生產(chǎn)鑄鋼件用造型材料概述

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1、生產(chǎn)鑄鋼件用造型材料概述中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)李傳栻近年來(lái)，我國(guó)在鑄鋼件生產(chǎn)方面的發(fā)展和進(jìn)步是舉世矚目的。2008年，我國(guó)生產(chǎn)各類(lèi)鑄鋼件460萬(wàn)噸，多于俄、美、印、日、德、加、法、英等8國(guó)產(chǎn)量的總和，約占世界各國(guó)鑄鋼件總產(chǎn)量的44%（參見(jiàn)表1）。表12008年主要鑄鋼件生產(chǎn)國(guó)家的產(chǎn)量（按產(chǎn)量排序）國(guó)別中國(guó)俄國(guó)美國(guó)印度日本德國(guó)加拿大法國(guó)英國(guó)鑄鋼件產(chǎn)量（萬(wàn)噸）460130117.291.629.822.011.211.07.2在大型鑄鋼件的生產(chǎn)方面，我國(guó)鑄鋼業(yè)界早就刷新了世界紀(jì)錄：l2004年，我國(guó)第二重型機(jī)器廠制造了重470噸的軋鋼機(jī)架鑄件

2、，當(dāng)時(shí)是世界上最大的鑄鋼件，迄今為止，尚未見(jiàn)其他國(guó)家生產(chǎn)比這更大的鑄鋼件；l2006年，我國(guó)第一重型機(jī)器廠制造了重480噸的鑄鋼件（5m軋機(jī)機(jī)架），刷新了二重所創(chuàng)立的記錄；l2008年，洛陽(yáng)中信重工又制造了重520噸的大型液壓機(jī)橫梁，再一次刷新了世界上最大鑄鋼件的記錄。生產(chǎn)大型鑄件，早就不是問(wèn)題了，但是，幾年前，在高、精、尖方面我們與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距還相當(dāng)大，一些高端鑄鋼件的生產(chǎn)技術(shù)我們還沒(méi)有掌握好，生產(chǎn)中有不少難點(diǎn)，有些鑄件還不得不依賴(lài)進(jìn)口。最近幾年，在高端鑄鋼件的生產(chǎn)方面，我們也有了許多可喜的進(jìn)展。1、超超臨界汽輪機(jī)用鑄鋼

3、件的生產(chǎn)工藝日臻完善我們?yōu)?000MW超超臨界汽輪機(jī)生產(chǎn)的鑄鋼件，產(chǎn)品質(zhì)量可以認(rèn)為是上乘的，而且有資質(zhì)生產(chǎn)這類(lèi)產(chǎn)品的廠家已經(jīng)不少。2、大型水電機(jī)組所用的鑄鋼件自己可以生產(chǎn)大型水電機(jī)組的上冠、下環(huán)、葉片等重要不銹鋼鑄件，過(guò)去主要依靠進(jìn)口，現(xiàn)在，鞍鋼重工、二重、一重、共享鑄鋼、福鞍等鑄造廠都已開(kāi)始生產(chǎn)這類(lèi)鑄件。3、定向凝固葉片和單晶葉片的研制航空用燃?xì)廨啓C(jī)的定向凝固葉片和單晶葉片的研制已初見(jiàn)成效，雖然工藝仍有待逐步優(yōu)化，但已有產(chǎn)品推出。4、已經(jīng)開(kāi)始為節(jié)能、減排的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)耐熱鋼排氣管為適應(yīng)節(jié)能、減排的要求，汽車(chē)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣

4、溫度不斷提高。執(zhí)行歐4標(biāo)準(zhǔn)以后，排氣溫度達(dá)1050℃，排氣管不得不用高鎳奧氏體耐熱鋼鑄造。雖然我還不知道我國(guó)哪種汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)已采用耐熱鋼排氣管，但是，就我所知，我國(guó)目前至少已有三家鑄造企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)耐熱鋼排氣管。即使這類(lèi)產(chǎn)品主要是供出口的，也應(yīng)該為我國(guó)鑄造行業(yè)順應(yīng)時(shí)勢(shì)之快而感到欣慰。我國(guó)熔模精密鑄件的產(chǎn)量較高，但是，在鑄鋼件的總量中所占的比重仍然不到10%，絕大部分鑄鋼件都是砂型鑄造的。因此，進(jìn)一步優(yōu)化砂型的制造工藝，對(duì)于提高鑄件質(zhì)量、節(jié)約資源、節(jié)能、減排都是至關(guān)重要的。在這里，想簡(jiǎn)略地評(píng)述各種砂型在鑄鋼件生產(chǎn)方面的應(yīng)用，供鑄鋼業(yè)

