從鑄造大國走向鑄造強國應(yīng)從點滴做起
——（鈴木滋）
經(jīng)典鑄造
連載
5.4.3 型砂方面的廢品及防止方法
（1）掉砂、沖砂、嗆火、粘砂等全是型砂高溫老化造成的，型砂有足夠的強度和粘結(jié)力，型就不會崩壞，和高溫鐵水接觸過的舊砂反復(fù)使用是造成廢品的原因。和鐵水接觸的6cm厚的型砂因燒干了而失去了型砂的性質(zhì)應(yīng)該扔掉，這種砂子的砂�？瓷先ナ瞧胀ǖ纳傲�，在小的壓力下就直接崩壞而成了微粉。微粉沒有耐熱性，還影響型砂的透氣性，粘結(jié)力下降，在與高溫鐵水接觸時就造成粘砂。
（2）為防止型砂的劣化，澆注作業(yè)后打箱的時候，應(yīng)該把和鐵接觸的砂子（燒干砂）用鏟子除去扔到車間外。
（3）除去劣化的砂粒應(yīng)該使用砂再生裝置，用高壓空氣粉碎吹出。這種裝置相當(dāng)貴，操作也難，但在使用呋喃樹脂砂時必須使用這種砂再生裝置。
（4）不能買砂再生裝置，用舊砂配砂時要加入大量的新砂進行混碾，努力減少劣化砂粒的影響。這樣仔細(xì)地去除燒干砂并扔掉，增加新砂的混和比例，效果也很好。
（5）型砂管理的標(biāo)準(zhǔn)如表5-2。
（6）抗壓強度不足時，應(yīng)往型砂里混入適量的粘結(jié)劑（粘土、膨潤土等），但型砂里微粉多時無效，還會使透氣性下降。
（7）應(yīng)該極力地去除微粉。也有過分去除型砂容易干燥，最底限度要有1%的說法。
5.4.4 熔化、澆注作業(yè)方面的廢品及防止方法
（1）原材料質(zhì)量差時，鑄件硬，難加工。印度生鐵、俄羅斯生鐵含硫高夾雜物也多。電鍍件絕對不能加入到?jīng)_天爐中去。
（2）使用焦炭的硫分應(yīng)在1.0%以下。
（3）大塊爐料（爐內(nèi)徑1/5以上）不能投爐，它會造成鐵水溫度下降，棚爐。特別是熔化率1t/h以下的小型爐容易棚爐。
（4）往沖天爐內(nèi)加料時，不按規(guī)定的時間和重量準(zhǔn)確的投料，鐵水溫度會波動，還會發(fā)生鐵水氧化，這都是造成廢品的原因。
（5）每30min要從加料口觀察爐內(nèi)情況，確認(rèn)其燃燒狀況。既使?fàn)t料的投料正確，也有底焦高度低、熔化帶位置低的情況，這時應(yīng)再補加二、三批接力焦予以補充。
（6）熔化希望高溫（1400℃以上），但澆注時鐵水溫度高，由于型砂膨脹容易造成鑄型崩壞，鐵水溫度過高也是造成廢品的原因。鐵水溫度高時應(yīng)靜置到鐵水表面出現(xiàn)花紋，待溫度下降到鐵水表面龜甲紋時澆注。
（7）鐵水表面不出現(xiàn)花紋時，鐵水是氧化了的。送風(fēng)量過大，底焦高度低時，鐵水是白色的，到處噴出煤氣火焰。這種鐵水流動性差，產(chǎn)生不跑道現(xiàn)象，成為澆不足、冷隔等廢品的原因，并且由于出現(xiàn)白口現(xiàn)象，鑄件表面硬化而難以切削加工。
（8）好的鐵水其狀態(tài)是鐵水表面呈黃色，最初是細(xì)小園球形花樣的鐵水表面擴展來回滾動，隨著時間的經(jīng)過，園球長大運動緩慢，這種花紋是適合澆注的狀態(tài)。其后，隨著溫度的下降，花紋變細(xì)長，成了柳葉狀、竹葉狀，澆注溫度就低了。
5.4.5 鑄造工藝方面的廢品及防止方法
（1）鑄造使用的模型由于是由精通鑄造技術(shù)的專業(yè)制造者制造的，由于工藝不當(dāng)造成廢品的原因是不多的。但是作為從事鑄造的人必須事先掌握鑄造工藝的基礎(chǔ)知識。
