底焦高度在熔煉操作上是非常重要的。金屬爐料在底焦頂部熔化，鐵水在熾熱的底焦間滴下時(shí)吸收熱量而變成高溫，因此小爐子也好，大爐子也好，底焦高底幾乎沒有多大變化，如表2—2所示。
決定底焦高度的是封好爐底以后稱量所加入的焦炭達(dá)到規(guī)定高度的總重量，下一次就以此重量為基準(zhǔn)加入底焦。由于點(diǎn)火用的木柴和木炭在送風(fēng)一開始就燒成灰而被吹走了，測量底焦高度時(shí)要在底焦燒透后開風(fēng)前進(jìn)行。內(nèi)徑700mm的爐子底焦量大致是270kg～300kg。
底焦隨燃燒的進(jìn)行，高度下降，補(bǔ)充底焦的減少以維持底焦高度的是層焦。層焦在硬質(zhì)焦碳時(shí)是以金屬爐料重的13%左右為好，對于中國的軟焦炭以15%～16%左右為適當(dāng)。
熔煉過程中底焦高度不要升高也不要降低，底焦高度低了鐵水溫度低，鐵水還氧化；底焦高度高時(shí)鐵水溫度高，增碳使材質(zhì)下降、熔化率也變慢。由于熔煉過程中從外邊沒有辦法觀察到底焦高度，得由連續(xù)測溫和反復(fù)進(jìn)行爐前檢驗(yàn)來判斷。
鐵水溫度的測量有用光學(xué)高溫計(jì)（干電池式）、鉑銠熱電偶插入式測量等各種測溫儀器。光學(xué)高溫計(jì)的觀測結(jié)果因人而異，而插入式要消耗鉑銠頭，增加費(fèi)用，最正確還是觀察鐵水表面光澤、顏色、花紋來判斷，這由多年反復(fù)進(jìn)行爐前檢查和觀察鐵水表面就能自然地掌握。關(guān)于鐵水表面花紋將在“5.4.4”節(jié)中予以介紹。
為了得到高溫鐵水，送風(fēng)的控制是重要的。多數(shù)人認(rèn)為往沖天爐里多吹入空氣，爐溫高，這是錯(cuò)誤的認(rèn)識。因?yàn)榻固康娜紵腔瘜W(xué)反應(yīng)，是在一定時(shí)間一定的條件下進(jìn)行的。并且因?yàn)榭諝庵械难跽?1%，其余79%的氮?dú)庖獛ё郀t內(nèi)的熱量排出爐外而降低爐溫。也就是說，往沖天爐內(nèi)送入焦碳燃燒所必需的而且充分的空氣是至關(guān)重要的。
按表2—3決定最佳送風(fēng)量后，問題就是風(fēng)量的控制方法了。市售的風(fēng)量計(jì)是在送風(fēng)管道中安裝畢托管，用傾斜微壓計(jì)測出動壓和靜壓的壓差來表示，或用彈簧式壓力計(jì)用指針指示數(shù)值。用數(shù)值表示的風(fēng)量計(jì)是準(zhǔn)確的，可價(jià)錢貴，傾斜微壓計(jì)便宜，便有觀察結(jié)果不直接的缺點(diǎn)，可如果熟練了，傾斜微壓計(jì)也是很適用的。
——待續(xù)
“降牌配料”新技術(shù)為自己的企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益
鑄造企業(yè)如何用好“鐵神一號”凈化劑
我們在上期《動態(tài)》上提出“免費(fèi)使用”鐵神一號凈化劑，不少企業(yè)來電咨詢。這里所指的“免費(fèi)使用”，不是研究所免費(fèi)贈送鐵神一號凈化劑，而是研究所今年重要推廣的一種可以為您創(chuàng)造利潤的新工藝——“降低一個(gè)牌號配爐料”，簡稱“降牌配料”新技術(shù)。
什么叫做“降牌配料”新技術(shù)？例如，我們要生產(chǎn)HT250牌號鑄件，我們就按HT200配制爐料。HT200鐵水經(jīng)過鐵神一號凈化劑凈化、孕育后，鐵水潔凈了，晶粒細(xì)化了，力學(xué)性能提高了，可以達(dá)到HT250牌號的要求。
“降牌配料”新技術(shù)有理論根據(jù)嗎？有。05年研究所與河北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合課題開展“鐵神一號凈化劑對灰鑄鐵組織和力學(xué)性能的影響”和“鐵神一號凈化劑對球墨鑄鐵組織和力學(xué)性能的影響”兩個(gè)課題研究。使用30公斤電爐分別熔煉HT200灰鐵和QT450—10球鐵，經(jīng)鐵神一號凈化凈化，孕育后（加入重量0.6%），澆注灰鐵試棒的抗拉強(qiáng)度為261mpa，球鐵試棒的抗拉強(qiáng)度為506mpa，延升率為19.86%。分別共晶過冷度26.03℃，品質(zhì)系數(shù)1.218，完全達(dá)到了HT250牌號的標(biāo)準(zhǔn)和球鐵QT500—7的標(biāo)準(zhǔn)。使用“降牌配料”新技術(shù)可以為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。“降牌配料”即生產(chǎn)HT250牌號鑄件，按HT200牌號配制爐料。粗略估算，HT200爐料比HT250爐料，每噸價(jià)低300元左右，扣除使用鐵神一號凈化劑的成本60元/噸鐵水，每噸爐料增加利潤200元左右。這是推廣“降牌配料”新技術(shù)的第一個(gè)實(shí)際意義。
