2         铸造技术讲座

2.1冲天炉

　　冲天炉由于是让焦炭的燃烧热与金属炉料直接接触而使其熔化过热的，热效率高且经济性好。但是，为了有效的使用冲天炉必须注意下列事项，设计好冲天炉。

2.1.1冲天炉的参数

　　冲天炉的参数分技术参数和结构参数，下面仅介绍技术参数的熔化率和结构参数的高径比。

2.1.1.1熔化主

　　冲天炉的熔化率是由炉膛截面积（正确地说是风口区炉膛截面积）所决定的。

　　因为冲天炉是圆形的，其熔化率与炉径的平方成正比，如表2-1所示。

　　熔化率1t/h以下的小炉子，其内径小，炉料易在冲天炉内部卡住（棚料现象），为防止棚料必须使用小块金属炉料，从生铁的块度和废钢的形状来说是相当困难的。小炉子由于内部狭窄修炉困难，必须把熔化带做成分开式的。

　　由于上述原因，对冲天炉来说最低是内径700mm（熔化率2t/h）以上的炉子合适的。

2.1.1.2高径比

　　高径比是冲天炉的有效高度与风口区内径之比（如图2-1）。这时冲天炉的有效高度是指从一排风口中心线到加料口下沿高度。高径比低的炉子是3.0，高的炉子是5.0左右。高径比高的炉子炉料予热时间长热效率高，能得到高温铁水。但是易棚料并且金属炉料太重压缩底焦，使燃烧状况恶化。因为中国的焦炭是软质的，我的意见是高径比取3.7～4.3左右是适当的。①特别是内径600mm以下的小炉子，高径比取3.7以下且希望冲天炉的内侧带5O～10O的倾斜使炉料容易向下移动。

我在这里讲了600mm以下的小炉子热效率低，700mm以上的炉子好，但是在小工厂，不能用2t/h的炉子怎么办好呢？在这种情况下1t/h的小炉子也挺合适，如果能做出表面光洁没有缺陷的铸件，其工厂就可以生存下去。在日本象这样有客户、效益好的工厂也挺多。

（待续）

 

在2005年12月刊《动态》上，都江堰市金星钢铁助剂研究所提出了“铸造企业如何用好铁神一号净化剂，为自己的企业创造良好的经济效益”这个话题。

　　2006年《动态》将在这个话题下，陆续登载文章介绍使用铁神一号净化剂的方法，介绍兄弟单位使用铁神一号净化剂的经验，得到提高铸件产品质量，增加铸造企业经济效益的目的。

　　经过2004年和2005年两年时间的市场推广，铁神一号净化剂在国内铸造市场具有了一定的知名度。高端的铸件产品如缸体、缸盖、缸套、压缩机泵体、阀门、灰铁型材、离心球墨铸铁管和出口日本的万吨巨轮船用轴承套等产品。基本上接受了铁神一号净化剂，有的产品甚至对铁神一号净化剂形成了“依赖”。但是在低端灰铁铸件产品市场，，很多铸造厂家认为低端产品利润低，无法克服铁神一号净化剂的使用成本，因而还未进入铁神一号净化剂的用户。

　　为此，都江堰市金星钢铁助剂研究所在2006年提出一个方案：“免费使用甚至有偿使用铁神一号净化剂”，让生产低端灰铁铸件产品的铸造企业，也成为铁神一号净化剂的用户，也享受到铁神一号净化剂为铸铁市场带来的利润。

　　您希望“免费使用甚至有偿使用铁神一号净化剂”吗？敬请关注2006年2月刊《动态》或者直接致电都江堰市金星钢铁助剂研究所。我们的咨询热线028-87150656。

大连市公共汽车联营公司702路422号双层巴士司机黄志全，在行车途中突然心脏病发作，在生命的最后一分钟里，他做了三件事：

　　——把车缓缓停在路边，用最后的力气提起手动车闸。

　　——把车门打开，请乘客安全地下车。

　　——将发动机熄火，确保车辆与乘客安全。

　　这是一个平凡到了最底层，却伟大到了极限的普通百性，他用生命告诉我们：一个人对职业赋予的责任应怎么承担。

　　维持对职业的敬重、忠诚与尽心尽职，不可能全靠兴趣爱好，不可能全靠金钱、压力、制度，但有一点必不可少，那就是：责任心。

 

铸造新材料研究“铁神1号”净化剂在微合金化孕育铸铁中应用研究

吴永良1，蒋祖滨2

1、四川大学制造学院材料成型系，四川成都  610065；

2、都江堰市金星钢铁助剂研究所，四川都江堰市  611833

　都江堰市金星钢铁助剂研究所与四川大学材料成型系合作，对“铁神1号”净化剂在“微合金化孕育铸铁”中应用做了较为深入的研究。2004年8月在都江堰市科学技术局的主持下，专家组对项目进行了科学技术成果鉴定。鉴定结果认为，“铁神1号”净化剂是一种具有复合功能的新型孕育剂，其独特的配方和生产工艺处国内领先水平。研究所制定了“铁神1号”净化剂的企业产品企业标准，为该产品的科学管理，规范生产，稳定产品质量起到了积极作用；对开拓占领市场，扩大产品销售起到了促进效果。由于该产品对金属液的综合作用效果明显，能为古色古香 造企业带来新增效益。

