| 2006年動(dòng)態(tài)第四期 |
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| 發(fā)布日期[ 2006-6-20 11:23:56 ] |
從鑄造大國(guó)走向鑄造強(qiáng)國(guó)應(yīng)從點(diǎn)滴做起
經(jīng)典鑄造 •鈴木滋
2.2 型砂
2.2.1 型砂的重要性
對(duì)于鑄件來(lái)說(shuō)，沒(méi)什么也比表面質(zhì)量好更重要了，要使鑄件表面質(zhì)量好必須首先改善型砂。
中國(guó)的原砂是沒(méi)有問(wèn)題的。我在中國(guó)參觀(guān)了各地的鑄造工廠(chǎng)，內(nèi)蒙古、遼寧省、河北省等地的原砂都是質(zhì)量好、粒度均勻、適合于鑄造用的。問(wèn)題是砂子的管理和使用方法。
2.2.2 原砂的種類(lèi)和用法
原砂分為山砂和硅砂兩大類(lèi)。山砂是從山間挖出來(lái)的，粘土含量高（13%～15%）。硅砂是從江、河采掘出受過(guò)水洗的砂子，粘土含量低（0.3%~0.7%），兩者都是不能拿來(lái)就直接使用，要按適當(dāng)?shù)谋壤旌鲜褂�。小件要用�?xì)砂，中件使用稍粗的砂子。型砂的強(qiáng)度、透氣性、水份要用儀器測(cè)量出來(lái)，要保持適合于自己工廠(chǎng)的配比。強(qiáng)度不足時(shí)要混入少量的粘土、膨潤(rùn)土、煤粉及其它的有機(jī)粘結(jié)劑等來(lái)調(diào)整，型砂的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度、透氣度如表2-5所示。
2.2.3 型砂的老化及其對(duì)策
型砂和高溫鐵水一接觸，就失去結(jié)晶水變成燒干砂。雖然還保持砂粒的形狀。失去結(jié)晶水后，稍有點(diǎn)壓力就容易崩壞成為微粉了。如果用它繼續(xù)做鑄件，型砂中的微粉就漸漸增加，發(fā)生種種缺陷，這就是型砂的老化現(xiàn)象。
型砂中的微粉妨礙在砂粒表面附著的粘結(jié)劑的粘結(jié)力，它存在砂粒的間隙使透氣性下降，由于其耐火度低，和鐵水一接觸就在鑄件表面結(jié)成玻璃狀，由于微粉有吸水性，鑄造時(shí)產(chǎn)生很多的水蒸氣，形成氣孔。微粉是有害無(wú)益、有百害而無(wú)一利的東西，必須去除。
也有一種說(shuō)法認(rèn)為有一點(diǎn)微粉對(duì)保持水份是有必要的，筆者也不反對(duì)。但是，其必要量最多不要超過(guò)1%，即微粉必須去除且最多保留到這種程度。這里需要注意的是，用標(biāo)準(zhǔn)篩測(cè)量微粉量時(shí)，如果是1%以下就認(rèn)為可放心了，那是大錯(cuò)特錯(cuò)的。因?yàn)槲⒎劾喂痰卣持谏傲５谋砻娌⑶野焉傲＠喂痰剡B結(jié)在一起，很難分離，因而準(zhǔn)確的微粉量用標(biāo)準(zhǔn)篩是測(cè)不出來(lái)的。
2.2.4 微粉的分離與去除
把微粉由型砂中去除必須用水洗或者空氣的壓力分離。由于水洗需要大量的水，隨后還得干燥，費(fèi)用大，用高壓空氣砂再生裝置最適當(dāng)，但是這種裝置價(jià)格昂貴，要求有操作經(jīng)驗(yàn)�？諝鈮毫Υ罅松傲Ｒ屏眩瑝毫π×擞植荒芊蛛x微粉。型砂通過(guò)回轉(zhuǎn)式篩分裝置時(shí)塊被粉碎了，但由于微粉附著在砂粒上很難分離。最簡(jiǎn)單的除去微粉的方法是在澆注后把鑄件從鑄型中取出時(shí)把與鑄件接觸的燒干砂扔掉。離鑄件表面6cm厚的砂層燒干變色很易判斷出來(lái)而扔掉是最簡(jiǎn)單不過(guò)的了。筆者以上所講的是在人工造型澆注的傳統(tǒng)的鑄造工廠(chǎng)辦法，在近代的機(jī)械造型線(xiàn)的工廠(chǎng)，由沖擊式砂分離裝置或者振動(dòng)脫箱裝置，把和鑄件分離的砂子用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到砂庫(kù)，在這種情況下，砂處理系統(tǒng)中應(yīng)該裝入再生裝置，如果沒(méi)有再生裝置應(yīng)該予以改造裝入。
