒入电炉 内。在液2固状态下,熔化较快。根据冲天炉铁液当时 状况,可加入23 kg硅铁,调整硅含量。待温度到 1 450 以上,出炉,进行球化、 孕育处理,处理方法同 上。 按70 %灰铁液+ 30 %生铁+增碳剂 碳:(2. 93. 3) %70 % + 4. 2 %30 % = 3. 29 % 3.59 %。再增加0
10、.2 %0.3 %碳即可,一般增碳剂均 能达到。本厂使用的增碳剂是西安长泰特种合金厂生 产的G3型。 硫:0. 1 %70 %(1 - 40 %) + 0. 02 %30 % = 0. 048 % 碳、 硫基本接近要求。 锰:0. 7 %70 % + 0. 2 %30 % = 0. 55 % ,可满足 球铁生产要求。 经检测:调整后的原铁液成分w为: 3. 5 % 3. 8 % C ,0. 5 %0. 7 % Mn ,1. 3 %1. 6 % Si , P 0. 1 % ,0. 03 %0. 05 % S。 球化处理(终含量)后成分w为:3. 3 %3. 6 % C ,0. 5 %0. 7 %
11、 Mn ,2. 4 %3. 0 % Si , P0. 1 % , 0. 017 %0. 03 % S ,0. 03 %0. 045 % Mg ,0. 03 % 0. 045 % RE。 力学性能检测:抗拉强度:b= 520560 MPa ,伸 长率7 %12 %。 金相组织见图2 :球化级别达4级以上,满足标 准2要求。 图2 方案(2)所得金相组织 Fig. 2 The microstructure got by projet 2 3 实验结果 经过多次实验,采用方案(2)进行生产。通过一年 多的生产及性能检测该工艺稳定,生产的球铁件,其力 学性能符合标准要求。 4 效益分析 4. 1 生产
12、效率提高 电炉生产一炉球铁约用2 h ,双联用0. 5 h。正常 生产电炉一下午生产2炉,双联后,可生产46炉。 采用双联后,能够解决电炉熔炼不足的问题。 4. 2 经济效益分析 4. 2. 1 节电方面 电炉每炉(0. 5 t)耗电量: 250 kW2 h = 500 kWh。 双联:250 kW0. 5 h = 125 kWh。 每炉铁液节省电费: 0. 5元/ kWh(500 - 125) kWh = 187. 5元。 冲天炉熔炼的350 kg(70 %)铁液能耗,按每吨铁 液焦耗0. 15 t计: (1 200元 / t ( 焦碳)0. 15 t + 0. 5元/ kWh 22 kW
13、h( 风机)1/ 3(大炉熔化率3 t/ h)0. 35 t = 64. 28元。 每炉综合节约费用:187. 5 - 64. 28123 (元 ) , 每 t节约246元。 若每天下午按4炉熔炼,可熔化铁液2 t ,则年节 约费用: 246元/ t2t/天 330天16万元。 7 收稿日期:2006210214 ; 修订日期:2006211206 作者简介:柯志敏(19802 ) , 福建莆田人,助理工程师,福州大学学士. 主要从事各种牌号铸铁的熔炼工作. 铸造技术 FOUNDRY TECHNOLOGY Vol. 28 No. 1 Jan. 2007 G32球墨铸铁气缸盖的生产 柯志敏,关敏
14、权 (广州柴油机厂,广东 广州510371) 摘要:为了适应柴油机功率的增大,采用球墨铸铁生产G32气缸盖。在生产过程中通过严格控制原材料,选择合理的铸造工 艺、 化学成分、 球化处理和孕育处理,生产出满足要求的气缸盖。结果表明:提高G32气缸盖伸长率的措施有:严格控制原铁 液含硫量 0. 030 %;适当提高铁液中硅含量;降低铁液中的锰含量;保证有50 %左右的铁素体数量。 关键词:气缸盖;球墨铸铁;铸造工艺 中图分类号:TG255 文献标识码:A 文章编号:100028365(2007)0120008203 Production of G32Cylinder Head of Nodular
15、 Cast Iron KE Zhi2min , GUAN Min2quan ( Guangzhou Diesel Engine Factory, Guangzhou 510371 ,China) Abstract :In order to meet the requirements of diesel engines with larger power , G32 cylinder heads are manufactured using nodular iron. The desired cylinder heads are produced successfully through str
16、ictly controlling raw materials , choosing the reasonable casting technology , thechemical composition , nodularizing and inoculation treatment. The results show that the measures to enhance elongation rate of G32 cylinder block include : the surphur content should be strictly controlled below 0. 03
17、0 %; the silicon content is properly increased ;the manganese content should be reduced; the quantity of ferrite should be controlled around 50 %. Key w ords :Cylinder head ; Nodular iron; Foundry technology 气缸盖是G32型柴油机的主要部件,形状复杂、 技术要求高,同时在尺寸精度、 表面粗糙度、 内腔清洁 度等方面都有较高的要求,材质为铁素体+珠光体混 合型基体球墨铸铁。 1 G32气缸盖
18、的铸造要求 1. 1 材质牌号 Q T50027 ,其化学成分w为:3. 50 %3. 80 % C , 1. 90 %2. 60 % Si ,0. 20 %0. 45 % Mn ,0. 06 %P , 0. 025 % S ,0. 030 %0. 050 % Mg , 0. 015 % 0. 030 %RE。 1. 2 力学性能 抗拉强度b500 MPa ,伸长率7 % ,硬度170 240 HB。 1. 3 金相组织 基体为铁素体和珠光体,其中铁素体数量应低于 70 % ,球化级别不低于GB/ T9441规定的3级,石墨大 小应符合GB/ T9441规定的5级。 1. 4 热处理 铸件毛坯
19、清砂后,应进行退火处理,以消除应力; 具体热处理工艺:以5080/ h升温至500550 后保温5 h ,然后随炉冷却至150 再出炉空冷。 1. 5 其他 4. 2. 2 生产能力扩大创造的利润: 按每天多生产2炉,即1 t铁液,按70 %工艺出品 率,可多生产铸件0. 7 t ,年多生产0. 7 t330天= 231 t。创利润:1万元 / t ( 按成品计)231 t10 % = 23万元。 总计,创造经济效益:16 + 23 = 39(万元)。 参考文献 1 中国机械工程学会铸造专业学会,铸造手册(第1卷) M.北京:机械工业出版社,1993. 2 全国铸造标准化委员会.最新铸造标准手册M.北京: 机械工业出版社,1994. 3 陆文华,李隆盛,黄良余.铸造合金及熔炼M.北京:机 械工业出版社,1992. 8