鑄造課程設(shè)計(jì)--重型球墨鑄鐵井蓋

1、<p><b>　　鑄</b></p><p><b>　　造</b></p><p><b>　　合</b></p><p><b>　　金</b></p><p><b>　　熔</b></p><p

2、><b>　　煉</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p>&

3、lt;b>　　目錄</b></p><p>　　零件的原始要求…………………………………………1</p><p>　　零件的名稱、結(jié)構(gòu)及尺寸要求、材料、機(jī)械性能要求</p><p>　　選材……………………………………………………7</p><p>　　確定爐料的牌號(hào)，成分等</p><p>　　選用

4、爐料……………………………………………‥8</p><p>　　原生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵</p><p><b>　　爐料配比計(jì)算</b></p><p>　　選用高爐………………………………………………11</p><p><b>　　爐體設(shè)計(jì)</b></p><p&g

5、t;<b>　　畫圖</b></p><p>　　確定熔煉工藝過(guò)程……………………………………15</p><p><b>　　確定主要工藝參數(shù)</b></p><p><b>　　熔煉前的準(zhǔn)備</b></p><p><b>　　沖天爐熔煉操作</b>&

6、lt;/p><p>　　沖天爐判斷、常見故障排除</p><p>　　各種特殊處理（孕育處理、球化處理）</p><p>　　熱處理…………………………………………………22</p><p>　　有關(guān)熱處理參數(shù)、工藝</p><p>　　參考資料………………………………………………23</p><p&g

7、t;<b>　　一，零件的原始要求</b></p><p>　　名稱：Φ700（ZQ）重型球墨鑄鐵井蓋</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)及尺寸要求</b></p><p>　　材料：QT500-7 出品率：70%</p><p>　　機(jī)械性能要求：技術(shù)參數(shù)：</p><p>

8、;　　技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)載荷：重型400KN，普型250KN，輕型125KN </p><p>　　彎曲強(qiáng)度：平均值22MPa沖擊強(qiáng)度：平均值10J/m2 </p><p>　　壓縮強(qiáng)度：平均值25MPa </p><p>　　拉伸強(qiáng)度：平均值10MPa </p><p>　　彈性模數(shù)：平均值1000MPa </p><p>

9、;<b>　　吸 水 率：1% </b></p><p>　　耐 酸 性：試樣在20% </p><p>　　硫酸溶液中浸泡48h </p><p>　　表面無(wú)腐蝕，質(zhì)量損失1% </p><p><b>　　井蓋的荷載能力</b></p><p>　　根據(jù)國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)GB/

10、T 23858-2009的最新標(biāo)準(zhǔn)要求， 　　</p><p>　　其中有一點(diǎn)說(shuō)明，井蓋荷載能力和井蓋通過(guò)車輛的能力不是一個(gè)概念。 　　</p><p>　　井蓋荷載能力是指，在單位面積內(nèi)，通過(guò)壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，通常重型40噸。而如果是通過(guò)車的話，5軸重載卡車計(jì)算公式：5軸x40噸=200噸。在汽車總重200T噸位下，該重型井蓋可以保證通過(guò)。而某些廠家說(shuō)過(guò)80噸車輛的技術(shù)參數(shù)，如果除

11、以5軸，那么它本廠出的井蓋荷載：80t/5=16t，這就說(shuō)明，井蓋本身荷載才16噸。 　　</p><p>　　下面引國(guó)標(biāo)技術(shù)要求： 　　</p><p>　　根據(jù)GB/T23858-2009《檢查井蓋》第4項(xiàng)規(guī)定，井蓋按照承載能力劃分為六個(gè)等級(jí)，該設(shè)計(jì)屬于第四等級(jí) 　　</p><p>　　第四組：（最低選用D400類型）:城市主干路、公路、高速公路等區(qū)域。 　　

12、</p><p><b>　　井蓋尺寸二維圖</b></p><p><b>　　井蓋底座尺寸二維圖</b></p><p><b>　　三維圖展示</b></p><p><b>　　裝配三維圖</b></p><p><b

13、>　　二，選材</b></p><p>　　牌號(hào)：QT500-7</p><p>　　成分：C—代表碳；Si-代表硅；MN－代表錳。QT500－7的化學(xué)成分一般為：C3．1－3．7；SI2．2－2．8；MN0．3－0．5．</p><p><b>　　化學(xué)成分選定</b></p><p>　　選擇

14、適當(dāng)化學(xué)成分是保證鑄鐵得良好的組織狀態(tài)和高性能的基本條件，化學(xué)成分的選擇要有利于石墨的球化和獲得滿意的基體，以期獲得所要求的性能，又能使鑄件有良好的鑄造性能。</p><p>　　1.基本元素的選定及作用</p><p>　?。?）碳：由于球狀石墨對(duì)基體的削弱作用很小，故球墨鑄鐵中石墨數(shù)量的多少，對(duì)力學(xué)性能的影響不顯著，當(dāng)含碳量在3.2%~3.9%范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)力學(xué)性能無(wú)明顯的影響。所以

