鑄造使用喂線技術(shù)正確方法

吳 強(qiáng)，吳荷生，趙祖東，吳玉彬

(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 哈爾濱 150070; 2. 哈爾濱科德威冶金股份有限公司)

1 實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)

要用好喂線技術(shù)首先要了解基本原理。合金包芯線技術(shù)(喂線技術(shù))是包芯線制造技術(shù)(起步時(shí)研究重點(diǎn))和包芯線應(yīng)用技術(shù)(推廣應(yīng)用時(shí)研究重點(diǎn))的總稱。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：利用包芯機(jī)使得薄鋼帶將欲加入鋼水或鐵水的破碎成一定的粒度的各種添加劑(脫氧劑、脫硫劑、變質(zhì)劑、合金等)包裹成一條具有任意長(zhǎng)度的包芯線(如圖1)，然后借助于喂線機(jī)使包芯線以一定的速度穿過(guò)渣層，到達(dá)盛有鋼水或鐵水的鋼包、鐵水包或中頻爐的底部附近的鋼水或鐵水中。隨著包芯線外皮的不斷熔化，將其包裹的添加劑徐徐進(jìn)入鋼水或鐵水中，通過(guò)添加劑與其周圍的鋼水或鐵水的相互作用 (如圖2)。喂線技術(shù)主要因素有3大部分：即材料、設(shè)備和工藝。

2 正確選擇包芯線

2.1 鑄造合金包芯線的種類及特點(diǎn)

(1)按截面形狀分類

a.矩形線：是包芯線發(fā)展初期使用的，后來(lái)因使用不便被淘汰。

圖1 包芯線截面形狀

圖2 包芯線的加入過(guò)程

b.圓形線：是現(xiàn)在常用的粉芯包芯線。

c.帶有頂溝的圓形線：是圓形線為了提高包芯線強(qiáng)度和粉更加致密而發(fā)展出來(lái)的。

表1

圖3 各種截面形狀的包芯線

(2)各種包芯線特點(diǎn)

我們分別對(duì)圓形包芯線和帶頂溝圓形線進(jìn)行了180°折彎試驗(yàn)。沒(méi)有頂溝的線折到接近90°時(shí)開(kāi)裂如圖5所示。帶頂溝的線折成180°如圖7所示，沒(méi)開(kāi)裂和開(kāi)口。試驗(yàn)結(jié)論見(jiàn)表2-1

b.圓形線強(qiáng)度試驗(yàn)情況

圖4 圓形線

圖5 圓形線折彎試驗(yàn)

c.帶有頂溝的圓形線強(qiáng)度試驗(yàn)情況

圖6 帶有頂溝的圓形線

圖7 帶頂溝圓形線折彎試驗(yàn)

2.2 選擇包芯線的原則：

(1)首先要選擇粉芯是真正的合金狀態(tài)材料。

(2)根據(jù)上述包芯線特點(diǎn)，鑄造用包芯線要選擇粉致密，單位長(zhǎng)度誤差小的包芯線。

(3)處理包大的選擇直徑粗的(13mm)，小包選擇小直徑的包芯線。

3 喂線裝置

3.1 喂線裝備種類及用途

3.1.1 鋼用喂線裝備

國(guó)內(nèi)外鋼用喂線機(jī)基本上都是臥式喂線機(jī)。為什么煉鋼要用臥式喂線機(jī)？主要是鋼包大、喂線量大功率大，喂線機(jī)體積大占用場(chǎng)地大，不用排塵裝置等因素決定的。

3.1.2 鑄造用喂線機(jī)

鑄造用喂線機(jī)必須用立式喂線機(jī)，主要是鐵包小、進(jìn)線時(shí)不能偏，這就要求進(jìn)線要直，準(zhǔn)確地喂入鐵包中間，才能保證包芯線插入鐵水底部。

3.2 在處理站進(jìn)行球化處理

在鑄造車間采用喂線技術(shù)，是不能單獨(dú)使用喂線機(jī)的，必須與環(huán)保設(shè)備組合成喂線球化處理站達(dá)國(guó)家環(huán)保政策要求，必須做一個(gè)喂線處理站能把喂線處理過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵收集起來(lái)并處理后達(dá)到環(huán)保要求排放。鑄造用處理站是鑄造工藝環(huán)保要求決定。

4 提高鑄造水平用好喂線技術(shù)

首先我們確立正確的鑄造喂線處理的理念：

(1)鑄造工藝為主導(dǎo)；

(2)裝備是保證；

(3)控制水平?jīng)Q定質(zhì)量；

(4)人的責(zé)任心決定經(jīng)濟(jì)效益

4.1 鑄造工藝為主導(dǎo)