（2）直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口的面積比如下：
直澆道：橫澆道：內(nèi)澆口=3.6：4.0：2.0（加山博士公式）
說明：澆入的鐵水]由橫澆道流到內(nèi)澆口，在內(nèi)澆口前拐彎，速度變慢，渣和雜物上浮的同時會緩慢地流入鑄型，而橫澆道口粗，鐵水的流速下降，是為了利于渣和砂的夾雜物上浮，也是為了橫澆道的保溫。當(dāng)橫澆道在鐵水流向變換時要在直線部的端頭設(shè)置集渣包，在其前面分叉變方向時，渣和夾雜物就集在頂端的集渣包內(nèi)了。
（3）鑄出的鐵件有夾渣、夾砂、夾雜物混入時，應(yīng)該再研究鑄造工藝。
（4）澆注時間長，鐵水溫度下降，容易發(fā)生澆注不足，冷隔等。普通灰鑄鐵件澆注時間的標(biāo)準(zhǔn)如表5-3。
（5）鑄件的厚壁和薄壁交界處發(fā)生縮孔時差不多都是鑄造工藝有問題造成的。冷卻快的薄壁由于冷卻造成的體積收縮量要從溫度高還能流動的厚壁部分補充鐵水，因此造成縮孔。為防止縮孔，應(yīng)該在縮孔位置上面設(shè)置冒口，被收縮抽走的鐵水可以從冒口得到補充，防止縮孔的產(chǎn)生。
5.4.6 關(guān)于廢品問題的小結(jié)
鑄造廢品問題，進行了很多研究，文獻(xiàn)也出版了很多，這個問題在這篇文章中用一兩頁是說不全的。鑄件從形狀來說沒有同樣的，廢品原因很多，很好地觀察廢品的形式，分析其原因，確定防止方法是很必要的。但筆者在這篇文章中所說的型砂中的微粉有非常大的影響，如果在這個問題上處理得好，恐怕中國鑄造工廠的廢品問題就解決了50%。筆者觀察各地鑄造工廠得到結(jié)論的最大問題是型砂的改善，但是誰也不太注意，令人困惑。
(未完待續(xù))
搞自《鑄造技術(shù)與工廠管理》，鈴木滋（日）于春田著，《鑄造設(shè)備研究》雜志社編輯出版，2003
故事說人生
與陌生人同桌
一個多小時后，我才發(fā)現(xiàn)錯過了高速公路出口。天色漸晚，我只好從最近的出口下了高速，住進路邊一個家庭旅館，準(zhǔn)備明天天亮后再繞回布朗鎮(zhèn)。
坐在晚餐桌前，我心事重重地翻弄著盤子里的青豆。
這是一家老式旅館，窄小的餐廳里只有一張長條餐桌，所有就餐的客人都坐在一起。早已習(xí)慣擁有私人空間的我，現(xiàn)在要和一群陌生人同桌吃飯，突然覺得不知所措。環(huán)視周圍，別人也和我一樣不自在，不是盯著自己的杯盤，就是裝著看過期的報紙，怕稍一斜視，便有窺探他人隱私之嫌。我們動作小心謹(jǐn)慎，不敢冒犯別人的“空間”。我的晚餐就要在這么沉悶的氣氛中度過嗎？
我拿起放在面前的鹽罐（桌上惟一的鹽罐），遞給右邊的女士，“我覺得青豆有些淡，您或者您右邊的客人需要鹽嗎？”我微笑著說。她愣了一下，但馬上露出笑容，向我輕聲致謝。
給自己的青豆加完鹽后，她便把鹽罐傳給了下一位客人。不知什么時候，胡椒罐和糖罐也加入了公關(guān)的行列，餐廳里的氣氛漸漸活躍起來。飯還沒吃完，全桌上已經(jīng)像朋友一樣談笑風(fēng)生了。我們中間的冰層被一只鹽罐輕而易舉地打破了。
第二天分手的時候，我們熱情地互相道別。突然有一個人大聲地說：“其實昨天的青豆一點也不淡！”我們會心地哈哈大笑。
有人曾感嘆人與人之間的隔膜太厚，這隔膜其實很脆弱，問題是敢于先打破它的人太少。只要每人都邁出一小步，你就會發(fā)現(xiàn)，一個微笑，一只鹽罐就能打破它。
可焊灰鑄鐵的焊補成本分析
蔣祖濱
(都江堰市金星鋼鐵助劑研究所，四川都江堰 611833)