15、確定碳含量時(shí)，主要從保證鑄造性能考慮，為此將碳當(dāng)量選擇在共晶成分左右。具有共晶成分的鐵液的流動(dòng)性能最好，形成集中縮孔的傾向大，鑄件組織的致密度高。當(dāng)碳當(dāng)量過(guò)低時(shí)，鑄件易產(chǎn)生縮松和裂紋。但碳當(dāng)量過(guò)高時(shí)，容易產(chǎn)生石墨漂浮的同時(shí)，一定程度上對(duì)球化有影響，其結(jié)果是使鑄鐵中夾雜物的數(shù)量增多，降低鑄鐵性能，而且污染工作環(huán)境。因此應(yīng)控制含碳量在C3.5%~3.9%。</p><p>　　（2）硅：球墨鑄鐵中使鐵素體增加的作用比

16、灰鑄鐵大，所以硅含量的高低，直接影響球墨鑄鐵基體中的鐵素體量。硅在球墨鑄鐵中對(duì)性能的影響很大，主要表現(xiàn)在硅對(duì)基體的固溶強(qiáng)化作用的同時(shí)，硅能細(xì)化石墨，提高石墨球的圓整度。所以球鐵中的硅含量的提高，很大程度上提高強(qiáng)度指標(biāo)，但硅又降低鑄鐵的韌性。球墨鑄鐵經(jīng)過(guò)球化處理過(guò)的鐵液有較大的結(jié)晶過(guò)冷和形成白口傾向，硅能夠減少這種傾向。但是硅量控制過(guò)高，大斷面球鐵中促使碎塊狀石墨的生成，降低鑄件的力學(xué)性能。因此在選擇硅含量時(shí)，應(yīng)按照高碳低硅的原則，一般當(dāng)

17、含碳量為C3.5%~3.8%時(shí)硅含量控制在Si1.5%~2.0%.</p><p>　　（3）錳：錳在球墨鑄鐵中起的作用與灰鑄鐵不同?；诣T鐵中，錳除了強(qiáng)化鐵素體和穩(wěn)定珠光體外，還能減少硫的危害作用。球墨鑄鐵中，球化元素具有很強(qiáng)的脫硫能力，錳不再具有這種作用。由于錳具有嚴(yán)重的正偏析傾向，往往富集于共晶團(tuán)晶界處，促使形成晶間碳化物，顯著降低球墨鑄鐵的韌性。對(duì)含錳量的控制，依對(duì)基體的要求和鑄件是否進(jìn)行熱處理而定。對(duì)于鑄

18、態(tài)鐵素體球墨鑄鐵，通?？刂圃贛n0.3%~0.4%，對(duì)于熱處狀態(tài)鐵素體球墨鑄鐵，可控制Mn<0.5%，對(duì)于珠光體球墨鑄鐵，可控制在Mn0.4%~0.8%。在球墨鑄鐵中，錳的偏析程度實(shí)際上受石墨球數(shù)量及大小的支配，如果把石墨球控制的較多，則可放寬對(duì)錳量的限制。因此錳含量可控制在Mn0.3%~0.8%。</p><p>　?。?）磷：磷在球墨鑄鐵中有嚴(yán)重的偏析傾向，易在晶界處形成磷共晶，嚴(yán)重降低球墨鑄鐵的韌性。

19、磷還增大球墨鑄鐵的縮松傾向。當(dāng)要求球墨鑄鐵有高的韌性時(shí)，磷的含量應(yīng)嚴(yán)格控制，因此磷含量為P<0.08%.</p><p>　　（4）硫：球墨鑄鐵中的硫與球化元素有很強(qiáng)的化合能力，生成硫化物和硫氧化物，不僅消耗球化劑，造成球化不穩(wěn)定，而且還使夾雜物數(shù)量增多，導(dǎo)致鑄件缺陷，此外，還會(huì)使球化衰退速度加快，因此在球化處理之前應(yīng)對(duì)原鐵液的含硫量加以控制。熔煉中硫涉入從增碳劑中，過(guò)程控制盡可能降低原材料中硫含量的同時(shí)，

20、采取爐前脫硫措施。因此控制硫含量為S<0.08%。</p><p><b>　　三，選用爐料</b></p><p>　　1.常見元素在沖天爐熔煉過(guò)程中的增減率： </p><p>　　2.爐前添加合金元素的回收率：</p><p><b>　　3.配料計(jì)算：</b></p>

21、<p>　　首先考慮由于爐前球化孕育處理后，原鐵液碳減少0.1%~0.2%，硅吸收0.8%，錳微增，磷微減，硫減少40%~80%，因此原鐵液化學(xué)成分應(yīng)控制在：C3.6%~4.1%、Si0.7%~1.3%、Mn<0.6%、P<0.09%、S<0.16% </p><p>　　所以，鐵液各元素含量</p><p>　　第一步，計(jì)算爐料中各元素應(yīng)有的含量，可用下公式計(jì)