2.2.5 呋喃樹(shù)脂砂
現(xiàn)在要使用呋喃樹(shù)脂砂的工廠(chǎng)還不少，但是如果采用呋喃樹(shù)脂砂時(shí)由于樹(shù)脂價(jià)格高，必須要考慮到砂再生裝置、砂冷卻（夏天）、保溫（冬天）裝置。因?yàn)闃?shù)脂的作用是化學(xué)變化產(chǎn)生的，受溫度影響其效果變化大。如果砂子溫度不調(diào)整，樹(shù)脂的用量必須增加。如果計(jì)算鑄件的價(jià)格，常有樹(shù)脂砂生產(chǎn)鑄件價(jià)格高之說(shuō)，補(bǔ)加樹(shù)脂量0.8%以下，或者砂子金屬之比例是3對(duì)1之說(shuō)，在對(duì)樹(shù)脂砂裝置的使用上要充分考慮到。
�。ùm(xù)）
隆重致謝
二00六年四月十六日，是鐵神一號(hào)凈化劑市場(chǎng)推廣兩周年紀(jì)念日。在此喜慶之際，我們向鐵神一號(hào)凈化劑的新老用戶(hù)，向各位關(guān)心、支持鐵神一號(hào)凈化劑的專(zhuān)家、學(xué)者、業(yè)界同仁表示深深的謝意！希望在今后的日子里，我們共同堅(jiān)持鐵水凈化方向，大力宣傳，推廣“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”，巧用鐵神一號(hào)凈化劑，為提高國(guó)家鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，共同努力�！ �
——都江堰市金星鋼鐵助劑研究所
不斷變化的數(shù)字故事 說(shuō)領(lǐng)導(dǎo)力
程先生有十家工廠(chǎng)，他發(fā)現(xiàn)有一家的產(chǎn)量總是低于責(zé)任額，并且沒(méi)有上升的跡象，于是他詢(xún)問(wèn)廠(chǎng)長(zhǎng)究竟怎么回事。
“我也不知道”，那位廠(chǎng)長(zhǎng)答道，“我一直在督促那些員工，甚至威脅他們，如果再這樣下去，就炒他們的魷魚(yú)，但情況還是這樣�！�
程先生決定自己親自到廠(chǎng)里打探情況，他去時(shí)正碰上換夜班。“給我拿根粉筆。”程先生說(shuō)到，并轉(zhuǎn)身走到附近一位工人旁邊，“你們這一班今天總共完成幾件？”
“6件。”
程先生走進(jìn)廠(chǎng)房，用粉筆在地板上畫(huà)一個(gè)大大的“6”字，隨即離去。
上晚班的人走進(jìn)廠(chǎng)房，正要開(kāi)工，看到地上寫(xiě)的“6”字，全都好奇地問(wèn)怎么回事。
“今天老板來(lái)了一趟，”一位工人應(yīng)道，“他問(wèn)我們白天作了幾件，我說(shuō)6件，他就寫(xiě)到地板上了。”
第二天上午，程先生又來(lái)到廠(chǎng)房，發(fā)現(xiàn)地板上的“6”字已被擦掉，并換上了一個(gè)“7”字。
而當(dāng)?shù)诙鞊Q白班的工人一進(jìn)廠(chǎng)房，看到地上的“7”字，心想夜班的人顯然是自以為高明，于是不甘示弱，當(dāng)即加緊生產(chǎn)，結(jié)果當(dāng)晚臨走前，地上的號(hào)碼變成了“8”。
幾天下來(lái)，日夜班的生產(chǎn)件數(shù)，都升到了15件的成績(jī)，超過(guò)了其他工廠(chǎng)。
管理啟示：要想提高生產(chǎn)效率，最有效的方法就是刺激競(jìng)爭(zhēng)心理，而且所鼓勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)，并不是一種只知為錢(qián)的利益之爭(zhēng)，而是一種追求卓越的好勝心。程先生的聰明之處就在于激發(fā)出了下屬那種內(nèi)心向上的追求勝利的欲望。
預(yù)•告
