發(fā)熱保溫冒口覆蓋劑在合金鋼大齒輪鑄件上的應用

材質為ZG42SiMn的大齒輪,輪緣厚度19 mm,

鑄件重1 100 kg,設置4只 420 mm× 500 mm明冒

口,用冒口發(fā)熱覆蓋劑,加入量占冒口鋼液重的1.2%,

冒口補縮效率為30%,工藝出品率75%。

鋼液澆注后,每隔5 min用 6 mm鐵條插入冒口

中,直到粘不到鋼液為止,測得的凝固時間為165 min,

解剖冒口,冒口縮孔形狀如圖6所示[11]。

處理球墨鑄鐵時,用珍珠巖原礦粉作鐵水的覆蓋劑已被越來越多的鑄造車間所使用,但不能令人滿意的是,使用珍珠巖原礦粉極易粘包,在一定程度上影響了鐵水的球化效果。近來我們通過實驗,找到了一種防止珍珠巖粘包的辦法,具體做法是,在爐前球化處理時,每隔1～2包后,將稀土鎂合金放傳統(tǒng)的草木灰鐵水覆蓋劑在使用過程中,爐前煙塵很大,工作環(huán)境極為惡劣。聚渣、擋渣效果也不理想。珍珠巖鐵水覆蓋劑,雖改善了爐前工作環(huán)境,但粘包掛渣相當嚴重,給清理修復工作帶來困難。在生產(chǎn)實踐中,我們將珍珠巖和沖天爐煙塵進行混合處理,研制成了混合型珍珠巖-煙塵鐵水覆蓋劑,取得了聚渣、擋渣、保溫、遮光、環(huán)境污染少、粘包掛渣輕等綜合效果。

在鑄造生產(chǎn)中,往往對鐵水保溫覆蓋劑不夠重視。沿襲使用稻草灰作為鐵水保溫、集渣覆蓋材料,稻草灰結構松散,粘結強度差,不易扒渣,不能起到有效擋渣作用,而且當將稻草灰放到鐵水表面時,稻草灰會四處飛揚、污染作業(yè)環(huán)境、給操作工人健康帶來了不利影響。采用稻草灰,珍珠巖作鋼(鐵)水覆蓋劑已為人們所熟悉。筆者在某鄉(xiāng)辦鑄鋼廠協(xié)助工作時發(fā)現(xiàn),紅木炭塊也可作覆蓋劑。該鑄鋼廠采用木柴烘烤鋼水包,烘好后剩下許多未燃盡的木柴——紅木炭,我們把它用作明冒口的覆蓋劑取代稻草灰,效果很好,明顯改善了冒口補縮作用,提高了鑄件質量。

將工業(yè)廢棄物進行二次綜合利用,開發(fā)高附加值產(chǎn)品的研究,是目前國內外普遍關注的前沿課題。本研究結合高爐渣和白云石尾礦的物理化學性質,進行了利用此兩種工業(yè)廢棄物配制堿性中間包覆蓋劑的研究。本研究以Ca O-Si O2-Mg O-Al2O3相圖和熱力學等知識為基礎,進行大量實驗室研究,對中間包覆蓋劑的各成分配比進行優(yōu)化。確定的配比方案為:Mg O=15%、Ca O=38.18%、Si O2=31.82%,Al2O3和其他為15%(包括不低于5%的Ca F2),R=1.67。在此基礎上進行了覆蓋劑的實際配料,原料選用了某鋼鐵企業(yè)的高爐渣和經(jīng)煅燒去除CO2的某礦山白云石尾礦為基料,輔料選用膨脹珍珠巖和螢石。配制得到的堿性中間包覆蓋劑兩種工業(yè)廢棄物的總占比高達89.61%。按照實際配料方案生產(chǎn)覆蓋劑,并對其保溫性能進行工業(yè)試驗。與另一種成熟的堿性中間包覆蓋劑相比,使用工業(yè)廢棄物配置的覆蓋劑在中間包鋼水保溫性能上無統(tǒng)計學差異,可進行實際工業(yè)應用。本實驗制品制備和生產(chǎn)成本要相對更加低廉,在性能相同的情況下比其他中間包覆蓋劑更有優(yōu)勢。

過去,鑄件采用草木灰作覆蓋劑,澆注過程中由于擋渣不利,致使鑄件形成渣眼缺陷而報廢。鑄件的渣眼廢品占廢品總數(shù)的52%,為了降低成本,提高鑄件的成品率,我們采用了珍珠巖覆蓋劑。 鐵水表面采用草木灰覆蓋時,由于草木灰在鐵水表面分散,不能選用發(fā)電廠排放的廢料—粉煤灰,經(jīng)過助熔、發(fā)泡、結構化和造粒等技術處理,研制成一種新的鑄鐵用覆蓋劑。它的各項工藝性能均能通過配方和加工進行調整。這是粉煤灰在鑄造業(yè)綜合利用的實踐。 針對鐵水覆蓋劑的性能要求和稻草灰、珍珠巖作為鐵水覆蓋劑存在的有關問題;在研究保溫、耐火材料熱物特性的基礎上,經(jīng)工藝優(yōu)化研制成AGB型鐵水聚渣、保溫覆蓋劑;通過生產(chǎn)現(xiàn)場驗證:AGB型覆蓋劑的聚渣、覆蓋和保溫性能優(yōu)良,并有良好的經(jīng)濟、社會與環(huán)境效益。