22、算。</p><p>　　式中 ——爐料中元素含量（%）</p><p>　　——鐵液中元素含量（%）</p><p>　　——熔煉過(guò)程中元素增減量。</p><p>　　“+”號(hào)用于元素增加，“-”號(hào)用于元素減少。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算的爐料中各元素的含量為</p><p>　　所以，要

23、求爐料各元素含量</p><p>　　第二步，初步確定爐料配比并進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　首先確定回爐料配比。回爐料主要是指澆冒口、廢鑄件和冷鐵液鑄成的錠塊等一切必須回爐重熔的鑄鐵?？杉俣ㄇ蚰T鐵的廢鋼加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。</p><p>　　其次確定新生鐵與廢鋼的配比。假設(shè)新生鐵配比為x,則回爐料的配比為100%-x-10%。所以：</p>

24、<p>　　新生鐵配入的碳含量為</p><p>　　回爐料配入的碳含量為</p><p><b>　　廢鋼配入的碳含量為</b></p><p>　　因此，整個(gè)爐料配入碳含量為</p><p><b>　　即： </b></p><p><b>

25、　　所以得</b></p><p>　　從而得到回爐料的配比為</p><p>　　所以，初步確定爐料的配比為</p><p>　　第三步，確定配比并計(jì)算鐵合金補(bǔ)加量。</p><p>　　核算硅量，確定硅鐵加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（D）。由新生鐵、回爐鐵、廢鋼配入的硅量為</p><p><b>　　得&

26、lt;/b></p><p>　　要求爐料應(yīng)配入的硅量為,經(jīng)計(jì)算決定，修改原預(yù)定硅含量至，計(jì)算加入硅鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.0218%。</p><p>　　（2）核算錳量，確定錳鐵加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（E）。由新生鐵、回爐鐵、廢鋼配入的錳量為</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　要求爐料應(yīng)配入的錳量為

27、,尚缺硅量，可加入硅鐵補(bǔ)充，即加入硅鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)（E）</p><p>　　第四步，核算硫、磷是否在要求范圍之內(nèi)。</p><p>　　（1）硫量核算，要求爐料的含硫量。爐料中新生鐵、回爐鐵、廢鋼的含硫量為 </p><p><b>　　得</b></p><p>　　可見爐料中硫的配入量在控制的要求范圍之內(nèi)

28、。</p><p>　?。?）磷量核算，要求爐料的含硫量。爐料中新生鐵、回爐鐵、廢鋼的含磷量為 </p><p>　　得，加脫磷劑CaC2。</p><p>　　第五步，根據(jù)以上計(jì)算，確定配料比，寫出配料單。</p><p><b>　?。?）配料單</b></p><p><b>

29、　　（2）配料比</b></p><p>　　通過(guò)以上計(jì)算得，各爐料的加入質(zhì)量百分比分別為：新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵及脫硫劑CaC2適量。</p><p><b>　　四，選用高爐</b></p><p><b>　　沖天爐的基本結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　

30、?。?）爐底與爐基</b></p><p>　　爐底與爐基是沖天爐的支撐部分，對(duì)整座爐子和爐料起支撐作用</p><p><b>　　（2）爐體與前爐</b></p><p>　　1）爐體是沖天爐的基本組成部分，包括爐身和爐缸兩部分。爐身是指加料口下緣至第一排風(fēng)口中心線之間的爐體。爐缸是指第一排風(fēng)口中心線至爐底之間的爐體，其作用是保

31、護(hù)爐底，匯聚鐵液和爐渣使之進(jìn)入前爐，也可以儲(chǔ)存鐵液。</p><p>　　2）前爐可由前爐體和可離的爐蓋構(gòu)成。其作用是儲(chǔ)存鐵液，使鐵液成分和溫度均勻，減少鐵液在爐缸停留時(shí)間，從而降低鐵液在爐缸中的增碳與增硫作用，凈化鐵液。</p><p>　　（3）煙囪與除塵裝置</p><p>　　煙囪在加料口上端，其作用是引導(dǎo)爐氣向上流動(dòng)并排除爐外，除塵裝置的作用是消除或減少爐

32、氣中的煙灰及有害氣體。</p><p><b>　　（4）送風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p>　　沖天爐的送風(fēng)系統(tǒng)是指自鼓風(fēng)機(jī)出口至風(fēng)口出口處為止的整個(gè)系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)管、風(fēng)箱、風(fēng)口及鼓風(fēng)機(jī)輸出管道。</p><p><b>　?。?）熱風(fēng)裝置</b></p><p>　　熱風(fēng)裝置的作用是加熱供底焦燃燒

33、用的空氣，以強(qiáng)化沖天爐底焦的燃燒。</p><p><b>　?。?）風(fēng)機(jī)。</b></p><p><b>　　2.沖天爐的尺寸</b></p><p>　　所謂沖天爐的主要尺寸是指沖天爐的內(nèi)徑、有效高度、送風(fēng)系統(tǒng)及前爐的主要尺寸以及它們之間的比例關(guān)系。</p><p>　　1）沖天爐內(nèi)徑：沖天爐