金星鋼鐵助劑研究所所長(zhǎng)蔣祖濱先生，將在6月6日—6月10日召開(kāi)的“2006年（第六屆）中國(guó)西安•鑄造科工貿(mào)大會(huì)”上，就“鐵水和鋼水爐外精煉，凈化”作主旨發(fā)言，介紹巧用“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”增加企業(yè)利潤(rùn)的方法。
新•論•文
“鐵神一號(hào)凈化劑對(duì)灰鑄鐵組織和力學(xué)性能的影響”，這篇論文已發(fā)表在《鑄造技術(shù)》2006年3月刊234頁(yè)—236頁(yè)，歡迎業(yè)內(nèi)同仁指正。
鐵水凈化新技術(shù)
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
——蔣祖濱
1 鐵水凈化是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的主攻方向
提供優(yōu)質(zhì)鐵水是鑄鐵件質(zhì)量的保證和減少鑄鐵件廢品率的基本措施[1]。鐵水的質(zhì)量由鐵水溫度、化學(xué)成份和鐵水純凈度三大指標(biāo)構(gòu)成。三大指標(biāo)中，哪一個(gè)是薄弱環(huán)節(jié)呢？由于沖天爐技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)電爐以及雙聯(lián)熔煉技術(shù)的應(yīng)用，可以輕易地獲1500度左右的高溫鐵水 [2]；現(xiàn)代爐料配制技術(shù)和現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，可以對(duì)鐵水的化學(xué)成份實(shí)施在線(xiàn)調(diào)控，從而獲得化學(xué)成份準(zhǔn)確和穩(wěn)定的鐵水[3]。顯而易見(jiàn)，鐵水純凈度已經(jīng)成為影響鐵水質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)，成為影響鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的主要矛盾。因此，如何清除鐵水中的有害氣體和各種非金屬夾雜物,從而獲得優(yōu)質(zhì)鐵水，成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的主攻方向。
長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，為了減少鐵水中的夾雜物獲得優(yōu)質(zhì)鐵水，一般使用三種方法：高溫熔煉、過(guò)濾網(wǎng)、聚渣劑。
高溫熔煉能清除鐵水中的夾雜物嗎？否。在煉鋼生產(chǎn)中，鋼水溫度高達(dá)1700度左右，鋼水中的夾雜物尚需使用“爐外精煉技術(shù)”才可以去除[4][5]，而鐵水最高溫度無(wú)非1500度左右[6]，怎么可能清除鐵水中的夾雜物呢？
過(guò)濾網(wǎng)能清除鐵水中的夾雜物嗎?否。過(guò)濾網(wǎng)受孔洞大小限制，只能過(guò)濾顆粒較大的宏觀(guān)類(lèi)浮渣，假若其孔洞小到可以過(guò)濾以微米計(jì)算的微觀(guān)夾雜物，鐵水如何順暢通過(guò)而進(jìn)入鑄型？因此我們認(rèn)為：過(guò)濾網(wǎng)只能過(guò)濾扒渣未盡的表面浮渣。
聚渣劑只能聚集鐵水表面浮渣而方便扒出，是一種常識(shí)，無(wú)須多議。
因此，使用“高溫熔煉”、“過(guò)濾網(wǎng)”、“聚渣劑”等傳統(tǒng)手段，只能解決鐵水表面浮渣（當(dāng)然，使用過(guò)濾網(wǎng)可以抑制紊流，減少二次氧化產(chǎn)生新的夾雜物），對(duì)于混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物，事實(shí)上是處于束手無(wú)策的狀態(tài)。
2 現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
