從鑄造大國走向鑄造強國應(yīng)從點滴做起
五、鑄造質(zhì)量管理
鑄造工廠的全面質(zhì)量管理包括對鑄件進行質(zhì)量控制和鑄件質(zhì)量保證方法兩部分。它是在鑄件技術(shù)要求規(guī)范全面合理的前提下，在工廠推行的質(zhì)量體系。對鑄造行業(yè)而言，其特點是工序多，聯(lián)貫性強，每道工序變量多，這些變量檢測難、不易控制，最終可能都反映到缺陷的成因上。因此鑄造質(zhì)量管理對缺陷控制而言，應(yīng)把預(yù)防其發(fā)生放在第一位，不斷地研究、解決各項質(zhì)量問題。還要通過積極的市場調(diào)查，不斷地掌握消費者或用戶對質(zhì)量的要求，進行認真的售后服務(wù)，以保證市場質(zhì)量。質(zhì)量管理是全面的、集研制開發(fā)、生產(chǎn)檢驗和銷售服務(wù)于一體的活動的總和。
（一）鑄件質(zhì)量控制
鑄件質(zhì)量決定于每一道工藝過程的質(zhì)量。對鑄件質(zhì)量進行控制，實際上是全過程質(zhì)量控制（TQC），將過程處于嚴格控制之中，不出現(xiàn)系統(tǒng)誤差（由異常原因造成的誤差）。過程中由隨機原因產(chǎn)生的隨機誤差，其頻率分布是有規(guī)律的。這種利用數(shù)理統(tǒng)計方法將鑄造過程中系統(tǒng)誤差和隨機誤差區(qū)分開來是質(zhì)量控制的基本方法。這種方法又稱之為統(tǒng)計過程控制（SPC）。
鑄件質(zhì)量控制首先在于穩(wěn)定生產(chǎn)過程，避免系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)和隨機誤差的積累。其次要提高工藝過程精度，縮小誤差頻率分布范圍或分散程度。
過程控制包括技術(shù)準備過程、圖樣和驗收條件的制訂；鑄造工藝、工裝設(shè)計的驗證；原材料驗收；設(shè)備檢查；工裝幾何形狀、尺寸精度和裝配關(guān)系檢查等；另外，還包括熔煉、配砂、造型、制芯等工藝參數(shù)的控制。
控制方法是定期記錄工藝參數(shù)進行統(tǒng)計分析，判斷車間參數(shù)誤差頻率分布及性質(zhì)，對每一中間工序的結(jié)果進行檢查。圖1-7表示出鑄鐵車間的鑄造工藝過程質(zhì)控站（QC）及整個控制程序。
建立過程質(zhì)量控制站（簡稱質(zhì)控站）或管理站是質(zhì)量管理中行之有效的措施。質(zhì)控站能為缺陷分析提供生產(chǎn)過程背景材料以及原始記錄和統(tǒng)計資料，凡是對鑄件質(zhì)量特性有重大影響的工序或環(huán)節(jié)，一般都應(yīng)設(shè)置質(zhì)控站。
質(zhì)控站還應(yīng)貫徹并使操作者嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。工廠考核鑄件質(zhì)量，按鑄件產(chǎn)生缺陷的原因，追究個人或生產(chǎn)小組的責(zé)任。由于鑄件產(chǎn)生缺陷的原因是多方面的和復(fù)雜的，有些缺陷是由多個因素引起的，故不容易劃分各自應(yīng)承擔(dān)責(zé)任的百分比。為了解決由于劃分不公引起爭端，應(yīng)該加強中間檢查，應(yīng)對每一道工序的質(zhì)量（特別是主要工藝參數(shù)和執(zhí)行操作規(guī)程的情況）進行嚴格的控制，從而確定個人或小組的質(zhì)量責(zé)任。例如質(zhì)控站按規(guī)程抽查型砂的性能，如果不符合標準的規(guī)定，就應(yīng)當根據(jù)超過標準的百分數(shù)來衡量配制型砂者的工作質(zhì)量，并據(jù)此來決定獎懲的程度。
影響鑄件質(zhì)量的因素眾多，加強質(zhì)控站的中間檢查的另一好處是將所有影響因素都置于嚴格控制之下，任何一道不合格操作，都消除在最后形成鑄件之前。
過程中出現(xiàn)的問題就是鑄件發(fā)生缺陷，一般都按P（計劃）、D（實行）、C（檢查）、A（處理）質(zhì)量體系活動模式的步驟進行改進。除此外，分析具體的鑄件缺陷時還需要明確問題、分析數(shù)據(jù)和設(shè)計試驗等。
（二）鑄件質(zhì)量保證
質(zhì)量保證（QA）因生產(chǎn)鑄件質(zhì)量要求而有差別。超級合金鑄件同無牌號鑄鐵件相比較，它們的質(zhì)量要求當然不同，但是它們在不同質(zhì)量要求或規(guī)格前提下，生產(chǎn)質(zhì)量均需穩(wěn)定，因而要在不同水平上建立起保證體系。
這種體系主要是由用戶對鑄件生產(chǎn)者一方提出：要求了解鑄件承制方質(zhì)量保證體系水平是否與對鑄件的要求相適應(yīng)。如質(zhì)量保證的水準低于鑄件質(zhì)量所要求的，則不能保證鑄件質(zhì)量的可靠性。在這種情況下，承制方得不到信任，應(yīng)被更換。
質(zhì)量保證體系構(gòu)成分軟件和硬件兩部分，在軟件上要求承制方：
1）質(zhì)量管理機構(gòu)健全。
2）質(zhì)量責(zé)任制度明確。