5、界的同仁參考，希望我拋起的這塊小磚，能引出紛至沓來(lái)的“美玉”。一、不要簡(jiǎn)單地摒棄粘土濕型砂粘土濕型砂是歷史最悠久的造型材料，具有生產(chǎn)成本低、造型周期短、可循環(huán)使用、對(duì)環(huán)境的污染少等許多優(yōu)點(diǎn)，這是眾所周知的，就不必細(xì)說(shuō)了。采用粘土濕型砂，最大的制約是砂型的強(qiáng)度不高，只適用于生產(chǎn)小型、乃至中型偏小的鑄件，而且當(dāng)前主要還是用于生產(chǎn)鑄鐵件。20盡管如此，在目前各種粘結(jié)劑競(jìng)相發(fā)展的條件下，世界各國(guó)鑄造行業(yè)中，粘土濕型砂仍然是應(yīng)用面最廣、用量最大的造型材料，但主要是用于生產(chǎn)鑄鐵件。鑄鋼件的需求量本來(lái)就遠(yuǎn)低于鑄鐵件，我國(guó)鑄鋼件的產(chǎn)量是非常可觀

6、的，但也還不到各類(lèi)鑄鐵件產(chǎn)量的20%。而且，對(duì)鑄鋼件的需求，以中、大型鑄件居多，要求批量生產(chǎn)的、小型和中型偏小的鑄件相對(duì)又比較少。因此，從世界各國(guó)的情況看來(lái)，用粘土濕型砂生產(chǎn)的鑄鋼件不是很多，用自動(dòng)造型生產(chǎn)線生產(chǎn)的更少。這種客觀條件，很容易給人以“鑄鋼件不宜采用粘土濕型砂”的印象，從而，又進(jìn)一步制約了粘土濕型砂的應(yīng)用。實(shí)際上，小型鑄鋼件采用粘土濕型砂造型是非常合適的，不僅可以保證鑄件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，而且在環(huán)保方面的好處尤其值得注意。1、比用粘土濕型砂生產(chǎn)鑄鐵件更符合環(huán)保要求粘土濕型砂中不含有害物質(zhì)，在砂處理、造型、合箱等工位

7、都不散發(fā)有害氣體，與用其他化學(xué)粘結(jié)劑的型砂相比，真可以說(shuō)是“綠色型砂（greensand）。英文中的‘green’有多種含義：既可以是‘綠色的、新鮮的’；也可以是‘不經(jīng)烘干的、不經(jīng)處理的’。早年，英國(guó)人因?yàn)橛谜惩翝裥蜕爸瞥傻纳靶筒槐睾娓?、直接澆注，因而稱(chēng)之為‘greensand’?，F(xiàn)在卻可以因其符合環(huán)保要求而稱(chēng)之為‘greensand’，這確實(shí)是他們始料未及的。用于鑄鐵件的粘土濕型砂，其中需要加入相當(dāng)數(shù)量的煤粉，澆注后就會(huì)因煤粉熱解而釋放CO2、CO、H2、甲烷、乙炔、和氨等氣體，是有害的，這是粘土濕型砂美中不足之處，當(dāng)前已成為

8、各國(guó)鑄鐵行業(yè)普遍關(guān)注的重要問(wèn)題，各工業(yè)國(guó)家都設(shè)立有尋求煤粉替代材料的研究課題，但是，迄今為止，尚未得到令人滿(mǎn)意的解決方案。國(guó)外有人無(wú)可奈何地說(shuō)：“唉，煤粉是鑄造行業(yè)甩不掉的冤家！”生產(chǎn)鑄鋼件用的粘土濕型砂，其中不必加入煤粉，只需配加少量淀粉或其他輔料，基本上不存