34、的許多基本尺寸都與爐膛直徑有關(guān)，因此應(yīng)首選擇它的大小。</p><p><b>　　米</b></p><p>　　式巾： D一—沖天爐爐膛直徑 米。</p><p>　　Q——規(guī)定的沖天爐的生產(chǎn)宰 。</p><p>　　S——沖天爐的單位生產(chǎn)率 ·時(shí)</p><p>　　沖天

35、爐的生產(chǎn)率越大，與之相適應(yīng)的爐膛內(nèi)徑也要越大，這是因?yàn)閺臎_天爐熔煉的普遍規(guī)律來(lái)看，沖天爐的正常單位生產(chǎn)率一般不論爐子的大小總在7—10時(shí)的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)爐子小而生產(chǎn)率高并使單位生產(chǎn)率大于此范圍時(shí)．或爐子大、生產(chǎn)率低、使單位生產(chǎn)率小于此范圍的沖天爐時(shí)．都不能獲得理想的高溫鐵水。</p><p>　　沖天爐內(nèi)徑按下表選擇：</p><p>　　2)沖天爐的高度：沖天爐應(yīng)具有必要的高度才能保證

36、爐料的充分預(yù)熱和良好的工作條件。高度不足，鐵料預(yù)熱不良，爐內(nèi)鐵水溫度難以提高。但高度太高，容易產(chǎn)生搭棚、壓碎焦炭，增加鼓風(fēng)機(jī)功率消耗和增加廠房建筑等缺點(diǎn)，這也是不必要的。合理的爐子高度可按下式?jīng)Q定：</p><p>　　式中：——沖天爐從地面至加料口的高度 米</p><p>　　——最底一排風(fēng)口至加料口的高度(有效高度 米</p><p>　　——最底一排風(fēng)口

37、至爐底的高度(爐缸高度)米</p><p>　　——爐底至地面的高度 米</p><p>　　爐底到地面的高度 一般在1．5—2．0米之間。</p><p>　　沖天爐的有效高度可按下列比例選擇：</p><p>　　(大爐子取小值，小爐子取人值）</p><p><b>　　3）沖天爐送風(fēng)系統(tǒng)</b

38、></p><p>　　風(fēng)管：風(fēng)管截面積可按下列公式計(jì)算</p><p>　　式中： ——風(fēng)管截面積與爐子截面積之比(應(yīng)已知)</p><p>　　——沖天爐的送風(fēng)強(qiáng)度 。其數(shù)值一般為100~160</p><p>　　——空氣在風(fēng)管中的流速， 米／秒。一般為10~18米／秒。</p><p>　　風(fēng)箱：風(fēng)

39、箱截面積的計(jì)算方法同風(fēng)管一樣，用同一公式計(jì)算。其中空氣在風(fēng)箱中的流速為2.5~4.0米／秒。</p><p>　　風(fēng)口：風(fēng)口總截面積一般為爐膛面積的3~5％。</p><p>　　4）前爐、過(guò)橋、出鐵口及出渣口</p><p>　　前爐：前爐的有效高度即從前爐底至過(guò)橋的距離，可按下式?jīng)Q定</p><p>　　式中： ——前爐的有效高度 米。

40、</p><p>　　——已知的前爐截面積。在大多數(shù)情況下，前爐的直徑為沖天爐直徑的0.8~1.2倍</p><p>　　和——鐵水和熔渣的儲(chǔ)存量/噸。前爐儲(chǔ)鐵量應(yīng)為0.5~1小時(shí)的熔化量或?qū)⒈緩S最大鑄件噸位作為前爐儲(chǔ)鐵量。</p><p>　　和——鐵水和熔渣的比重。分別為7.2和2.0。</p><p>　　根據(jù)同一原理，也可算出無(wú)前爐沖

41、天妒的爐缸高度。所不同的是焦炭與焦炭之間的空隙為總?cè)莘e的50％。即為：</p><p>　　過(guò)橋：過(guò)橋的大小應(yīng)利于鐵水的暢通。5~10噸／時(shí)的沖天爐的過(guò)橋直徑可在60~120毫米之間。為了便于鐵水的流通，過(guò)橋應(yīng)向前爐方向傾斜。過(guò)橋長(zhǎng)度應(yīng)越短越好。</p><p>　　出鐵口：出鐵口應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹睆健Ｈ绻趶教?，?huì)延長(zhǎng)出鐵時(shí)間而使鐵水氧化、溫度降低。如果口徑太大，則會(huì)使堵塞出鐵口發(fā)生困難。其

42、計(jì)算公式為：</p><p>　　式中： ——出鐵口直徑 毫米。</p><p>　　——前爐直徑(如無(wú)前爐即為沖天爐直徑) 毫米。</p><p>　　——前爐或爐缸儲(chǔ)鐵量 噸。</p><p>　　——出鐵時(shí)間 分。一般為1—3分鐘。</p><p><b>　　出鐵口直徑一般為：</b&