基于上述認(rèn)識(shí)，我們根據(jù)“鐵水凈化理論” [7]，結(jié)合在鑄造生產(chǎn)中，使用鐵神一號(hào)凈化劑的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，全力在鑄造界宣傳和推廣，希望達(dá)到三個(gè)目的：
一是統(tǒng)一思想。使廣大鑄造工作者認(rèn)識(shí)到：要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，必須使用優(yōu)質(zhì)鐵水；要獲得優(yōu)質(zhì)鐵水，必須使用現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)。二是使盡可能多的鑄造企業(yè)掌握和使用現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，提高國(guó)產(chǎn)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量。三是使盡可能多的鑄造企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)質(zhì)量好，成本低的優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，提高盈利能力，從而增加鑄造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
下面分三點(diǎn)介紹現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)。
2.1 現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)的實(shí)施方法
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)是通過(guò)使用鐵神一號(hào)凈化劑處理鐵水，在對(duì)鐵水實(shí)施長(zhǎng)效孕育的同時(shí)，去除鐵水中的各種有害氣體，清除混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物，從而獲得潔凈的、流動(dòng)性好的優(yōu)質(zhì)鐵水。
鐵神一號(hào)凈化劑是一種什么樣的產(chǎn)品呢？首先要認(rèn)識(shí)到，鐵神一號(hào)凈化劑是一種長(zhǎng)效孕育劑。鐵神一號(hào)凈化劑是一種非鐵合金類(lèi)的新型孕育劑，具有長(zhǎng)效孕育功能而不增硅，綜合孕育效果優(yōu)于鍶硅[8]和硅鋇[9]。鐵神一號(hào)凈化劑在具有長(zhǎng)效孕育功能的同時(shí)，還具有多種復(fù)合功能：一是凈化鐵水功能。鐵神一號(hào)凈化劑是目前唯一可以去除鐵水中的各種有害氣體，清除混熔或懸浮在鐵水中的各種非金屬夾雜物的產(chǎn)品。二是細(xì)化晶粒。它可以使晶粒更細(xì)，片狀石墨更薄，石墨球更小更圓整[10]，既增加了密度，提高了防透漏性能，又因?qū)崿F(xiàn)了均質(zhì)化而利于克服偏析，減小了斷面敏感性[11]。三是具有長(zhǎng)效孕育功能。使用鐵神一號(hào)凈化劑對(duì)鐵水進(jìn)行長(zhǎng)效孕育，既可以延緩孕育衰退，又可以延緩球化衰退，孕育時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)30分鐘之久[12]。四是對(duì)原鐵水中的含磷量有一定降低作用，在實(shí)驗(yàn)條件下，含磷量降低43.4%[13]。
由于鐵神一號(hào)凈化劑是非鐵合金類(lèi)孕育劑，不增硅。在實(shí)際使用中，可以代替起孕育作用的硅，而不能取代滿(mǎn)足終硅量的硅。
2.2 鐵神一號(hào)凈化劑的加入量及加入方法