(1)根據(jù)鑄件產(chǎn)品要求及原材料實(shí)際情況，確定包芯線的成份配方，針對(duì)國(guó)內(nèi)的鑄造廠，此項(xiàng)更加重要，因?yàn)閲?guó)內(nèi)原材料情況比較復(fù)雜，不能一方藥醫(yī)百家病，這也是與國(guó)外生產(chǎn)情況最大的差異所在，對(duì)包芯線的配方選用更加要求有針對(duì)性；

(2)根據(jù)產(chǎn)品要求及處理包大小，確定包芯線規(guī)格和確定合理的喂線參數(shù)。這是使用廠家最容易忽視的因素，對(duì)包芯線的作用原理認(rèn)識(shí)模糊，最普遍的就是忽視喂線速度的重要性以及對(duì)影響喂線速度因素的理解誤區(qū)，喂絲法工藝本身就是一種精確添加工藝，沒(méi)有準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)定，就不可能 達(dá)到準(zhǔn)確的添加目的。

(3)根據(jù)熔煉、澆鑄工藝合理地確定處理站的位置，保證球化處理后在最短時(shí)間內(nèi)澆鑄，主要體現(xiàn)在使用者對(duì)鎂衰退和孕育衰退的模糊理解，兩者有很大的區(qū)別。

4.2 裝備是保證

(1)喂線機(jī)的精度高、強(qiáng)度好。鑄造喂線主要用在球化處理和蠕化處理，由于包小處理鐵水量少，要求每次喂線長(zhǎng)度誤差小，機(jī)器結(jié)構(gòu)要有足夠強(qiáng)度和剛度才能保證喂線精度。

(2)導(dǎo)線方式，出線角度要正確，才能保證喂線準(zhǔn)確進(jìn)入鐵水底部。

(3)處理站的結(jié)構(gòu)合理，根據(jù)工藝特點(diǎn)及鐵水運(yùn)輸方式合理地選擇處理站結(jié)構(gòu)(進(jìn)出包的方式)。

(4)密閉性要好，包蓋與鐵包口沿要平整，保球化劑爆發(fā)時(shí)鐵水不噴濺出包外。

(5)有足夠大除塵能力，要有足夠的抽塵風(fēng)量，把處理產(chǎn)生煙塵抽出，?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境沒(méi)有煙塵。

4.3 控制水平?jīng)Q定質(zhì)量

(1)控制有效段速度穩(wěn)定性，要求在喂線時(shí)當(dāng)達(dá)到規(guī)定的喂線速度能保持穩(wěn)定運(yùn)行，不能產(chǎn)時(shí)快時(shí)慢。

(2)控制喂線量的精度，每次喂線量的誤差要小，由其蠕化處理時(shí)尤為重要。

(3)喂線過(guò)程自動(dòng)化控制(智能化)程度，智能化程度越高，人為因素抗干擾少，處理重現(xiàn)性好，保證生產(chǎn)批量質(zhì)量的穩(wěn)定。

(4)自動(dòng)化(智能化)管理程度，這是系統(tǒng)管發(fā)展趨勢(shì)要求。

4.4 責(zé)任心決定經(jīng)濟(jì)效益

4.4.1 設(shè)計(jì)人的責(zé)任心(投資經(jīng)濟(jì)效益)

(1)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)，必須結(jié)合用戶的實(shí)際情況和工藝要求，結(jié)構(gòu)形狀、工藝要求、相應(yīng)配方三位一體，了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)際確定方案，原則上原工藝流程不做大的改動(dòng)。

(2)技術(shù)支持，設(shè)計(jì)人員能在投產(chǎn)以后長(zhǎng)期技術(shù)支持，必須有豐富的理論支持和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同問(wèn)題，才能給出最合理的解決方案，現(xiàn)在人員流動(dòng)性大情況下是不可缺少的一項(xiàng)服務(wù)。

(3)售后技術(shù)指導(dǎo)，當(dāng)企業(yè)上新產(chǎn)品時(shí)不用做大的改動(dòng)就可生產(chǎn)新的產(chǎn)品，如球鐵改蠕鐵時(shí)，只進(jìn)行軟升級(jí)就可以了，當(dāng)各種條件發(fā)生變化，比如原材料、配套設(shè)備、空間場(chǎng)地、技術(shù)要求發(fā)生變化時(shí)，原有使用及工藝參數(shù)必須加以科學(xué)有效的修正。

(4) 選擇設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)時(shí)要注意事項(xiàng)

