鐵水凈化新技術(shù)
蔣祖濱
都江堰市金星鋼鐵助劑研究所 四川 都江堰市 611830
摘要：由于鐵水潔凈度差，鐵水中存在的各種有害氣體和各種非金屬夾雜物造成了各種鑄造缺陷，影響了鑄件產(chǎn)品的力學(xué)性能。鐵水潔凈度已經(jīng)成為影響鑄件質(zhì)量的主要因素。通過對“鐵水凈化新途徑”和“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”實施條件的對比分析，認為“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”是適合我國各種類型鑄造企業(yè)使用的鐵水凈化新技術(shù)。
關(guān)鍵詞：鐵水潔凈度；鑄造缺陷；鐵水凈化新途徑；現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
New PurifyingTechnology of Molten Iron
JIANG Zu-bin
Dujiangyan Jinxin Steel & Iron purifying Agent Research Institute
Abstract: Some casting defects are caused by various harmful gases and nonmetal inclusions existing in molten iron because of lower iron liquid purifying degree, which decreases the properties of casting production. Purifying degree is the key factor influencing the qulity of casting. By comparing the performing conditions of “new purifying way of molten iron ” and “the modern purifying technology of molten iron”, “the modern purifying technology of molten iron” is thought to be suitable for all kinds of casting industries in China.
Keywords: purifying degree of molten iron, casting defect, new purifying way of molten iron, modern purifying technology of molten iron
進入二十一世紀后，隨著全球制造業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移以及我國制造業(yè)的飛速發(fā)展，給我國鑄造業(yè)帶來了飛速發(fā)展的機遇，同時，也對國產(chǎn)鑄件質(zhì)量提出了嚴重挑戰(zhàn)。每個鑄造企業(yè)的鑄件產(chǎn)品，不但要受到國內(nèi)先進鑄造企業(yè)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量挑戰(zhàn)，更要受到發(fā)達國家優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量挑戰(zhàn)。因此，如何掌握先進的核心技術(shù)，生產(chǎn)質(zhì)量過硬的優(yōu)質(zhì)鑄件，是每個鑄造企業(yè)必須面對的涉及自身企業(yè)生死存亡的重大課題。
在鑄件生產(chǎn)鏈中，涉及產(chǎn)品質(zhì)量的鐵水熔煉溫度，鐵水化學(xué)成份、造型（蕊）材料、造型制蕊工藝以及澆注工藝都已經(jīng)得到較好解決的前提下，鐵水的潔凈度已經(jīng)成為影響鑄件質(zhì)量的主要因素。
1.鐵水潔凈度對鑄件質(zhì)量的影響
鐵水潔凈度主要是指鐵水中N、H、O含量和各種非金屬夾雜物含量的高低。在鑄件生產(chǎn)中，一般僅憑經(jīng)驗直觀感受，而無標(biāo)準(zhǔn)進行量化檢測。但是，鐵水不純凈，均勻度差是一種客觀存在，無需質(zhì)疑[1]。鐵水中存在各種有害氣體和各種非金屬夾雜物，致使鐵水凝固后造成了各種鑄造缺陷，影響了鑄件產(chǎn)品的使用性能[2]，已經(jīng)成為鑄造界的共識。
作者簡介：蔣祖濱（1944— ）男，四川省都江堰市人，中國發(fā)明協(xié)會會員，金星鋼研所所長。研究方向：鋼（鐵）液凈化精煉。028-87150656
筆者在近期參加的一次小型鑄造年會上，了解到某鑄造企業(yè)在生產(chǎn)HT250柴油機氣缸體時，縮松滲漏缺陷一般為6—8%，嚴重時高達15%—20%[3]；某鑄造企業(yè)因縮孔、夾雜等鑄造缺陷而引起的用于軋制型鋼的球墨鑄鐵軋輥在用戶使用過程中非正常斷輥現(xiàn)象時常發(fā)生，不但造成了用戶的直接經(jīng)濟損失，而且影響了軋輥生產(chǎn)企業(yè)的信譽[4]。由于鐵水質(zhì)量的原因，還造成了相同化學(xué)成份和相同金相組織的國產(chǎn)鑄件和國外優(yōu)質(zhì)鑄件力學(xué)性能的差異，直接影響了國產(chǎn)鑄件產(chǎn)品的國際市場競爭力，延緩了我國由鑄造大國邁向鑄造強國的歷史進程。
2.鐵水凈化新技術(shù)
權(quán)威專家指出：如何獲取高潔凈度的優(yōu)質(zhì)鐵水，采取行之有效的鐵水凈化措施來生產(chǎn)優(yōu)
