由于球墨铸铁铸铁型材水平连铸过程中糊状凝固的凝固特点,使得铸铁型材必然存在缩松缩孔。如何从工艺上有效地抑制缩松缩孔缺陷问题一直是人们研究的重点。大型球墨铸铁型材往往由于其体积大、结构较复杂,铸型膨胀较难控制等原因,导致其缩松缩孔更难控制,因此对工艺设计提出了更高的要求。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。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。 (1)根据铸铁型材结构特点并结合数值模拟的的结果,分析导致大面积缩松缩孔缺陷的原因:此类外形尺寸长而大,内部空腔结构复杂热节较多的大型铸铁型材,要实现同时凝固很困难,利用球墨铸铁自补缩来解决缩松不可行,必须加强补缩作用,合理设置冒口和冷铁,确保补缩通道顺畅。 (2)建立铸铁型材的有限元模型,运用ProCAST软件对各个方案进行了水平连铸过程模拟仿真,对缩松缩孔进行了预测,并对仿真结果进行对比分析,结合理论分析和模拟仿真的情况对铸铁型材工艺进行了优化。(3)针对优化后的工艺,确定了一套实验方案,并对优化后的工艺方案进行了实验验证,实验结果一致表明,工艺优化后铸铁型材缩松缩孔缺陷情况得到有效改善,成功解决了此类大型球铁件的水平连铸生产难题。

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在铸铁中,碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在,游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格,基面中的原子间距142nm,原子间结合力较强;而两基面间的面间距340nm,因基面间距较大,原子间结合力较弱,故结晶时易形成片状结构,且强度、塑性和韧性极低,接近于零,硬度仅为3HBS。另外,在碳原子的四个价电子中,只有一个价电子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。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,通过实施反弧度法工艺,铸铁型材的鼓肚现象得到有效消除。 同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。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、高效率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。





铸铁型材的凝点:铁液在保温结晶炉的水冷石墨结晶器中凝固成形。保温炉中的铁液具有相当高的压头并构成足够大的补缩系统使连铸棒坯按顺序凝固模式进行。刚被拉出结晶器的棒坯表面具有一定厚度的凝壳内部仍为液态金属通过对其表面温度的检测调节相关工艺参量控制拉坯速度使出口区棒坯表面温度相对稳定铸坯凝壳厚度和液心大小也相对稳定连铸生产便可稳定连续进行这是理想的状态。 出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷,进行了全面地研究分析,明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因,并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。对大断面型材表面出现的疤皮缺陷,分析了形成原因,讨论了影响其形成的因素,并提出了能有效消除疤皮缺陷的措施。各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处,其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理,因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷,生产实践证明,采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地消除。例如与灰铸铁相比,球铁的性模数高60%,设计压力滚筒和干燥滚筒时能减少重量。同样,球铁(适当加入镍锢合金)轧辊应用于钢厂,比起钢和冷硬铸铁来有较高的性能。用于高铬铸铁的物理机能化学成分分析检测的仪器在丈量控制沸腾床燃烧温度的热电偶保护管,其工作温度为1000一1100℃,高铬铸铁的化学成分对其物理抗磨机能、高温抗氧化机能和高温机械机能都有非常大的影响。



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