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采用萃取球墨-压扁法、层磨法、高温烧结后石墨球核心物质的分析等各种途径对石墨球核心物质的分析可以得出,微量元素O、S、Bi等在石墨球形核的过程中起着至关重要的作用,正是它们与铁水中的各种金属元素发生反应生成各种氧化物、硫化物以及金属间化合物等,增加了石墨球形核的核心,从而达到增加石墨球数量,提高其圆整度的作用。 透射电镜研究结果表明,石墨的核心物质可能是一个颗粒,也可能是两个颗粒连在一起共同作为石墨核心,其尺寸大都为2-3um,由选区电子衍射图谱标定的结果可知,核心物质确实存在γ-MnS。综合XRD、EDS以及TEM的测试结果,我们推断石墨核心的发源地为Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金属间化合物CeBi,外层为顽辉石MgO·SiO2及镁橄榄石2MgO·SiO2,通过孕育处理引入Ca后,反应生成了六方硅酸盐CaO·SiO2、CaO·Al2O3·2SiO2,它们与石墨的晶格失配度较低,石墨可以在其表面上形核析出。
球墨铸铁件之所以能打败其他工件成为多种场合使用的,就是因为它具有强大的抗压能力以及优异的防腐性能,其中防腐性能就是来自于产品表面的镀锌层。当锌与铁发生电化学反应滞后被,就会在球墨铸铁件表面形成稳定的保护层,对产品起到主动的保护作用。铸铁型材差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。
对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产均十分有利。将中频感应炉用于连续铸造或离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼,用它取代冲天炉,或与高炉、冲天炉进行双联,其生产能力将可得到充分发挥。例如,国内有1个离心球墨铸铁管生产厂家,就是采用了10t中频感应炉与高炉双联工艺,对铁液进行升温和调整成分,将贮存的高炉铁液从1300℃升温到1520℃,大约需要27min。该炉频率100~200Hz,功率为2500kW。



对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产均十分有利。将中频感应炉用于连续铸造或离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼,用它取代冲天炉,或与高炉、冲天炉进行双联,其生产能力将可得到充分发挥。应该提到的是,配有双供电电源与控制系统的中频感应炉,即使在1台炉子烘炉时,也能保证另1台炉子正常生产,从而实现铁液的及时连续供应,这也是工频感应炉无法比拟的。
随着铸铁水平连铸技术的不断,铸铁型材正在被越来越广泛的应用到工业行业中的各个领域。通过对连铸设备、控制系统的改进和相关工艺参数的优化,制备了几种不同截面尺寸的小直径铸铁型材,并从小直径铸铁型材的凝固成型特点出发,分析研究了其组织与性能之间的对应关系,得出了以下结论:小直径铸铁型材的金相组织特点是:发达的初生奥氏体枝晶和枝晶间分布的细小的D型石墨。小直径铸铁型材的断面硬度均匀性较好,一般在HB190~220,断面硬度差仅为HB±15.小直径铸铁型材的抗拉强度均在320MPa以上,力学性能良好.从拉伸断口可以得出:奥氏体枝晶在铸铁型材的断裂过程中主要表现为阻止裂纹扩展的作用,增加断裂所需的能量,提高铸铁型材的强度。对小直径铸铁型材的组织及断裂行为分析表明:发达的初生奥氏体枝晶呈框架结构分布:枝晶间的D型石墨在高倍电镜下观察石墨的形状近似呈蠕虫状或珊瑚状。这是小直径铸铁型材高强度的根本原因。
首钢铸造厂1变2炉实践证明,2台10t工频感应炉使用1套电源供电,在1台炉子烘炉时,另1台炉子也不能生产。如果1次烘炉约需3天时间,则1年当中约1个月不能生产,影响极大。为了实现能够连续生产的目的,1是增加工频感应炉数量,2是增加1套烘炉电源设备。首钢铸造厂在建设离心球墨铸铁管车间时,就是在原有1变2炉基础上增加1台工频感应炉及相应的电源设备;国内另1个离心球墨铸铁管生产厂家则在原有1变2炉基础上,拟增加1套烘炉电源设备。无论采用如上所说的哪种措施,都要增加相应的设备与设施,也就增加了占地与投资。


提高零件的使用寿命,扩大铸态球铁的使用范围是很有意义的. 在生铁原料货源稳定,研究铜锰合金化对铸态球(略)影响.在稳定生产铸态铁素体球铁的条件下,适当控Si含量,强化孕育,添加少量Cu和Mn,成功生产出度、高塑性的铸态球墨铸铁(塑性指标δ比相应牌号高出一个级别).用这种方法生产的铸件,性能稳定,成本降低.为了不使铸件中出现碳化物并减少铸件不同截面的硬度差,应视力学性能和铸件壁厚不同而适当(略)n含量,本文重点研究了铜锰对合金化铸态球墨铸铁性能的影响.风电配件用球墨铸铁是随着风力发电行业的发展而出现的一类低温高韧性球墨铸铁,是球墨铸铁近期(略)之由于普通球墨铸铁的低温冲击韧性较低,在寒冷的环境中易发生脆性断裂,无法满足风电配件的性能要求,不适合用以生产风电配件.因此在生产风电球铁配件(略)具有较高生产技术含量的低温高韧性球墨铸铁,以此来保证风电配件的使用.
铸铁型材在重工业中需求量大,被广泛应用于交通运输、机床、印刷、农业机械等支柱行业。拉坯工艺参数设置是铸铁型材生产中的关键环节,设置不合理会导致拉漏、拉断等生产事故和产生表面裂纹等铸造缺陷。现有铸铁型材生产企业拉坯工艺参数控制技术参差不齐,尚无完整的理论体系。为了深入研究上述问题,本文以铸铁型材拉坯工艺为研究对象,研究拉坯工艺参数控制规律,拉坯工艺参数自适应整定问题,以便解决生产事故与铸件缺陷问题,为生产企业提供一定的理论体系指导。采用数值模拟与非线性拟合方法进行拉坯控制规律研究。基于ProCast软件建立铸铁型材水平连铸模型,以结晶器出口凝壳厚度和铸件成裂指数为约束条件,获取不同型材的拉坯工艺参数,依据控制变量法得出拉坯工艺参数(拉坯速度、拉停比、拉坯周期)与铸造工艺参数(浇注温度、铸坯宽度、一冷强度、二冷强度)之间存在非线性,强耦合的关系,以及他们之间的控制规律。由于铸铁型材拉坯工艺参数控制系统具有非线性和强耦合的特点,而且无法建立数学模型,采用BP、GA-BP神经网络算法进行拉坯工艺参数自适应整定研究。基于Matlab软件建立以铸造工艺参数为输入,拉坯工艺参数为输出的控制模型。仿真实验表明本文建立的拉坯工艺参数GA-BP神经网络控制模型可以用于拉坯工艺参数自适应整定,所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统,实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。



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