摘要：使用鐵神一號凈化劑（下稱凈化劑）對普通灰鑄鐵進行變質(zhì)處理，可以提高灰鑄鐵的綜合性能，減少鑄造缺陷，提高焊接性能，使其成為一種可以使用422焊條焊補的可焊灰鑄鐵。J422焊條與508純鎳鑄鐵焊條相比，價格僅為后者的3.83%。如果按照噸鑄件焊條用量5Kg粗略計算，每噸鑄件可以節(jié)約焊條成本577.00元。
關(guān)鍵詞：凈化劑 可焊灰鑄鐵 焊補成本分析
The Composition Analysis Of Weld Metal Of Weldable Castiron
Jiang Zubin
(Jinxing Institute of Metallic Additives, Dujiangyan 611833, China)
Abstract: Weldability of gray cast iron treated with Shentie No.1 purifier can be improved, and the parts made of the cast iron can be welded with the most widely used welding electrode, J422, the price of which is only about 3.83% of that of Nickel welding electrode 508. As a rough estimation, welding electrodes consumed for cast iron is5 kg/t in China, then the cost reduction due to usage of the cast iron is about ￥577/t.
Key words: purifier; weldable cast iron; composition analysis of weld metal
我國是全球第一的鑄造大國，2005年鑄件產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)2442萬噸，其中灰鐵鑄件1230萬噸。由于鑄造用鐵水大多未經(jīng)凈化精煉，各種鑄造缺陷居高不下，用于修補各種鑄造缺陷的焊條用量，按噸鑄件用焊條5Kg計算，308純鎳焊條每公斤120.00元，噸鑄件修復(fù)用焊條成本高達(dá)600.00元。為了降低鑄件焊補修復(fù)成本，都江堰市金星鋼鐵助劑研究所（下稱金星鋼研所）突破傳統(tǒng)鑄件挽救工程理念，試圖通過改變灰鐵焊接性能，打破只有使用鑄鐵焊條焊接的禁區(qū)，改用普通低碳鋼焊條對灰鐵鑄件進行焊補修復(fù)，從而大幅度降低焊補修復(fù)成本。按照這個思路，金星鋼研所使用該所獨家研制生產(chǎn)的發(fā)明專利產(chǎn)品鐵神一號凈化劑（專利號：ZL2004 1 0033193.7；下稱凈化劑）對灰鐵鐵水進行變質(zhì)處理，灰鑄鐵的焊補性能得到極大提高，可以使用J422焊條進行焊補。這一研究成果，已經(jīng)形成論文“鐵神一號凈化劑孕育處理鑄鐵的焊接性研究”，發(fā)表于《鑄造技術(shù)》2006年第9期（27卷，910-913）；已經(jīng)申請國家發(fā)明專利（發(fā)明名稱：一種可以使用422低碳鋼焊條焊補的可焊灰鑄鐵的制造方法；申請?zhí)?00610021540.3）。
