鄧剛虎，蘆陸平，黃永強(qiáng)

（山西臨汾誠(chéng)信鑄造有限公司，山西臨汾 041000）

由于鑄造業(yè)面臨越來(lái)越高的環(huán)保要求，鑄造車間實(shí)際生產(chǎn)時(shí)為了減少中頻感應(yīng)電爐熔化鐵水過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣排放，電爐設(shè)備制造廠都相應(yīng)地配套改善了爐料加料方式，增加了除塵設(shè)備，并取得了不錯(cuò)的效果。而球墨鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程爐外包內(nèi)孕育球化處理環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生煙氣，也成為環(huán)保治理重點(diǎn)。

鐵水熔化完畢出爐時(shí)要求，原鐵水出爐溫度控制在1520℃～1540℃之間，爐內(nèi)原鐵水C質(zhì)量分?jǐn)?shù)從熱分析儀測(cè)得，掌握在3.60%～3.90%之間，Si、M n、P、S爐前取樣迅速做出光譜報(bào)告，原鐵水中w（Si）必須盡量低，控制在 1.00%～1.20%左右，一次孕育后w（Si）要求2.40%～2.60%，方可出爐；二次孕育后w（Si）要求2.60%～2.80%；二次孕育與球化處理采用包內(nèi)沖入法操作后以同樣方法操作，在保證鐵水溫度和化學(xué)成分合格的情況下方可出爐。鐵水包內(nèi)球化處理和孕育后的鐵水完成扒渣務(wù)必在10 m i n內(nèi)澆注完畢，否則會(huì)造成球化衰退。傳統(tǒng)情況下?tīng)t前鐵水出爐過(guò)程中采用包內(nèi)沖入法孕育球化處理，產(chǎn)生的煙氣，會(huì)使車間環(huán)境瞬間惡化。

球墨鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程爐外包內(nèi)孕育球化處理環(huán)節(jié)所生成的煙氣成為大多數(shù)鑄造企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)治理的一道難題。

1 蓋包球化環(huán)保設(shè)施改造設(shè)想

為改善球墨鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程爐外包內(nèi)孕育球化處理環(huán)節(jié)環(huán)境，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，現(xiàn)場(chǎng)鐵水出爐過(guò)程中，包內(nèi)球化處理時(shí)，提出了特制鐵水包蓋板即蓋包球化來(lái)改善球化處理工藝的設(shè)想。

特制一種鐵水包蓋板，鐵水從爐體傾入鐵水包時(shí)，可以盡量減少鐵水包頂部開口裸露。特制的鐵水包蓋板如圖1所示，蓋板支架安裝在爐體上，在蓋板支架上部設(shè)置有用于懸掛第一吊索、第二吊索的掛鉤，圓形蓋板中部開孔，沿蓋板周邊對(duì)稱設(shè)置有四個(gè)吊環(huán)，并且有兩個(gè)吊環(huán)與第一吊索的兩端連接，另外兩個(gè)吊環(huán)與第二吊索連接。第一吊索與第二吊索通過(guò)與蓋板支架掛鉤掛接將蓋板懸掛在支架上。在蓋板上方還設(shè)置有防止鐵水飛濺的防護(hù)裝置。

圖1 特制鐵水包蓋板示意圖

2 蓋包球化原理

球墨鑄鐵車橋件生產(chǎn)時(shí)，在感應(yīng)電爐傾爐原鐵水出爐同時(shí)，在加有特制蓋板鐵水包內(nèi)進(jìn)行孕育和球化處理。其過(guò)程是行車吊起的鐵水包將特制鐵水包蓋板利用行車上升的力量托起了包蓋，使鐵水包內(nèi)相對(duì)密閉，利用中頻感應(yīng)電爐爐前除塵系統(tǒng)將鐵水出爐和球化孕育處理產(chǎn)生的煙氣及時(shí)吸入除塵系統(tǒng)；待鐵水包內(nèi)鐵水加滿后，行車吊起鐵水包離開前，稍微下降一定的高度，特制鐵水包蓋板就會(huì)降落由吊索裝置吊起，全過(guò)程關(guān)鍵是節(jié)約了蓋包操作時(shí)間。而球化處理過(guò)程經(jīng)過(guò)2 m i n～4 m i n激烈反應(yīng)完畢，過(guò)程中既改善了工人工作環(huán)境，減少員工高溫狀態(tài)下的勞動(dòng)，同時(shí)提高了球化劑的球化效益，降低了球化劑消耗，降低了球墨鑄鐵鑄件成本。特制鐵水包蓋板見(jiàn)圖2.

圖2 特制鐵水包蓋板

3 蓋包球化處理環(huán)保設(shè)施改造效果

經(jīng)過(guò)改造的鐵水包蓋的實(shí)際應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的實(shí)際效果。

首先，特制鐵水包蓋板現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，結(jié)合中頻感應(yīng)電爐熔煉配套的爐前除塵設(shè)備的工作，基本改善了爐前鐵水出爐過(guò)程中球化孕育處理煙氣造成的車間環(huán)境問(wèn)題，其改善效果如圖3所示。

其次，加蓋板后鐵水包內(nèi)球化處理，限制了鐵水飛濺的現(xiàn)象，改善了現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，減少員工高溫狀態(tài)下的勞動(dòng)；

另外一個(gè)效果就是在生產(chǎn)球墨鑄鐵Q T400-10車橋件時(shí)，蓋包后球化效果相對(duì)提高，球化劑用量質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了0.1%～0.3%，并且降低了球墨鑄鐵的生產(chǎn)成本，具體球化劑加入量對(duì)照數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.

圖3 鐵水出爐時(shí)使用特制蓋板鐵水包球化處理鐵水時(shí)情況

表1 球化劑加入量對(duì)照數(shù)據(jù)表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

這里需要說(shuō)明的是球化劑中M g去向，總體上是大量用于鐵水的脫硫，大量的消耗于氣化燒損[1]，少量的用于鐵水去氣和少量的消耗于鐵水冷凝過(guò)程中的氣化燒損，而大量的氣化燒損與鐵水包尺寸、鐵水沖入位置、鐵水包內(nèi)堤壩結(jié)構(gòu)，出鐵水速度和溫度以及中間合金粒度、搗實(shí)緊實(shí)度和加入量有關(guān)，而新型的鐵水包蓋板正好輔助改善了其中幾個(gè)相關(guān)的問(wèn)題，減少了球化劑的氣化燒損和鐵水冷凝過(guò)程中氣化燒損。蓋包蓋板處理，不僅M g的收得率可以上升到55%以上，球化率達(dá)到90%以上，石墨球化等級(jí)普遍達(dá)到2～3級(jí)，而且也很好地解決了煙塵問(wèn)題，收到預(yù)期的效果。

4 結(jié) 論

蓋包球化過(guò)程即縮短了蓋包操作時(shí)間，改善了工人工作環(huán)境，減少員工高溫狀態(tài)下的勞動(dòng)，同時(shí)提高了球化劑的球化效益，降低了球化劑消耗，降低了球墨鑄鐵鑄件成本。