2.2.1 加入量：根據(jù)原鐵水的具體情況和孕育、凈化目的，用量范圍在0.5%—1%之間浮動(dòng)，一般建議用量0.6%。
2.2.2 灰鐵和鑄鋼的加入方法
先將計(jì)算并稱(chēng)好的鐵神一號(hào)凈化劑裝入小編織袋內(nèi)備用。鋼（鐵）水一次出完，在鋼（鐵）水出至1/3左右時(shí)，將稱(chēng)好裝入小編織袋內(nèi)備用的鐵神一號(hào)凈化劑，連同編織袋投入鋼（鐵）水中，出完鋼（鐵）水后，使用“扒渣棍”在鋼（鐵）水表層內(nèi)來(lái)回推擋,將形成的灰包推破,同時(shí)壓入鋼（鐵）水中。約2-3分鐘后，浮渣形成凝聚狀覆蓋物，鋼（鐵）水變得清澈時(shí)停止攪拌。凝聚狀浮渣覆蓋鋼（鐵）水，既保溫又避免鋼（鐵）水二次氧化，不需扒出，只需擋渣即可澆注；澆注完畢后，倒渣即可。
特別提示：攪拌十分重要，一定要認(rèn)真攪拌至鋼（鐵）水清澈時(shí)為止。鐵神一號(hào)凈化劑是粉狀物料，切勿放入出鐵槽或作隨流孕育。采用包底沖入法時(shí)，切勿放入干包，以防澆損，必須在鋼（鐵）水出至1/3左右時(shí)，連裝有鐵神一號(hào)凈化劑的編織袋一起投入鋼（鐵）水中，切勿倒入鋼（鐵）水中，以防粉狀成份隨熱氣流飛逸而影響使用效果。
2.2.3 球（蠕）墨鑄鐵的加入方法
2.2.3.1 放置順序
先將計(jì)算并稱(chēng)好的鐵神一號(hào)凈化劑裝入小編織袋內(nèi)備用。使用時(shí)，在球（蠕）化包內(nèi)依次放入球化劑（蠕化劑）、裝有鐵神一號(hào)凈化劑的小編織袋、硅鐵、珍珠巖（覆蓋劑）。按原工藝進(jìn)行球（蠕）化處理。
特別說(shuō)明：由于鐵神一號(hào)凈化劑是一種十分優(yōu)良的長(zhǎng)效孕育劑，這時(shí)加入的硅鐵，只需滿(mǎn)足鐵水終硅含量即可；起孕育作用的硅鐵或其他孕育劑，不必再加。
2.2.3.2 攪拌扒渣
球（蠕）化完畢后，應(yīng)使用“扒渣棍”在鐵水表層內(nèi)來(lái)回推擋，同時(shí)將浮渣壓入鐵水中。攪拌2—3分鐘，在不影響澆注溫度的前提下，盡可能延長(zhǎng)靜置時(shí)間，經(jīng)多次扒渣，直至扒凈浮渣后澆注。
3 現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)優(yōu)勢(shì)
昆明理工大學(xué)舒信福教授，使用反球化元素組成的變質(zhì)劑生產(chǎn)低碳球鐵獲得保密發(fā)明專(zhuān)利[14]，說(shuō)明人們對(duì)鑄造理論的認(rèn)識(shí)，至今仍然在發(fā)展和繼續(xù)認(rèn)識(shí)的過(guò)程中�，F(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)使鐵水的純凈度達(dá)到了根本的改善，是獲得優(yōu)質(zhì)鐵水的有效手段。鐵水內(nèi)部各種有害氣體和各種非金屬夾雜物數(shù)量的減少，晶粒的細(xì)化，必然會(huì)帶來(lái)鑄鐵內(nèi)部組織優(yōu)化組合和鑄鐵綜合性能質(zhì)的飛躍。到底會(huì)帶來(lái)哪些變化，目前尚無(wú)定論。下面幾個(gè)顯著的變化，希望引起鑄造界的高度關(guān)注。
3.1 經(jīng)鐵神一號(hào)凈化劑處理的灰鐵試棒，延伸率為0.28%。
3.2 經(jīng)鐵神一號(hào)凈化劑處理的灰鐵件,可以使用低碳鋼焊條在常溫下進(jìn)行焊接[15]。
3.3 經(jīng)鐵神一號(hào)凈化劑處理的鉻銅耐磨鑄鐵的耐磨性能與鉻鉬銅耐磨鑄鐵的耐磨性能相當(dāng)。為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的樣品，已經(jīng)裝入汽車(chē)相關(guān)部件，投入實(shí)際使用。
