冶煉高爐鐵液在V法鑄造中的應(yīng)用實踐
胡國祥1，蔣祖濱2，王錄才3
(1．山東富祥鑄造有限公司，山東 臨沂 276000；
2.都江堰市金星鋼鐵助劑研究所，四川 都江堰 611830；
3.太原科技大學(xué)，山西 太原子能030024)
摘要：作者對利用35M3小型高爐鐵液直接澆鑄叉車配重鑄件的工藝進行了生產(chǎn)試驗，鑄件材質(zhì)為HT100-HT150，鑄造方法為V法鑄造。通過嚴格控制爐料的化學(xué)成份，以及采用鐵神一號凈化劑對高爐鐵液進行爐前凈化精煉等措施，已用高爐鐵液成功生產(chǎn)了500余噸V法出口鑄造，合格率達到99%。
關(guān)鍵詞：高爐鐵液；V法鑄造；叉車配重
中圖分類號：TG 243 文獻標識碼：B 文章編號：1004-6178（2008）06-
1.生產(chǎn)條件和研究目標
1）生產(chǎn)條件：①冶煉設(shè)備:冶煉高爐:35M3小型爐，生產(chǎn)正常情況下每小時出鐵液3噸左右；3t—5t沖天爐1座，2座爐不雙聯(lián)，單獨化鐵。② 生產(chǎn)方法:V法鑄造；③鑄件:叉車配件，小的300Kg—400Kg，大的3000 Kg—4000 Kg。
2）研究目標：①控制高爐鐵液的成份和溫度[1]：冶煉高爐是以礦石和燒結(jié)料為主要原料，保證鐵液的成份和溫度至關(guān)重要。②保證冶金特性：高爐鐵液用于V法鑄造產(chǎn)品，不允許鑄件有白口化傾向。③ 提高經(jīng)濟效益：采用冶煉高爐鐵液用于V法鑄造，減少沖天爐二次熔煉，可有效的節(jié)省原材料和能源，降低生產(chǎn)成本。④提高生產(chǎn)量，加快資金周轉(zhuǎn)：提高生產(chǎn)量，促進企業(yè)資金流通加快，增強企業(yè)活力,同時,產(chǎn)量的提高，也可以降低生產(chǎn)成本。
2．生產(chǎn)過程及控制
1）高爐鐵液經(jīng)出鐵槽流入5t鐵水包，經(jīng)平車卷揚裝置或叉車送入鑄造車間，再用行車吊運至生產(chǎn)工場。如高爐鐵液大于鑄件重量，就可以直接澆注；如小于鑄件重量，則將高爐鐵液倒入另一大鐵水包中，再利用沖天爐鐵液補充，然后澆注重大件鑄件。
2）每爐次高爐鐵液都要進行化驗，以利于合理配料，調(diào)整成份，減少鑄件白口化傾向，防止鑄件疏松等缺陷出現(xiàn)。叉車配重的材質(zhì)為HT100—HT150，對化學(xué)成份沒有特殊要求，但鑄件不得有裂紋和疏松及白口化傾向出現(xiàn)。在操作過程中，嚴格控制爐料的化學(xué)成份，對含硫、磷高的礦石、燒結(jié)調(diào)整配比，盡量少用，最多不超過30%；即好礦石40%，硫、磷高的礦石20%，燒結(jié)料40%。高爐鐵液經(jīng)出鐵槽流入鐵水包時，即取鐵液標樣進行化驗，化學(xué)成分C:3.0—3.5,Si:1.4—2.4, Mn:0.5—1.3,S:0.05—0.08,P:0.06—0.15,。凡化學(xué)成份符合14—22號生鐵標準，即可對鐵水包內(nèi)的鐵液進行孕育處理，孕育的方法可參見文獻[1]。鐵液經(jīng)孕育處理后即可進行轉(zhuǎn)運、澆注。本公司2008年7—8月份 V法鑄造中用高爐鐵液澆鑄400噸產(chǎn)品出口國外，得到了用戶首肯。2008年10月試產(chǎn)30叉車配重100噸，出口到國外一中美合資企業(yè)，經(jīng)用戶檢測達標，現(xiàn)已獲得大批量生產(chǎn)訂單。對于材質(zhì)要求在HT200或以上的鑄件，能不能利用高爐鐵液進行直接澆注，還有待繼續(xù)研究和探索。
3） 鐵液澆注溫控制在12500C—12800C。如高爐鐵液通過鐵水處理、轉(zhuǎn)運等過程，溫度低于要求溫度，可利用沖天爐高溫鐵液配合，以保證鐵液的流動性。
4）控制高爐鐵液的潔凈度。通過對高爐鐵液澆注的鑄件產(chǎn)品的檢測，發(fā)現(xiàn)凡報廢的產(chǎn)品，其鑄件結(jié)晶組織石墨粗大，組織疏松，而且有較多的非金屬夾雜物形成的孔洞。分析研究認為，造成這種原因是因為高爐鐵液潔凈度不達標。因為高爐化鐵是以礦石、燒結(jié)為主要材料，非金屬夾雜物易混入鐵液，造成鑄件缺陷。后來采用鐵神一號凈化劑[2]（以下稱凈化劑）對高爐鐵液進行爐前凈化精煉。發(fā)現(xiàn)鑄件基體組織細密、石墨細化，非金屬夾雜物和孔洞消除。使用凈化劑凈化精煉高爐鐵液400T多應(yīng)用于V法鑄造產(chǎn)品，合格率達到99%。
5）澆注過程中應(yīng)嚴格把關(guān)。因為再潔凈的鐵液在澆注吊運時仍有少量非金屬夾雜物上浮至鐵液表面，澆注時除了加強擋渣外，必要時還設(shè)置避渣系統(tǒng)，以免非金屬夾雜物流入型腔影響鑄件質(zhì)量。
3. 冶煉高爐與沖天爐的配套 冶煉高爐與沖天爐是否配套工作，視生產(chǎn)批量和鑄件的重量而定。生產(chǎn)批量大，鑄件重量大于冶煉高爐鐵液生產(chǎn)率時，沖天爐與冶煉高爐一起運轉(zhuǎn)；生產(chǎn)批量小，鑄件重量低于冶煉高爐鐵液生產(chǎn)率時，不用沖天爐，全部利用冶煉高爐鐵液。多余的冶煉高爐鐵液可通過另一出鐵槽流入鐵模而成型為生鐵。所以，冶煉高爐與沖天爐的有機結(jié)合是提高產(chǎn)量的有效途徑；直接利用冶煉高爐鐵液減少了沖天爐的二次熔煉，是降低生產(chǎn)成本的有效方法。
4.利用冶煉高爐鐵液的經(jīng)濟效益
冶煉高爐的生產(chǎn)特性是連續(xù)作業(yè)，操作員分三班工作制，V法鑄造作業(yè)人員與之配套。冶煉高爐鐵液應(yīng)用于V法鑄造，由于減少了沖天爐的二次熔煉，每利用1噸鐵液，可節(jié)約生產(chǎn)成本焦炭、電力、人力等資金700—800元，經(jīng)濟效益十分可觀，企業(yè)競爭力加強。
參考文獻:
[1]中國機械工程學(xué)會鑄造分會． 鑄造手冊（第一卷 .第十一章）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1997：208；675.
[2]．蔣祖濱． 現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)． 鑄造設(shè)備研究 2007（3）：33-35
