DN80球墨鑄鐵管工藝改造

陳 浩，韓愛(ài)學(xué)，黃 帥

（安鋼集團(tuán)永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司，河南 安陽(yáng) 455133）

安鋼集團(tuán)永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)永通）于2018年投產(chǎn)4臺(tái)DN80-DN300高效水冷金屬型離心鑄管機(jī)。該離心機(jī)生產(chǎn)線采用高架式結(jié)構(gòu)，離心機(jī)在10 m高平臺(tái)布置，拔出的高溫鑄管通過(guò)升降機(jī)運(yùn)送到車(chē)間零米地面，而后通過(guò)三組可升降的運(yùn)輸輥?zhàn)訉⒏邷罔T管運(yùn)送到自動(dòng)運(yùn)輸鏈，再由運(yùn)輸鏈輸送到退火爐。

1 DN80鑄管生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 彎管?chē)?yán)重

承口位置彎管居多，對(duì)承口部位進(jìn)行了剖切分析，承口第5面壁厚不均，同一直徑處相差2 mm。造成承口彎管的原因有：

1）離心機(jī)中心環(huán)磨損超標(biāo)，管模在離心機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)靜跳超標(biāo)。

2）安裝管模后機(jī)手調(diào)整離心機(jī)托壓輪，管模與中心環(huán)同心度超標(biāo)。

3）鐵水太碳當(dāng)量超標(biāo)，首先會(huì)使球化鐵水流動(dòng)性降低，管子容易徑向壁厚不均；其次會(huì)造成鑄管內(nèi)壁產(chǎn)生龜紋，過(guò)高的碳當(dāng)量會(huì)石墨漂浮。

1.2 外表缺陷多

外表缺陷多，成型率偏低，約為80%。生產(chǎn)DN80管的流槽特別細(xì)長(zhǎng)，鐵水容易外溢，使管子外表質(zhì)量不易控制，濺鐵、縮溝、氣孔等缺陷偏多。

1.3 生產(chǎn)節(jié)奏慢

生產(chǎn)節(jié)奏慢，產(chǎn)量偏低，消耗偏高。生產(chǎn)效率每班次260~300支。機(jī)時(shí)效率45支/h。

2 改造過(guò)程

2.1 針對(duì)彎管改進(jìn)方法

1）生產(chǎn)前檢查機(jī)器中心環(huán)，徑跳控制在0~0.3 mm，超出范圍更換。中心環(huán)和管模接觸處磨損1~2 mm，不在控制范圍更換。

2）按裝管模后手動(dòng)調(diào)節(jié)管模承口同心度，保證同一直徑處數(shù)據(jù)一樣。

3）碳當(dāng)量穩(wěn)定控制在4.4~4.6，碳和硅比例要合適，杜絕高硅低碳，高碳低硅。碳當(dāng)量增加可以提高球墨鑄鐵的石墨化程度。在鐵碳二元合金中，共晶成分的w（C）為4.26%，適當(dāng)?shù)奶岣咛籍?dāng)量，使之接近于共晶成分，可以提高鐵液的流動(dòng)性，共晶度Sc約為1.03～1.05（即w（C）=4.35%～4.45%）。通過(guò)控制碳當(dāng)量，觀察流槽內(nèi)部的殘鐵條狀況，殘鐵條的寬度控制在20 mm之內(nèi)，殘鐵條表面光滑無(wú)毛刺。增加了鐵水的流動(dòng)性后，管子在離心力的作用下壁厚均勻性得以保證。

2.2 針對(duì)外表缺陷的改進(jìn)方法

1）離心機(jī)水品傾斜角度設(shè)計(jì)為（5.2∶100.0）3°，為保證管子質(zhì)量70~77 kg，在生產(chǎn)時(shí)鐵水通過(guò)流槽需求量達(dá)到最大量，而流槽細(xì)長(zhǎng)6 m，內(nèi)寬40 mm，高度30 mm，當(dāng)澆注時(shí)鐵水因流槽輕微顫動(dòng)造成外觀缺陷，成型率太低僅達(dá)到83%~88%。為解決這一問(wèn)題，采取降低管重，由原來(lái)的70~77 kg降低為60~65 kg拉管，通過(guò)流槽的鐵水量達(dá)到控制，外觀缺陷得到解決。

2）同時(shí)降低管重后對(duì)管子進(jìn)行了分段剪切，測(cè)量壁厚數(shù)據(jù)如表1所示。同一直徑處最小數(shù)據(jù)符合國(guó)標(biāo)要求。

表1 DN80管徑各段壁厚實(shí)測(cè)量數(shù)據(jù) mm

降低管重后，成型率穩(wěn)定在91%~93%左右，水壓率控制98%~98.5%，同時(shí)降低了鐵水損耗，提升了生產(chǎn)率。

2.3 針對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏慢的改進(jìn)方法

1）降低管重，提高離心機(jī)澆注行走速度。行走速度有原來(lái)的16~17 s改變?yōu)?2~14 s，機(jī)時(shí)效率達(dá)到55~60支，每班次拉管支數(shù)穩(wěn)定在380~400支左右，成型率穩(wěn)定在91%~93%左右，水壓率控制98%~98.5%。

2）增加模粉量由0.175~0.195 kg，增加至0.21~0.230 kg，以減少氣孔缺陷。

3）使用前期管模，嚴(yán)格控制循環(huán)水溫。改造循環(huán)水流量指示，增加溫度計(jì)顯示，水溫控制在50~70℃之間，保證了管模一直處于正常的冷熱交替的循環(huán)范圍之內(nèi)，既保護(hù)了鐵水對(duì)管模的熱沖擊，又有效的杜絕了氣孔的產(chǎn)生。

3結(jié)語(yǔ)

DN80 mm×6 000 mm鑄管是球墨鑄鐵管行業(yè)中管徑最小，長(zhǎng)度最長(zhǎng)的鑄鐵管產(chǎn)品，該鑄管具強(qiáng)度高，耐腐蝕，技術(shù)含量高，成型率低，生產(chǎn)難度大，生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。DN80 mm×6 000 mm鑄管市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)廠家少，存貨量少，與相同管徑PVC管競(jìng)爭(zhēng)激烈。

永通鑄管公司在DN80鑄管生產(chǎn)中雖然存在很多困難，但在對(duì)其生產(chǎn)工藝研究上從未間斷，經(jīng)過(guò)兩年的摸索和運(yùn)行，基本上已經(jīng)掌握了一套高效快節(jié)奏的生產(chǎn)方法，現(xiàn)可大批量生產(chǎn)。