盖包球化处理在实际生产中的应用

2018-11-01邓刚虎芦陆平黄永强

铸造设备与工艺 2018年4期

邓刚虎，芦陆平，黄永强

（山西临汾诚信铸造有限公司，山西临汾 041000）

由于铸造业面临越来越高的环保要求，铸造车间实际生产时为了减少中频感应电炉熔化铁水过程中产生的烟气排放，电炉设备制造厂都相应地配套改善了炉料加料方式，增加了除尘设备，并取得了不错的效果。而球墨铸铁生产过程炉外包内孕育球化处理环节会产生烟气，也成为环保治理重点。

铁水熔化完毕出炉时要求，原铁水出炉温度控制在1520℃～1540℃之间，炉内原铁水C质量分数从热分析仪测得，掌握在3.60%～3.90%之间，Si、M n、P、S炉前取样迅速做出光谱报告，原铁水中w（Si）必须尽量低，控制在 1.00%～1.20%左右，一次孕育后w（Si）要求2.40%～2.60%，方可出炉；二次孕育后w（Si）要求2.60%～2.80%；二次孕育与球化处理采用包内冲入法操作后以同样方法操作，在保证铁水温度和化学成分合格的情况下方可出炉。铁水包内球化处理和孕育后的铁水完成扒渣务必在10 m i n内浇注完毕，否则会造成球化衰退。传统情况下炉前铁水出炉过程中采用包内冲入法孕育球化处理，产生的烟气，会使车间环境瞬间恶化。

球墨铸铁生产过程炉外包内孕育球化处理环节所生成的烟气成为大多数铸造企业现场治理的一道难题。

1 盖包球化环保设施改造设想

为改善球墨铸铁生产过程炉外包内孕育球化处理环节环境，同时提高产品质量，在长期的实践中，现场铁水出炉过程中，包内球化处理时，提出了特制铁水包盖板即盖包球化来改善球化处理工艺的设想。

特制一种铁水包盖板，铁水从炉体倾入铁水包时，可以尽量减少铁水包顶部开口裸露。特制的铁水包盖板如图1所示，盖板支架安装在炉体上，在盖板支架上部设置有用于悬挂第一吊索、第二吊索的挂钩，圆形盖板中部开孔，沿盖板周边对称设置有四个吊环，并且有两个吊环与第一吊索的两端连接，另外两个吊环与第二吊索连接。第一吊索与第二吊索通过与盖板支架挂钩挂接将盖板悬挂在支架上。在盖板上方还设置有防止铁水飞溅的防护装置。

图1 特制铁水包盖板示意图

2 盖包球化原理

球墨铸铁车桥件生产时，在感应电炉倾炉原铁水出炉同时，在加有特制盖板铁水包内进行孕育和球化处理。其过程是行车吊起的铁水包将特制铁水包盖板利用行车上升的力量托起了包盖，使铁水包内相对密闭，利用中频感应电炉炉前除尘系统将铁水出炉和球化孕育处理产生的烟气及时吸入除尘系统；待铁水包内铁水加满后，行车吊起铁水包离开前，稍微下降一定的高度，特制铁水包盖板就会降落由吊索装置吊起，全过程关键是节约了盖包操作时间。而球化处理过程经过2 m i n～4 m i n激烈反应完毕，过程中既改善了工人工作环境，减少员工高温状态下的劳动，同时提高了球化剂的球化效益，降低了球化剂消耗，降低了球墨铸铁铸件成本。特制铁水包盖板见图2.

图2 特制铁水包盖板

3 盖包球化处理环保设施改造效果

经过改造的铁水包盖的实际应用，取得了不错的实际效果。

首先，特制铁水包盖板现场应用，结合中频感应电炉熔炼配套的炉前除尘设备的工作，基本改善了炉前铁水出炉过程中球化孕育处理烟气造成的车间环境问题，其改善效果如图3所示。

其次，加盖板后铁水包内球化处理，限制了铁水飞溅的现象，改善了现场的工作环境，减少员工高温状态下的劳动；

另外一个效果就是在生产球墨铸铁Q T400-10车桥件时，盖包后球化效果相对提高，球化剂用量质量分数降低了0.1%～0.3%，并且降低了球墨铸铁的生产成本，具体球化剂加入量对照数据见表1.

图3 铁水出炉时使用特制盖板铁水包球化处理铁水时情况

表1 球化剂加入量对照数据表（质量分数，%）

这里需要说明的是球化剂中M g去向，总体上是大量用于铁水的脱硫，大量的消耗于气化烧损[1]，少量的用于铁水去气和少量的消耗于铁水冷凝过程中的气化烧损，而大量的气化烧损与铁水包尺寸、铁水冲入位置、铁水包内堤坝结构，出铁水速度和温度以及中间合金粒度、捣实紧实度和加入量有关，而新型的铁水包盖板正好辅助改善了其中几个相关的问题，减少了球化剂的气化烧损和铁水冷凝过程中气化烧损。盖包盖板处理，不仅M g的收得率可以上升到55%以上，球化率达到90%以上，石墨球化等级普遍达到2～3级，而且也很好地解决了烟尘问题，收到预期的效果。