第二個(gè)意義是什么呢？我國2萬多家鑄造企業(yè)中，相當(dāng)多的鑄造企業(yè)生產(chǎn)低牌號灰鑄鐵產(chǎn)品。低牌號灰鑄鐵產(chǎn)品價(jià)格很低，利潤很薄，尤其面臨原材料漲價(jià)，產(chǎn)品不漲價(jià)的困境時(shí)，不少鑄造企業(yè)生存艱難。鐵神一號凈化劑這么好的產(chǎn)品，居然不敢使用。為什么？每噸60元的使用成本無法克服�。�
“降牌配料”新技術(shù)，正好解決了這個(gè)問題。采用“降牌配料”新技術(shù)，不就等于您使用鐵神一號凈化劑處理鐵水，不但沒有花錢，還憑空每噸鐵水“撿”了200元左右的利潤嗎？這就是所謂的“免費(fèi)使用”。
這里提到鐵神一號凈化劑是一個(gè)好產(chǎn)品，好在哪里呢？各位知道，近百年煉鋼工業(yè)是怎樣發(fā)展起來的嗎？是通過“爐外精煉技術(shù)”不斷提高，即通過鋼水不斷凈化而發(fā)展為今天“爐內(nèi)粗煉，爐外精煉，連續(xù)鑄鋼”這樣一種現(xiàn)代煉鋼工業(yè)新模式。
近代鑄造工業(yè)，無論從鑄造理論研究，還是鑄造生產(chǎn)實(shí)踐，對鐵水凈化重視不夠。
鑄造工業(yè)，就是鑄“鐵”的工業(yè)�！拌F水”質(zhì)量是核心，“鐵水”的潔凈度是影響鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的主要矛盾。鐵水內(nèi)部的夾雜物，憑聚渣劑怎么能清除？憑過濾網(wǎng)怎么能清除？
鐵神一號凈化劑就是為“凈化鐵水”為專門研究的一種具有復(fù)合功能的新型孕育。在當(dāng)今鑄造市場只有申請了發(fā)明專利的鐵神一號凈化劑具有凈化鐵水的功能。所以說，對鑄造工業(yè)而言，鐵神一號凈化劑確實(shí)是一種好產(chǎn)品。
請各位特別要注意鐵神一號凈化劑的兩個(gè)主要功能：“凈化鐵水”和“細(xì)化晶粒”。只要您使用鐵神一號凈化劑，您在配爐料時(shí)的選擇就寬了：您可以把生鐵的牌號降一點(diǎn)；回爐料可以用多一點(diǎn)，廢料雜一些，沒關(guān)系。原鐵水臟一些，沒關(guān)系。最多鐵神一號凈化劑多用一點(diǎn)，頂多用到0.8%/噸，每噸鐵水多20元的使用成本。但是您算一下，上述可供選擇的方案，哪一個(gè)方案不是為您節(jié)省了100元或200元？成本降下去了，利潤升起來了，生產(chǎn)低牌號鑄件產(chǎn)品照樣賺大錢，何愁自己的鑄件產(chǎn)品沒有競爭力？
在我們的用戶中，不少聰明的老板，早就注意到鐵神一號凈化劑這兩個(gè)特點(diǎn)了，早就用好這兩個(gè)特點(diǎn)了：有的企業(yè)05年就使用“降牌配料”，賺了不少錢；有的企業(yè)使用鐵神一號凈化劑，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，長期穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造了名牌產(chǎn)品；有的企業(yè)甚至使用鐵神一號凈化劑，創(chuàng)造了不添加鉬的新型耐磨合金。
編者提示：針對近代鑄造理論研究和鑄造生產(chǎn)實(shí)踐對“鐵水凈化”重視不夠的情況，金星鋼研于2005年6月響亮地提出了“鐵水凈化理論”。為了引起大家對“鐵水凈化理論”的高度重視，我們將陸續(xù)介紹日本鑄造界21世紀(jì)鑄造技術(shù)研究的新動向，僅供參考。
21世紀(jì)日本鑄造技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略
——山內(nèi)勇（日本大阪大學(xué)）
1 前言