1.铁神1号净化剂对铸铁组织的影响

1.1对铸铁石墨组织的影响。

　　铸铁组织中，由于石墨本身强度很低，犹如在金属基体中镶嵌了许多片状“夹杂”，割裂了金属基体；加之片状石墨的尖角部位易引起应力集中。因此石墨数量、大小、形状及分布就与灰铸铁的力学性能密切相关。石墨数量多、石墨片粗大，都会降低铸铁的抗拉强度。我们采用对比法，即用同炉铁液，同一牌号，在同种工艺条件下，采用“铁神1号”净化剂净化处理和未经净化剂处理的铁液分别取样，制务相应的金相试样进行检测。结果表明：铁神1号净化剂处理的铸铁其石墨数量、形状变化不大，而对石墨分布和尺寸有一定影响。它能使石黑尺寸变得细小，使石墨长度在原水平基础上提高1级，且分布更加均匀。

1.2对金属基体组织的影响

　　铸铁组织中除石墨还有金属基体组织。经过检测，采用铁神1号净化剂处理的铁液，金属基体中，珠光体的片间距有所减小，使珠光体数量略有增加。而对于碳化物的影响，无明显变化。

1.3对共晶团数量的影响

　　铸铁共晶团的数量与铸铁的强度性能密切相关。共晶团数量的增加，有利于减少白口倾向。经过河北工业大学院铸造研究所检测，在孕育铸铁中加入铁神1号净化剂处理和不加铁神1号净化剂处理，分别测定铸铁的共晶团数，前者达到了441个/cm2，而后者仅为367个/cm2。试验说明：在孕育铁液中，加入铁神1号净化剂，提供了大量的外来结晶核心。提高了形核率，因而提高了共晶团数量。

　　经过铁神1号净化剂的处理，使灰铸铁的石墨组织更均匀，共晶团数量有所增加，金属苦体的珠光体数量有所增加，片间距更小，正是这些有利因素的影响，可心预测：灰铁的综合性能将有较大程度的提高。

2.铁神1号净化剂对铸铁力学性能的影响

2.1铁神1号净化剂对铸铁抗拉强度的影响

　　采用铁神1号净化剂处理的铸铁，经成都发动机公司理化测试中心及宁江机床厂等单位的检测，结果表明：采用铁神1号净化剂处理的铸铁抗拉强度能提高10%~15%。这就为减少铸铁壁厚的设计，节约原材料，减少机械加工余量提供了依据。

2.2铁神1号净化剂对铸铁延伸率的影响

　　在传统的理论中，由于铸铁含有大量强度较低的石墨组织，因而铸铁认为是延伸率很低的脆性材料。多年来铸造工件者都在改变石墨形态上进行探索，以期提高其铸铁韧性。采用铁神1号净化剂处理的铸铁，经检测其延伸率达到了3.1%～3.3%，在未改变石墨形态，提高了铸铁韧性，这是可喜的成就。西南交通大学焊接研究所的研究也表明，经铁神1号净化剂处理的铸铁，钻悄不再是粉状而呈卷曲块状，说明铸铁韧性确实有所提高。从而增加了铸件承受冲击载荷的能力，这将进一步扩大铸铁的应用范围。

2.3铁神1号净化剂对铸铁硬度的影响

　　一种材料硬度的高低直接与其耐磨性能有关，经检测用铁神1号净化剂处理的铸铁，其硬功夫度通常都有所提高。对提高铸铁的耐磨性能，提高使用寿命起到良好的作用。

2.4对铸铁焊接性能的影响

　　由于铸铁中存在大量的导热性能良好的石墨，传统的焊接工艺对铸铁不能焊接。然而采铁神一号净化剂处理的铸铁，经过西南交通大学焊接研究所的大量实验认为：采普通的442焊条对不要求机加工和致密性的铸件的铸件孔洞能够进行焊补。西南交通大学焊接研究所对铁神1号净化剂处理后的的铸件进行成功焊接表明：铁神1号净化剂为铸件的挽救工程增添了一种重要的新方法。

3.铁神1号净化剂在铸造生产中的应用

3.1铁神1号净化剂在铸管行业中的应用

　　管道是流体输送中必不可少的关健部件，除要求必要的强度，致密而外，还要求无铸造缺陷，特别是孔洞、裂纹类缺陷应严格避免。山西某某铸管厂在未使用铁神1号净化剂以前，其铸管质量一直较差。铸管中存在大量气孔，根本不能承受压力，废品率一直居高不下。经铁神1号净化剂应用，消除了铸管的气孔、裂纹，铸管致密性达到了极大提高，完全能够承受压力试验。使成品率上升到95%以上。

3.2铁神1号净化剂在缸体类铸件中应用

　　由于铁神1号净化剂能提高铸铁的致密性，所以在缸体类铸件中应用也十分广泛。河南某某缸体铸造厂，未使用铁神1号净化剂以前，缸体渗漏率达60%以上。使用了铁神1号净化剂后，缸体的渗漏缺陷解决，使一度亏损企业，变成年获利300多万元的企业。

4.结论

　　（1）铁神1号净化剂以多成分的复合矿物为主，其中稀土本身具有除气、脱氧、细化组织作用。

　　（2）欠神1号净化剂中的某些元素如，Si、Cr、Ni、Mn等可进入铁液起到合金化作用提高强度和硬度，同时又起到了异核心作用，使组织变得细小致密，提高了铸件的致密度，提高了铸件的综合力学性能。

　　（3）铁神1号净化剂中的易氧化物与金属中的氧结合，形成了新的氧化物，在上浮的过程中，由小颗粒聚集成大颗粒有利于渣子上浮而净化了铁液。

　　（4）由于铁神1号净化剂密度较金属液小许多，当金属液冲入时，与期发生物理、化学作用。在上浮过程中聚气、聚渣打，有利铁液中气体的去除。

铁神1号净化剂对铸铁的孕育效果十分明显，同时对铁液具有强烈的净化作用，以及对铸铁组织的细化效果也十分明显。