質(zhì)鑄件產(chǎn)品，雖然已經(jīng)引起國內(nèi)鑄造界的廣泛關(guān)注和高度重視，但是國內(nèi)鑄造界一直沒有拿出具體可性的措施[5]。更為嚴重的是，在一些分析鑄造缺陷發(fā)生機理和防治措施的專著中，更多地關(guān)注了造型和工藝設(shè)計方面的問題，而忽略了鐵水潔凈度不高，均勻度差與鑄造缺陷形成的因果關(guān)系，進而導(dǎo)致我們在思考造成各種鑄件缺陷的形成機因時出現(xiàn)誤區(qū)[6]。筆者在翻閱作為機械工人職業(yè)技能培訓(xùn)教材的初級、中級、高級《鑄造工技術(shù)》專業(yè)著作時，發(fā)現(xiàn)沒有鐵水凈化技術(shù)方面的介紹；筆者還發(fā)現(xiàn)我國一些著名高校所舉辦的鑄造專業(yè)培訓(xùn)班，也沒有把鐵水凈化技術(shù)的研究和傳授作為培訓(xùn)內(nèi)容。
但是，十分可喜的是，近年來我國鑄造工作者在鑄造生產(chǎn)中不但開始重視鐵水凈化技術(shù)的探討和應(yīng)用，而且總結(jié)出了不同類型的鐵水凈化技術(shù)。
例如：有專家提出了包含高溫熔煉，大量使用優(yōu)質(zhì)廢鋼，使用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的硅鐵而非國標(biāo)硅鐵和專用中間合金等一攬子措施的“鐵水凈化新途徑”[7]，也有專家提出了更適合各種類型鑄造企業(yè)使用的“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”[8]。
2.1現(xiàn)代鐵水技術(shù)是適合各種類型鑄造企業(yè)使用的鐵水凈化新技術(shù)
我國鑄造企業(yè)的基本狀況是數(shù)量多、規(guī)模小，技術(shù)含量不高，鑄件銷售價格低。我國鑄造用原輔材料的基本狀況也不容樂觀[9]。在生鐵生產(chǎn)方面，優(yōu)質(zhì)鐵礦資源日趨緊缺，一些廠家把過去廢棄不用的低品位鐵礦又重新開采，使用200m3以下的小高爐生產(chǎn)鑄造生鐵；在孕育劑生產(chǎn)方面，大部分廠家使用便宜的氧化鐵皮和含硅量低于國標(biāo)的硅石，在低爐溫下生產(chǎn)硅鐵產(chǎn)品；在球化劑方面，大多數(shù)生產(chǎn)廠家使用再生稀土原料生產(chǎn)球化劑。在設(shè)備方面，大多數(shù)鑄鋼企業(yè)不僅沒有先進實用的爐外精煉設(shè)備，甚至沒有常規(guī)的吹氬精煉設(shè)備；大多數(shù)鑄造企業(yè)沒有喂線設(shè)備。不少鑄造企業(yè)由于鑄件銷售價位低，無法購買和使用高純優(yōu)質(zhì)生鐵、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)硅鐵和高質(zhì)量球化劑。純凈度較高的廢鋼，由于受資源制約，大多數(shù)鑄造企業(yè)無法購買和使用優(yōu)質(zhì)廢鋼。
所以，僅管“鐵水凈化新途徑”在獲得高潔凈度鐵水，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件中十分有效，但是由于我國大多數(shù)鑄造企業(yè)的現(xiàn)狀和我國鑄造原輔材料市場的限制，“鐵水凈化新途徑”只適合我國少數(shù)大型先進鑄造企業(yè)，而大多數(shù)鑄造企業(yè)只能望“途”興嘆。
與“鐵水凈化新途徑”形成鮮明對比的是，以使用鐵神一號凈化劑為特點的現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)投入少，使用條件寬，適應(yīng)性廣，是一種既適合我國少數(shù)大型先進鑄造企業(yè)使用，又適合我國大多數(shù)中小鑄造企業(yè)使用的先進適用的鐵水凈化新技術(shù)。
2.2現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”是一種實用的簡單易行的爐外凈化精煉技術(shù)�，F(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)對生鐵、廢鋼、回爐料和硅鐵、球化劑等不但沒有任何特殊要求，而且可以在使用銹蝕嚴重的廢舊生鐵的情況下獲得高潔凈度的優(yōu)質(zhì)鐵水，因而可以滿足鑄造企業(yè)節(jié)能降耗，保護資源，節(jié)約成本的要求。
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)的核心，是使用都江堰市金星鋼鐵助劑研究所擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)明專利產(chǎn)品鐵神一號凈化劑（下稱凈化劑）。凈化劑不但具有強烈的凈化鐵水作用[10]，而且具有細化晶粒的作用，因而可以增加材料性能，提高1-2個牌號。凈化劑還是一種不含硅，不改變原鐵水化學(xué)成份的新型復(fù)合功能長效孕育劑。作為一種不含硅的長效孕育劑，使原鐵水的硅含量不必受到嚴格限制，拓寬了爐料選擇范圍，增加了回爐料使用比例[11]。凈化劑還具有比較明顯的降硫作用。因此，在使用凈化劑對鐵水進行爐外凈化精煉處理的同時，獲得了良好的孕育效果、細化晶粒效果、降硫效果和明顯的凈化鐵水，降低各種鑄造缺陷，增加經(jīng)濟效益的效果。
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)從2005年總結(jié)推廣以來，在四年時間里經(jīng)過多家鑄造企業(yè)使用，證明該技術(shù)確實是一項低成本的鐵水凈化精煉實用技術(shù)。該技術(shù)除了已經(jīng)用于汽車配件生產(chǎn)外，還大規(guī)模地用于HT250機床鑄件生產(chǎn)，離心球墨鑄管生產(chǎn)，20噸—30噸大型球鐵鑄件生產(chǎn)，以及20噸以上的球鐵軋輥生產(chǎn)，開始用于大型風(fēng)電鑄件生產(chǎn)，引起了我國鑄造界和日本鑄造界越來越廣泛的關(guān)注。
參考文獻
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