在日本泡沫經(jīng)濟(jì)崩潰后，經(jīng)濟(jì)萎縮以及企業(yè)在全世界采購鑄件的形勢下，日本鑄造業(yè)面對這樣的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，鑄件產(chǎn)量在減少，同時(shí)還要求建立一種柔性生產(chǎn)體系，能夠滿足多品種單件小批量訂貨的要求，還要求能夠迅速交貨。此時(shí)，環(huán)境保護(hù)問題日益受到重視，建立一種循環(huán)型社會的意識更加明確。要求制造業(yè)采取對策解決工業(yè)廢棄物問題，提高材料的再生利用率。21世紀(jì)人們希望采用人人可見的形式盡快處理這些問題，迅速提高環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)。
進(jìn)入21世紀(jì)后，對于鑄件要求二次加工工作量盡量減小，要求材料再生回用率更高。在日本，產(chǎn)業(yè)基本結(jié)構(gòu)從毛坯材料制造開始的結(jié)構(gòu)急速轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過程中，如果還象過去一樣的經(jīng)營辦法，恐怕日本鑄造業(yè)這樣適應(yīng)社會能力很弱的行業(yè)就更難于被日本國內(nèi)所接受。
日本鑄造業(yè)結(jié)構(gòu)上的問題及面向21世紀(jì)的技術(shù)戰(zhàn)略問題在日本素形材戰(zhàn)略策劃會議鑄造分委員會（委員長為大阪大學(xué)大中逸雄教授）的報(bào)告中已有精彩的論述和建議，建議務(wù)必讀一下此文。
下面談一談21世紀(jì)作者期待開發(fā)的一部分鑄造技術(shù)。
2 21世紀(jì)期待開發(fā)的鑄造技術(shù)
2.1迅速交貨生產(chǎn)體系
2.1.1鑄造澆注系統(tǒng)及鑄型方案自動設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)
在多品種小批量生產(chǎn)日益增多，隨之而來的就是要求迅速交貨，這是一個(gè)關(guān)鍵問題。為實(shí)現(xiàn)迅速交貨，CAE技術(shù)是不可缺少的。現(xiàn)在很多企業(yè)在鑄件凝固數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)行預(yù)防鑄造缺陷的設(shè)計(jì)，但是還沒有完成鑄造澆注系統(tǒng)鑄型方案設(shè)計(jì)的支持系統(tǒng)。在21世紀(jì)，希望能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成澆注系統(tǒng)及鑄型鑄造方案設(shè)計(jì)的軟件能夠根據(jù)鑄件形狀數(shù)據(jù)和鑄造材料數(shù)據(jù)自動完成設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，利用過去的鑄造方案數(shù)據(jù)庫等，采用包含經(jīng)驗(yàn)因素的手法是非常必要的，要達(dá)到真正實(shí)用水平的路途是艱難的，要從現(xiàn)實(shí)的鑄造的方法逐步向開發(fā)出自動設(shè)計(jì)系統(tǒng)逐步接近，這一過程是必不可少的。
2.1.2信息化技術(shù)用于三維電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和模型制造
三維電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)鑄造方案正在日益發(fā)展的同時(shí)，更進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)也在進(jìn)展，通過互聯(lián)網(wǎng)使數(shù)據(jù)庫共享以及從三維數(shù)據(jù)庫到快速制造原型技術(shù)的發(fā)展，自然就會形成快速制造模型的技術(shù)。以汽車行業(yè)為先導(dǎo)，跨國公司的零部件采購不再局限于國內(nèi)，而且采取在全世界范圍訂貨的戰(zhàn)略，協(xié)作系列企業(yè)的概念急劇淡薄了。現(xiàn)在，基于三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)鑄造方案建立的生產(chǎn)體系是進(jìn)行訂貨的必要條件，否則難于滿足快速交貨的需求�？紤]這些情況，盡快培育一批人才，使他們能夠接受這些信息化技術(shù)，承擔(dān)這些工作，是最基本和最重要的任務(wù)。