3）質(zhì)量信息網(wǎng)絡(luò)全面、靈敏和功能齊全。
4）有完善的標準化組織。
5）計量工作完備。
6）對從業(yè)人員的質(zhì)量教育經(jīng)�；�
7）產(chǎn)品的技術(shù)檔案詳細，管理機能好。
技術(shù)檔案的內(nèi)容因鑄件的要求而不同，對特別重要的鑄件，應(yīng)容許用戶查到從事造型、合型、熔煉及澆注的人員，甚至可查到熱處理、探傷、焊修者的操作記錄，以及焊修人員所用焊條的牌號和批次。
承制方擁有的基本設(shè)施和技術(shù)，也是保證鑄件質(zhì)量要求的必需手段。例如滿足出口要求的鑄鋼件，澆冒口斷口痕跡必須用碳弧氣刨清除平整，并把它列入生產(chǎn)過程作為一道工序，以保證鑄件質(zhì)量。這方面的要求還有：
1）生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)圍繞鑄件質(zhì)量要求進行調(diào)整。鑄件精度要求高，造型設(shè)備水平應(yīng)相應(yīng)提高。
2）工藝裝備，企業(yè)應(yīng)具有一定的工裝設(shè)計水平及制造與維修的、保養(yǎng)和管理的能力。
3）生產(chǎn)過程中的監(jiān)控是實施質(zhì)量管理所需數(shù)據(jù)的來源，要求質(zhì)控點足夠，布置合理和符合經(jīng)濟生產(chǎn)的原則。
4）產(chǎn)品的檢驗手段完備，防止不合格鑄件漏檢出廠，是完成質(zhì)量保證體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
除上述軟硬件內(nèi)容外，一個企業(yè)中從業(yè)人員的素質(zhì)往往在質(zhì)量保證體系中起決定性作用，應(yīng)該通過培訓(xùn)和教育，予以保證和提高。
小故事
捷 徑
一群人，行色匆匆。在漫長的跋涉中，他們都希望以最簡捷的方式實現(xiàn)自己的目標，到達夢寐以求的終點。
這是一條通往終點的捷徑，但是有一條河攔住了他們的去路。河水波濤洶涌，根本無法逾越。
人群在河邊觀望了很久，萬般無奈之中只得各自散去，他們希望能夠找到新的路徑繞過這道天然的屏障。最后在河邊只剩下三個人。
第一個人仔細觀察著河水，他先是扔下幾塊石頭試試水的深淺，又扔下幾根樹枝看看水的流速，然后選擇了一個合適的地方，脫下衣服，勇敢地跳了下去。河面很寬，但他終于還是游了過去，他到達了彼岸，驕傲地揮動著自己的拳頭。
第二個人在河邊徘徊著，思考著，很快他走進樹林，砍伐樹木，編制木筏，他將木筏放到了水里，跳了上去。雖然河水很急，木筏在河中劇烈顛簸充滿危險，但這個勇敢的人也到達了彼岸。
第三個人顯得非常的瘦弱，夜幕已經(jīng)降臨，而他仍然沒能過去。他既不會游泳，也不會伐木制造木筏，但他知道，也許這里是到達終點的唯一出路。他望著這不可逾越的鴻溝，觀察著滿天的星斗，坐在岸邊，思考了很久，最終他決定先在岸邊找一個地方安頓下來。
日復(fù)一日，天氣越來越冷，他靜靜地等待著機會的來臨。終于不出所料，寬闊的河面結(jié)起了厚厚的冰凌，天塹變成了通途。他抖擻精神，沒有費太大的力氣，成功地到達了彼岸。
三個人都到達了目的地，而其他的人仍在對岸苦苦尋找出路。
同樣的路程，智者憑其智，能者憑其能，他們都找到了通往彼岸的捷徑，而平庸者只能仰天長嘆，只能怨天尤人。也許，捷徑不僅僅是路，捷徑有時候也是方法，也是能力是智慧，但捷徑只能屬于強者，庸人沒有捷徑，甚至沒有路。
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；2.都江堰市金星鋼鐵助劑研究所；3.太原科技大學(xué))
在現(xiàn)有鑄造技術(shù)理論與生產(chǎn)實踐中，冶煉高爐鐵液首先通過鑄模成型為生鐵，即鑄造生鐵，然后再經(jīng)沖天爐二次熔煉，通過鑄型澆注而成為鑄件產(chǎn)品。那么，冶煉高爐鐵液能不能直接用于鑄造鑄件呢? 本文就此問題進行了實踐探索。
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《鑄造手冊》[2]。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） 鐵液澆注溫度控制在1250℃—1280℃。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[3]（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500余噸應(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，1997：675.
[2]中國機械工程學(xué)會鑄造分會．鑄造手冊（第一卷．第四章）．北京：機械工業(yè)出版社，1997：208
[3]蔣祖濱．現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)．鑄造設(shè)備研究 2007（3）：33-35