上述變化，主要來(lái)自于使用純凈鐵水，對(duì)近百年來(lái)存在于鑄造界中的“鑄造用鐵水不需要很干凈”這個(gè)觀(guān)念是一個(gè)挑戰(zhàn)；上述變化，使我們認(rèn)識(shí)到，使用純凈鐵水，不但能提高鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，還有可能產(chǎn)生意想不到的結(jié)果；上述變化，給鑄造界提出一個(gè)共同的后續(xù)課題：如何進(jìn)一步用好鐵神一號(hào)凈化劑長(zhǎng)效孕育功能和強(qiáng)烈凈化鐵水以及強(qiáng)烈細(xì)化晶粒這兩個(gè)特點(diǎn)，改善和提高鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)利潤(rùn)；進(jìn)一步用好鐵神一號(hào)凈化劑后，能否產(chǎn)生新的鑄鐵材料？仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智。這個(gè)后續(xù)課題，可能蘊(yùn)藏著新的商機(jī)。
4 使用現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，降低鑄造成本，增加企業(yè)利潤(rùn)
由于使用現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，在對(duì)鐵水進(jìn)行長(zhǎng)效孕育的同時(shí)，可以強(qiáng)烈地凈化鐵水，細(xì)化晶粒，降低鐵水含磷量，從而大幅度提高鐵水綜合質(zhì)量，所以在爐料配置中，可以使用較低牌號(hào)的新生鐵，可以較大量地使用回爐鐵，尤其可以使用低質(zhì)量甚至極低質(zhì)量的廢鐵爐料，使?fàn)t料成本大幅度下降，從而增加企業(yè)利潤(rùn)。
使用低牌號(hào)新生鐵和低級(jí)廢鐵爐料后，是否可以保證鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量呢？答案是肯定的。這是充分發(fā)揮了鐵神一號(hào)凈化劑長(zhǎng)效孕育作用，對(duì)鐵水強(qiáng)烈的凈化作用和明顯細(xì)化晶粒作用等綜合作用的結(jié)果。
四川省都江堰市金星鋼鐵助劑研究所于2004年研究成功、宣傳推廣鐵神一號(hào)凈化劑，2005年提出鐵水凈化理論，現(xiàn)在又完整地總結(jié)并推廣現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)，目的在于使鑄造界認(rèn)識(shí)到，只有使用優(yōu)質(zhì)鐵水，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄造產(chǎn)品，才能增加鑄造企業(yè)的利潤(rùn)，才能使鑄造企業(yè)在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，立于不敗之地。
作者簡(jiǎn)介：蔣祖濱（1944- ），四川省都江堰人，都江堰市金星鋼鐵助劑研究所所長(zhǎng)，研究方向：鋼（鐵）水凈化。手機(jī)：13882139065
參考文獻(xiàn)
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[9][11] 蔣祖濱,劉金海,曾大本,鐵神一號(hào)凈化劑對(duì)灰鑄鐵組織和力學(xué)性能的影響,鑄造技術(shù),2006,(3):234-236.
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[12] 陳啟明,鐵神一號(hào)凈化劑在建成(撫順)鑄管及配件有限公司使用情況的介紹.(www.87jgb.cn)
[14] 李玉中,舒信福等,低碳球鐵研究的現(xiàn)狀與展望,現(xiàn)代鑄鐵,2005,(5):29-32.
祝您的努力和汗水盡快變成
明天成功的果實(shí)。
勞動(dòng)節(jié)快樂(lè)！
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