2.2環(huán)境保護(hù)和無污染技術(shù)
對地球環(huán)境關(guān)注的社會意識日益增強(qiáng)，必須采取對策保護(hù)環(huán)境，任何行業(yè)中環(huán)境保護(hù)的最關(guān)鍵問題是成本。
過去決定鑄件價(jià)格的最重要的因素是鑄件重量，因此鑄造企業(yè)間進(jìn)行單純的價(jià)格競爭，承擔(dān)不起環(huán)境保護(hù)措施需要的投資。目前，鑄造業(yè)應(yīng)該采用擁有知識產(chǎn)權(quán)的自有技術(shù)開發(fā)出高附加值的產(chǎn)品，鑄造產(chǎn)品的價(jià)格應(yīng)該包含高技術(shù)因素的使用價(jià)值。
環(huán)境保護(hù)技術(shù)對策也將是發(fā)展中國家今后面臨的問題。因此，在開發(fā)環(huán)境保護(hù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)該申請和取得國際專利權(quán)。21世紀(jì)，知識產(chǎn)權(quán)將是更加重要的問題。具體的期待開發(fā)的技術(shù)如下：
2.2.1不使用型砂的鑄型以及人造砂的開發(fā)
型砂是鑄造工廠環(huán)境污染的主要原因。因此要開發(fā)不使用型砂的鑄型，例如采用燒結(jié)金屬型等。如果使用型砂的話，作為鑄造業(yè)廢棄物的廢砂處理問題將會非常困難。因此，有必要開發(fā)可以長時(shí)間多次反復(fù)使用的人造型砂。例如鐵鎳合金生產(chǎn)中的副產(chǎn)品正在作為人造型砂進(jìn)行試用。
2.2.2再生回用爐料中雜質(zhì)分離技術(shù)的確立
由于鑄件可以重熔再制造，因此鑄造是一種有利于材料循環(huán)再生和保護(hù)資源的優(yōu)良技術(shù)，很遺憾，關(guān)于這一點(diǎn)，還沒有被社會充分認(rèn)識。
目前由于鑄造用爐料的來源非常廣泛繁雜，所以常含有許多雜質(zhì)元素。在廢鑄件及廢料、爐料熔化前，如何將爐料分類以及如何去除其中的雜質(zhì)元素，是一項(xiàng)重要的和必要的研究課題。首先希望開發(fā)爐料粗選的簡單的自動化技術(shù)。鋁合金方面，正在開發(fā)切屑再熔化技術(shù)。去除壓延鋁合金中的鎂等，也是目前需要開發(fā)的技術(shù)的首要目標(biāo)。
2.2.3清凈熔化技術(shù)
熔化方面是否應(yīng)該發(fā)展使用天然氣的自動化沖天爐或回轉(zhuǎn)爐、封閉式熔化沖天爐。另外，在開發(fā)新材料的同時(shí)，有必要開發(fā)高純度熔化技術(shù)，用于鈦合金精密鑄造的懸浮熔化技術(shù)等。這些技術(shù)將有可能用于高附加值鑄件的生產(chǎn)。
3 結(jié)語
新開發(fā)的技術(shù)要達(dá)到實(shí)用的水平需要時(shí)間、費(fèi)用以及必要的人力資源，這不是一件容易的事情。但是，實(shí)現(xiàn)這些新技術(shù)，使鑄造業(yè)擺脫20世紀(jì)鑄造業(yè)留給人們的印象，使鑄造成為有魅力的加工工藝技術(shù)而流傳給后世，這是我們鑄造業(yè)的責(zé)任。
（原載中國鑄造行業(yè)購銷指南）
會·議·消·息
2006（第六屆）中國·西安鑄造科工貿(mào)大會正式?jīng)Q定2006年6月6日—10日在西安舉行。會議將“新興的消失模鑄造技術(shù)論壇”，“現(xiàn)代熔煉技術(shù)論壇”“新型造型材料、工藝與鑄質(zhì)量論壇”，“現(xiàn)代鑄造設(shè)備與測控技術(shù)論壇”和“鑄造科學(xué)管理與鑄造環(huán)保論壇”。會議期間，蔣祖濱所長將作“鐵水凈化、變質(zhì)復(fù)合處理新理論、新材料、新成果”主旨發(fā)言。
動腦筋想問題
作為21世紀(jì)日本鑄造技術(shù)開發(fā)的戰(zhàn)略措施，山內(nèi)勇先生提出研究“再生回爐料中雜質(zhì)分離技術(shù)”“清凈熔化技術(shù)”兩個(gè)課題。研究這兩個(gè)課題的目的，顯然是希望獲得比較“潔凈的鐵水”。山內(nèi)勇先生也認(rèn)為“這不是一種容易的事情”縱然研究成功了，這個(gè)方案必然導(dǎo)致鑄造成本升高。回頭想一想，我們使用鐵神一號凈化劑凈化孕育鐵水，對爐料和熔化技術(shù)不但沒有苛刻要求，還可以放寬爐料的限制，可以用較低的成本，輕易獲得“潔凈的鐵水”。