金星鋼研所從2004年開始在鐵神一號凈化劑的用戶中，推廣灰鐵鑄件缺陷使用J422焊條常溫焊補技術(shù)，四年來，這一新型的低成本焊補修復(fù)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，有必要向我國鑄造企業(yè)推廣。
1、一種可以使用422低碳鋼焊條焊補的可焊灰鑄鐵的制造方法
使用凈化劑對不同牌號的灰鐵鐵水進行變質(zhì)處理，可以提高灰鑄鐵的焊接性能，使其成為一種可以使用J422低碳鋼焊條進行焊補的可焊灰鑄鐵。具體操作方法是：使用凈化劑對灰鐵鐵水進行變質(zhì)處理，凈化劑用量0.6%，按處理鐵水重量計算、稱量、包裝凈化劑備用；在出鐵至1/3左右時，將備用的凈化劑連同包裝物投入鐵水；出鐵完成后，反復(fù)攪拌，反復(fù)將浮渣壓入鐵水至發(fā)紅變軟為止。發(fā)紅變軟逐漸攤平覆蓋鐵水表層的浮渣，不必扒出即可澆注，自然冷卻后成為可焊灰鑄鐵。
2、可焊灰鑄鐵焊接性研究
2.1可焊灰鑄鐵焊接性研究的目的
可焊灰鑄鐵焊接性研究由金星鋼研所與西南交通大學(xué)焊接研究所聯(lián)合課題組承擔(dān)。本課題研究的目的，是確定可焊灰鑄鐵使用J422焊條焊補的強度能否滿足鑄件焊補修復(fù)要求。
2.2 試驗方法和結(jié)果
2.2.1澆口棒的對接
兩斷面約40mm見方的可焊鑄鐵澆口棒，端頭用電弧切成X形坡口，再用J422焊條對接。由于用電弧切坡口，澆口棒溫度升高，相當(dāng)于預(yù)熱，但預(yù)熱溫度未測定。
2.2.2試驗結(jié)果
將焊縫余高磨去、銼平、砂光后，肉眼觀察未見裂紋，但色澤有一定差異，如圖1；用磁粉探傷，顯示焊縫是有細(xì)微裂紋的，如圖2；用線切割切出橫向金相試樣，磨光后可見沿熔合線有多處未熔合，可能是層間焊渣未清除干凈所致，且焊縫中確有細(xì)微裂紋，如圖3。
3、可焊灰鑄鐵使用J422焊條焊補的成本分析
3.1傳統(tǒng)灰鑄鐵只能用鑄鐵焊條進行焊接或焊補修復(fù)，這是鑄鐵鑄造行業(yè)的全球結(jié)論。據(jù)市場調(diào)查，308純鎳鑄鐵焊條每公斤售價120元，如果按噸鑄件平均使用5公斤焊條計算，焊條使用成本為600.00元。
3.2可焊灰鑄鐵可以使用J422低碳鋼焊條焊補，據(jù)市場調(diào)查，J422焊條每公斤售價4.60元，仍然按噸鑄件平均使用5公斤焊條計算，焊條使用成本為23.00元。
3.3使用凈化劑對普通灰鑄鐵鐵水變質(zhì)處理，每噸鐵水凈化劑使用成本60元，加上J422焊條成本，噸鑄件變質(zhì)、凈化用凈化劑成本,加上焊補、修復(fù)使用焊條成本共計83.00元，比使用308純鎳鑄鐵焊條，每噸鑄件可以節(jié)約焊條使用成本517.00元。
4、結(jié)論
4.1使用凈化劑對普通灰鐵鐵水進行變質(zhì)處理,可以獲得一種可以使用J422低碳鋼焊條焊補的可焊灰鑄鐵。
4.2可焊灰鑄鐵可以使用J422低碳鋼焊條焊補，其強度可以滿足鑄件焊補修復(fù)要求，可以在成功使用的基礎(chǔ)上，積累經(jīng)驗，逐步擴大應(yīng)用范圍。
4.3使用J422低碳鋼焊條焊補修復(fù)鑄件，比使用308純鎳鑄鐵焊條，扣除灰鐵變質(zhì)成本后，噸鑄件可以節(jié)約焊條使用成本517.00元。我國灰鐵鑄件2005年已經(jīng)達(dá)到1230萬噸，該技術(shù)的全面推廣，可以形成非常巨大的社會經(jīng)濟效益。
作者簡介：
蔣祖濱（1944- �。�，四川省都江堰人，中國發(fā)明協(xié)會會員，都江堰市金星鋼鐵助劑研究所所長，
研究方向：鋼（鐵）水凈化。手機：13882139065