43、gt;</p><p>　　出渣口：出法口應(yīng)比出鐵口大些。一般為50~80毫米。出渣口至爐底的距離，決定于前爐或爐缸應(yīng)儲(chǔ)存的鐵水量。在需要儲(chǔ)存量相差很大時(shí)，可以來(lái)用上下兩個(gè)出渣口。</p><p>　　五，確定熔煉工藝過(guò)程</p><p>　?。ㄒ唬?制定主要工藝參數(shù)</p><p><b>　　1 合理的送風(fēng)強(qiáng)度</b>

44、;</p><p>　　所謂送風(fēng)強(qiáng)度，系指每一分鐘內(nèi)送入每一平方米爐膛截面積的風(fēng)量。單位是。</p><p>　　正常情況下，送風(fēng)強(qiáng)度應(yīng)在120~110之間</p><p>　　2 合理的熔化強(qiáng)度 </p><p>　　沖天爐熔煉的另一個(gè)主要工藝參數(shù)是熔化強(qiáng)度。在正常</p><p>　　情況下，熔化強(qiáng)度應(yīng)在7~10范

45、圍。</p><p><b>　　3 合理的底焦高廢</b></p><p>　　所謂底然高度是指爐子第一排風(fēng)口中心線至底焦頂面的距離。此值的大小對(duì)沖天爐熔化有直接的影響，如果底焦太高，鐵水溫度提高不多，熔化率就會(huì)降低。這是由于底焦太高，當(dāng)金屬料下降到底焦面上時(shí)，鐵料溫度還較低而不能熔化，要等過(guò)量</p><p>　　焦炭燒掉后，鐵料繼續(xù)下降，

46、才能熔化。另外，底焦太高，還會(huì)造成爐氣中一氧化碳含量的增加而加大熱損失。如果底焦太低，鐵料熔化后，過(guò)熱路程短，因而使鐵水溫度降低。同時(shí)，在底焦很低的情況下，會(huì)使鐵料在氧化區(qū)熔化，造成嚴(yán)重氧化，而發(fā)生事故。</p><p>　　因此底焦高度應(yīng)使底焦頂面較爐壁開始侵蝕的平面高出100~200毫米，在開爐過(guò)程中，底焦在不斷地燃燒消耗，為保持底焦高度基本不變，則需要加入層焦不斷地補(bǔ)充。如果底焦消耗量與層焦的補(bǔ)充量大體相等

47、時(shí)，底焦面將基本上保持不變。如果補(bǔ)充量不足，則隨著熔化時(shí)間的延長(zhǎng)底焦面將下降，從面造成鐵水溫度的降低和鐵水的大量氧化。反之，如果補(bǔ)充量大于消耗量，則底焦面將高出熔化區(qū)頂面，這樣就使鐵料的熔化時(shí)斷時(shí)續(xù)而降低了熔化率，同時(shí)也降低了焦鐵比。適當(dāng)?shù)膶咏箲?yīng)根據(jù)焦炭質(zhì)量、鐵水溫度和溶化率來(lái)確定。</p><p><b>　?。ǘ┤蹮捛暗臏?zhǔn)備</b></p><p>　　在沖天爐

48、的實(shí)際熔煉過(guò)程中，爐前質(zhì)量的控制主要有新原材料的試用，熔鐵順序的安排，交界鐵水的處理，爐前化學(xué)成分的控制等。</p><p><b>　　1新原材料的試用</b></p><p>　　每當(dāng)有新產(chǎn)地的原料，要正式投入使用前，必須進(jìn)行試用。也就是在熔煉開始的一兩批中，用新產(chǎn)地的原料按所需的鑄鐵級(jí)別進(jìn)行配料。出鐵時(shí)，在爐前觀</p><p>　　察鐵

49、水槽中的火花形狀與數(shù)量，觀察三角試片的白口深度，澆注試塊，以測(cè)定機(jī)械性能，并對(duì)這些資料做好記錄，然后進(jìn)行分析新產(chǎn)地的原料所得到的火花形狀，數(shù)員、白口深度和機(jī)械性能是否和原估計(jì)大致相同，以便確定能否使用或采取何種措施。</p><p><b>　　2 熔鐵順序的安排</b></p><p>　　就鐵水溫度而言，熔煉開始時(shí)溫度逐漸上升，在熔化中期溫度最高，而到后期則有所下

50、降。因此，低牌號(hào)的鑄鐵因流動(dòng)性比較好，澆注溫度允許低一些，故都安排在前期熔化。高牌號(hào)鑄鐵由于流動(dòng)性差，饒注溫度要求較高，因此大多安排在熔煉的中期或者后期熔化。</p><p>　?。ㄈt前質(zhì)量的控制</p><p>　　1 根據(jù)鐵水火花判斷鐵水質(zhì)量</p><p>　　出鐵槽中鐵水的火花越多，說(shuō)明鐵水中碳、硅含量越。</p><p>　　低

51、，錳量越高，三角試片的白口深度越大，硬度越高。具體分析有：</p><p>　　第一種是暗紅色的流線型火花，它飛的比較高，這種火花越多、越長(zhǎng)，飛的越高，則表示鐵水中的含碳量越低。</p><p>　　第二種是亮白色的團(tuán)絮狀火花，這種火花越多、越大，飛的越高，則表示鐵水中的含硅量越低。</p><p>　　第三種是細(xì)小的針狀火花，它很亮，飛的很低，在出鐵口周圍，這種火