①具有設(shè)計(jì)處理站經(jīng)驗(yàn)和較好的喂線工藝技術(shù)指導(dǎo)能力團(tuán)隊(duì)；

②設(shè)備備件及時(shí)供應(yīng)能力；

③要有一定響應(yīng)能力。

4.4.2 操作者責(zé)任心(生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益)

操作者首先必須要認(rèn)真詳細(xì)地閱讀“操作說(shuō)明書(shū)”必須做到

(1)檢查電源

要求：工作情況下，配電柜上方右側(cè)三相指示燈全亮，電源指示燈亮，左側(cè)儀表電源指示燈亮，配電柜內(nèi)變頻器上有頻率輸出。

操作：三相電就位后，將配電柜內(nèi)斷路器全部閉合，配電柜上方急停旋鈕旋出，按下電源啟動(dòng)按鈕，再按下儀表電源按鍵，對(duì)設(shè)備完全供電。

(2)工作時(shí)

設(shè)定好球化孕育參數(shù)后，正常工作情況下為現(xiàn)場(chǎng)、自動(dòng)，按下相應(yīng)的啟動(dòng)按鍵后，按鍵上綠色指示燈亮，喂線完成后，包芯線要進(jìn)行退線，退線完成后，相應(yīng)的紅色指示燈亮。

紅色指示燈亮，喂線工作才算完成，嚴(yán)禁在紅色指示燈未亮之前就將處理包移出處理站。

(3)包沿及包蓋

每包次處理完成后，要及時(shí)對(duì)包沿及包蓋進(jìn)行清理工作，否則，包蓋與包之間的縫隙過(guò)大，球化孕育處理時(shí)容易造成鐵水的迸濺。

(4)喂線過(guò)程中，風(fēng)機(jī)必須開(kāi)啟

風(fēng)機(jī)起到的作用有：除塵、給導(dǎo)管降溫、防止顆粒進(jìn)入喂線機(jī)內(nèi)。

(5)定期維護(hù)設(shè)備

視現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境而定，環(huán)境惡劣，就需要經(jīng)常性的對(duì)處理站喂線機(jī)進(jìn)行壓縮空氣吹掃工作。

當(dāng)使用外表油污嚴(yán)重的包芯線時(shí)，維護(hù)的工作量需要加大，防止喂線輪上淤積粉塵、顆粒，嚴(yán)重時(shí)，將影響處理站的正常工作，導(dǎo)致球化孕育處理的失敗。

尤其注意，要保持從動(dòng)輪上磁鋼的清潔，保證信號(hào)的正常采集工作 。

(6)防護(hù)蓋板

球化孕育處理過(guò)程中，如果需要將配電柜上的防護(hù)蓋板，放下，請(qǐng)輕輕放下，切忌用力隨手一拍，容易導(dǎo)致急停被拍下，設(shè)備停止工作。

建議工作過(guò)程中，保持蓋板開(kāi)啟，便于觀察處理站的工作情況，避免誤操作。

4.4.3 管理者責(zé)任心(質(zhì)量經(jīng)濟(jì)效益)

(1)操作者的責(zé)任落實(shí)，主要取決管理者執(zhí)行制度的力度，力度大質(zhì)量事故少；

(2)管理人員工作態(tài)度、責(zé)任心強(qiáng)，企業(yè)損失小。

5 體會(huì)

通過(guò)從事多年喂線技術(shù)研究工作，我體會(huì)是要想用好喂線技術(shù)必須作到：

(1)工藝思想與裝備技術(shù)融合(多學(xué)科融合)；

(2)理論與實(shí)踐結(jié)合(理論指導(dǎo)實(shí)踐)；

(3)要勇于否定自己過(guò)去，超越自己；

(4)要誠(chéng)信作人，實(shí)事求是做事。

6 結(jié)語(yǔ)

喂線法通過(guò)實(shí)踐證明，是一種非常行之有效的好方法，是完全可以替代各種沖入法的方法，無(wú)論從使用效果、降低成本、提高質(zhì)量、環(huán)境優(yōu)化、節(jié)能減排、自動(dòng)化解放工人等方面都明顯具有優(yōu)勢(shì)，深入了解包芯線技術(shù)及用好包芯線技術(shù)是以后每個(gè)鋼鐵企業(yè)要做到的事情，也是包芯線配套設(shè)備及材料生產(chǎn)廠家必須不斷改進(jìn)和提高的目標(biāo)。我們不但要有精確穩(wěn)定可靠自動(dòng)的設(shè)備，還要有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)用方便的技術(shù)，只有兩者結(jié)合起來(lái)，才能用好設(shè)備，用好技術(shù)，最終為生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品服務(wù)。