52、花越多表示鐵水中的含錳量越高。</p><p>　　2 根據(jù)三角試片判斷鐵水質(zhì)量</p><p>　　三角試片尖端與底邊的厚度不同，因而冷卻速度不一樣，它的斷面組織也就不一樣。根據(jù)斷面組織情況可以迅速地判斷鐵水的化學(xué)成分和機(jī)械性能。如表5-1 </p><p>　　表5-1 三角式樣的尺寸</p><p>　　3 根據(jù)爐渣的顏色判斷鐵水質(zhì)量

53、</p><p>　　用鐵棒將爐渣拉成細(xì)絲，在陽(yáng)光下，觀察其顏色，如爐渣呈淡綠色玻璃狀，且流動(dòng)性很好，說(shuō)明爐子熔化正常。如呈深黑色，堅(jiān)實(shí)致密而且很重流動(dòng)性就差，說(shuō)明爐溫低，風(fēng)量大，有氧化情況，要及時(shí)補(bǔ)加焦炭，降低風(fēng)量。如爐渣呈深黑色，輕而發(fā)泡，則說(shuō)明爐溫低，氧化嚴(yán)重，風(fēng)量過(guò)大，熔劑太少，要立即追加焦炭，降低風(fēng)量，增加石灰石用量。如爐渣呈灰白色石頭狀，重而粘稠，則說(shuō)明石灰石用量太多，使?fàn)t壁侵蝕嚴(yán)重，必須減少其用量。

54、</p><p>　　4 打爐前料住高度的判斷</p><p>　　打爐前期隨著熔化過(guò)程的進(jìn)行，料柱降低，料口開始出觀藍(lán)色火焰，然后火焰由藍(lán)變成暗紅色。隨著爐料的繼續(xù)下降，暗紅色的火炮焰變?yōu)榧t色，這時(shí)爐料大約還?！胱笥摇ｋS著時(shí)間的推移，火焰逐漸變亮而發(fā)白，并有火花出現(xiàn)，這時(shí)爐料約還有三分之一。隨后，火花逐漸變多，火光更亮，這時(shí)爐料還剩1~2批左右。在火花大量出現(xiàn)之后，開始逐漸減少，最后消

55、逝，而火光也逐漸暗淡下來(lái)，達(dá)時(shí)爐料已全部熔化。</p><p>　?。ㄋ模?沖天爐熔煉操作</p><p>　　沖天爐的操作主要包括修爐、點(diǎn)火、裝料、開爐熔煉和停風(fēng)打爐幾個(gè)方面，現(xiàn)分別敘述如下：</p><p><b>　　1 修爐</b></p><p>　　沖天爐在每次熔煉之后，熔化帶以下特別是風(fēng)口區(qū)受到很大的侵蝕，

56、過(guò)橋、前爐和出鐵口等處也由于受到鐵水和熔渣的沖刷，形狀和尺小將發(fā)生改變。因此，必須進(jìn)行修理。修爐的材料用耐火磚和耐火泥。修爐的耐火材料一般是用50%~60％的石英砂和40%~50%的耐火泥加適量的水?dāng)嚢瓒?。為了混合均勻，最好用拌泥機(jī)攪拌，并在加水前干混3~5分鐘，加水后濕混6~7分鐘使之充分均勻方可。修爐時(shí)必須保證沖天爐和前爐的直徑、風(fēng)口的大小位置、形狀和出鐵口、出渣口的大小、形狀的正確性。</p><p>&

57、lt;b>　　2 點(diǎn)火</b></p><p>　　在熔化開始前兩小時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火。先從加料口裝入木刨花然后加入木柴和40%的底焦，再?gòu)狞c(diǎn)火洞塞入點(diǎn)燃的油棉紗將木柴點(diǎn)燃。這時(shí)把風(fēng)口全部打開，自然通風(fēng)，讓底點(diǎn)著，待全部燒紅后再加入50%的底焦，之后即可鼓風(fēng)10分鐘左右待全部燒紅后停風(fēng)，然后從風(fēng)口中將底焦搗實(shí)，測(cè)量底焦高度并用余下的10%的底然來(lái)調(diào)整底焦高度，使之達(dá)到規(guī)定要求如果底焦高度不足，必須補(bǔ)加。

58、點(diǎn)火后操作者應(yīng)注意不能為在加料口處澆油，以防發(fā)生意外。</p><p><b>　　3 裝料</b></p><p>　　核實(shí)好底焦高度后即可進(jìn)行裝料。首先在底焦面上加入不少于批料熔劑量?jī)杀兜娜蹌?，以便與底焦中的灰分造渣。然所加入鐵料、焦炭和熔劑。熔劑應(yīng)加在爐子的中心以減少它對(duì)爐襯的侵蝕。所行加入爐中的原材料的塊度都應(yīng)符合要求以避免產(chǎn)生故障。為了提高鐵水溫度、減少氧化

59、和使熔化過(guò)程穩(wěn)定正常，爐料應(yīng)盡量保證清潔。加料的數(shù)量要盡量保證均勻。這是整個(gè)熔煉過(guò)程中極為重要的，不然就不能獲得合格的比學(xué)成分。批料要加到加料口下沿為止。</p><p><b>　　4 鼓風(fēng)熔煉</b></p><p>　　爐料續(xù)滿后。經(jīng)過(guò)半個(gè)小時(shí)的悶爐，使?fàn)t料得到稍微預(yù)熱后即可正式鼓風(fēng)進(jìn)行熔煉。在送風(fēng)并待鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再關(guān)閉風(fēng)口。這時(shí)前爐中的出鐵口和出渣口暫不關(guān)

60、閉，保持開啟狀態(tài)．以便使沖天爐的部分爐氣從前爐通過(guò)，以便加熱過(guò)橋、前爐和出鐵口、出渣口，使第一次出鐵不致發(fā)生團(tuán)難。</p><p>　　在熔煉過(guò)程中要經(jīng)常從窺視孔中觀察爐內(nèi)情況。如果風(fēng)口處發(fā)白發(fā)亮，則說(shuō)明底焦法燃燒較好、爐溫較高。如風(fēng)口發(fā)暗紅．則說(shuō)明底焦燃燒較差，溫度不高。如在風(fēng)口處發(fā)現(xiàn)結(jié)渣觀象時(shí)，應(yīng)及時(shí)搗通，以保證均勻地進(jìn)風(fēng)和爐料的順利運(yùn)行。但不能同時(shí)清理兩個(gè)風(fēng)口，以便于保證正常的送風(fēng)量。</p>

61、<p>　　在熔化過(guò)程中，發(fā)生事故或暫時(shí)需要將爐子的熔化率降低時(shí)，應(yīng)盡量不采取中間停風(fēng)的辦法。因?yàn)橹虚g停風(fēng)會(huì)降低鐵水溫度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使?fàn)t子凍結(jié)。可以用多加焦炭降低爐子熔化率的辦法來(lái)解決。實(shí)在不行要停風(fēng)時(shí)，應(yīng)將前爐內(nèi)的鐵水和熔渣全部放盡，并開放出鐵口，等恢復(fù)送風(fēng)后出鐵口流出鐵水時(shí)再堵塞。這樣做可以避免出鐵口堵死。同時(shí)還必須將全部風(fēng)口關(guān)閉，以免白然進(jìn)風(fēng)造成白熔而使過(guò)橋凍結(jié)。</p><p>　　在熔煉過(guò)程中

62、，爐料要始終保持規(guī)定料面的高度，做到料伙穩(wěn)定，這對(duì)于熔化的正常進(jìn)行是很重要的。</p><p><b>　　5 停風(fēng)打爐</b></p><p>　　鑄件全部澆注完畢后即可停風(fēng)打爐。在停風(fēng)后，先把剩余的鐵水和爐渣全部放出，再檢查爐底地面及周圍是杏干燥．必要時(shí)鋪上干砂，以免鐵和水接觸引起爆炸而造成事故。此外，打爐時(shí)必須注意保護(hù)爐腿以免受熱變形。因此打護(hù)后應(yīng)將余焦余鐵迅速

63、扒出爐底，噴水冷卻使焦炭和鐵塊熄滅。打爐時(shí)，為了安全起見，非有關(guān)人員應(yīng)遠(yuǎn)離沖天爐。</p><p>　　（五）沖天爐判斷、常見故障排除</p><p>　　在沖天爐熔煉的過(guò)程中，由于各種原因，往往會(huì)發(fā)生各種故障，使得熔煉不能正常進(jìn)行。這就要求我們掌握各種可能出現(xiàn)的故障，了解它們的特征、產(chǎn)生的原因及預(yù)防和消除方法，以便盡量避免和及時(shí)排除，使熔煉得以正常進(jìn)行。如下表 </p>&

64、lt;p>　　沖天爐判斷、常見故障排除 </p><p>　?。?各種特殊處理（孕育處理、球化處理）</p><p><b>　　1球化處理</b></p><p>　　a，球化劑的選擇：在沖天爐熔煉的條件下，國(guó)內(nèi)普遍采用稀土含量高的球化劑，如FeSiMg8RE7。這種球化劑處理球墨鑄鐵時(shí)，白口傾向大，稍有

65、不慎鑄件內(nèi)就會(huì)有過(guò)量碳化物的出現(xiàn)，不得不進(jìn)行熱處理；同時(shí)，由于球化劑中稀土含量高，使鑄件中微觀夾雜物量增多，降低材料的綜合性能。試驗(yàn)用的原鐵液含硫量低，因此選用含稀土低的FeSiMg8RE3球化劑， 其化學(xué)成分如表3所示。</p><p>　　優(yōu)質(zhì)球化劑不但對(duì)化學(xué)成分有嚴(yán)格要求， 而且對(duì)塊度也有一定要求。</p><p>　　表3 FeSiMg8RE3球化劑化學(xué)成分</p>

66、<p>　　b，球化處理方法和加入量：球化處理采用蓋包法，該工藝可以減少球化處理過(guò)程的煙塵，提高鎂的吸收率，降低球化劑的加入量K+L。</p><p>　　球化劑的加入量還與球化劑的質(zhì)量、鐵液質(zhì)量以及鐵液溫度有關(guān)。所用球化劑牌號(hào)不變時(shí)，球化劑的加入量隨鐵液含硫量的增加而增加。由于球化處理溫度合理，并且采用了包內(nèi)有一定壓力的蓋包法球化處理工藝，減少了球化處理過(guò)程鎂的氧化燒損，因此采用一次出鐵進(jìn)行球化處理

67、，球化劑的加入量為1.1%~1.2%`。</p><p><b>　　2孕育處理</b></p><p>　　為提高鑄件中珠光體的含量，孕育時(shí)加入一定量的錳是必要的。為防止過(guò)量的錳在鑄件中產(chǎn)生偏析，再加入微量的Sb提高珠光體比例，能有效降低錳鐵的加入量，同時(shí)可以細(xì)化石墨，改善石墨形態(tài)。微量Ba能提高球化率，增加石墨球數(shù)，減小白口傾向，提高鑄件的伸長(zhǎng)率。試驗(yàn)采用多元素微

68、量復(fù)合孕育處理：一次孕育使用粒度為3~15mm的FeSi75孕育劑，加入量為0.9%，二次孕育（倒包孕育）使用粒度為0.5~3.0mm的復(fù)合孕育劑 （ 如表4所示）。</p><p>　　表4 復(fù)合孕育劑含量</p><p><b>　　六，熱處理</b></p><p>　　球墨鑄鐵井蓋熱處理是利用加熱和冷卻的方法，有規(guī)律地改變鑄鐵的蕊體組

69、織，從而使其具有與所獲得組織相應(yīng)的性能，以滿足某一工作條件所需要，例如高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、決好的塑性、韌性等。 每一個(gè)熱處理操作了藝都是由在固態(tài)范圍內(nèi)加熱、保溫和冷卻三步工序組成。由于加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度的不同，所獲得的基體組織亦不同，因此，鑄鐵件生產(chǎn)除適當(dāng)調(diào)整化學(xué)成分以達(dá)到控制共基體組織外，熱處理是控制和改進(jìn)墓體組織達(dá)到提高鑄鐵性能的一種改要途徑。 鑄鐵的熱處理與鋼的熱處理有相同之處，也有不同之處。在熱處理方法方而鑄鐵.而

70、以仿照鋼的處理工藝，但在工藝參數(shù)方面由于石墨的存在，金屬浩體和化學(xué)成分的差異，使鑄鐵的熱處理具有一定的特殊性。</p><p>　　球墨鑄鐵的淬火并回火處理Mz4熱處理技術(shù)網(wǎng)——熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) www.nbht.org 熱處理技術(shù)信息最全的網(wǎng)站 寧波熱處理學(xué)要求強(qiáng)度高同時(shí)韌性較好的綜合機(jī)械械性能，對(duì)鑄鐵件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。工藝是：鑄鐵件加熱到860-900℃的溫度保溫讓基體奧氏體化，再在油或熔鹽中冷卻實(shí)現(xiàn)淬火

71、，后經(jīng)500-600℃的高溫回火，獲得回火索氏體組織(一般尚有少量粹塊狀的鐵素體)，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后強(qiáng)度，韌性匹配良好。Mz4熱處理技術(shù)網(wǎng)——熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) www.nbht.org 熱處理技術(shù)信息最全的網(wǎng)站 寧波熱處理學(xué)2.提高韌性的球墨鑄鐵退火Mz4熱處理技術(shù)網(wǎng)——熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) www.nbht.org 熱處理技術(shù)信息最全的網(wǎng)站 寧波熱處理學(xué)球墨鑄鐵在鑄造過(guò)程中此普通灰口鑄鐵的白口傾向大，內(nèi)應(yīng)力也較大，鑄

72、鐵件很難得到純粹的鐵素體或珠光體基體，為提高鑄鐵件的延性或韌性，常將鑄鐵件重新加熱到900-950℃并保溫足夠時(shí)間進(jìn)行高溫退火，再爐冷到600℃出爐變冷。過(guò)程中基體中的滲碳體分解出石墨，自?shī)W氏體中析出石墨，這些石墨集聚于原球狀石墨周圍，基體全轉(zhuǎn)換為鐵素體。Mz4熱處理技術(shù)網(wǎng)—</p><p><b>　　七，參考資料</b></p><p>　　1，《鑄造手冊(cè)第三版》

73、機(jī)械工程出版社，李魁盛主編</p><p>　　2，《鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)》中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)，李新亞主編</p><p>　　3，《鑄件配料手冊(cè)第二版》機(jī)械工業(yè)出版社，陳琦、彭兆弟主編</p><p>　　4，《沖天爐技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，宋強(qiáng)主編</p><p>　　5，《沖天爐及其熔煉技術(shù)》中國(guó)電力出版社，張明、殷黎麗主編</p>