李文獻

（山西建邦鑄造制氧車間，山西 臨汾 043000 ）

摘 要：近年來，冷卻壁鑄造工藝水平不斷提高，冷卻壁質(zhì)量相應優(yōu)化，然而這與先進技術應用、鑄造結(jié)構(gòu)合理調(diào)整有直接聯(lián)系。 本文在了解冷卻壁類型、材質(zhì)等理論內(nèi)容的基礎上，針對煉鐵高爐球鐵冷卻壁鑄造工藝具體分析，希望能為相關鑄造人員起到思路拓展、實踐

指導作用。

關鍵詞：煉鐵高爐；球鐵冷卻壁；鑄造探究

隨著冷卻壁鑄造工藝標準的不斷提高，進而冷卻壁鑄造工作應遵循相關質(zhì)量要求，適當創(chuàng)新鑄造工藝，確保鑄造完成的球鐵冷卻壁能夠滿足應用需要，同時，冷卻壁安裝效率、安裝精度能夠不斷提高。 本文就此展開進一步的研究和探討。

1 冷卻壁基本介紹

1．1 冷卻壁分類

煉鐵高爐組成部件較多，其中，冷卻壁作為眾多組成部件之一，在爐型穩(wěn)定、高爐使用時間延長等方面起到了重要作用。 高爐煉鐵冷卻壁類型多樣，根據(jù)組成結(jié)構(gòu)來劃分有兩種，第一種即鑲磚冷卻壁，第二種即光面冷卻壁；根據(jù)材質(zhì)來劃分有四種，第一種即鑄鋼冷卻壁，第二種即灰鑄鐵冷卻壁，第三種即鑄銅冷卻壁，第四種即球墨鑄鐵冷卻壁。 一般來講，灰鑄鐵材料適用于光面冷卻壁，安裝合理位置為風口帶下方^{［ 1 ］} 。

1．2 冷卻壁鑄造要求

由于冷卻壁組成結(jié)構(gòu)存在差異， 因此鑄造要求不盡相同，鑲磚冷卻壁結(jié)構(gòu)組成十分繁瑣，材質(zhì)要求相對較高，鑄造工藝難度較大，例如，鑄造 QT400－20 鑲磚冷卻壁時，一方面合理控制管頭連接精度，以便為安裝提供便利；另一方面優(yōu)選適合的球化處理工作， 以免部件應用性能受到不利影響。相比而言，光面冷卻壁結(jié)構(gòu)組成較簡單，鑄造要求相對較低，鑄造材質(zhì)僅為 HT200 。 為了更好的滿足冷卻壁鑄造要求，應用數(shù)控技術于鑄造操作，不僅能夠提高開孔精度，而且還能提升冷卻壁性能， 這對冷卻壁市場競爭實力提高有促進作用。

2 煉鐵高爐球鐵冷卻壁鑄造工藝分析

2．1 造型工藝

1 ） 冷卻水管制造工藝。 首先，合理控制冷卻水管彎制性能。 彎制之前保證收縮量在 0．4％～0．6％ 之間，并組織試壓、通球兩種試驗，符合試驗要求的冷卻水管進行除銹處理；其次，妥善連接冷卻水管與安裝套管。 能在穩(wěn)固的基礎上避免冷卻水管外壁出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。然后，做好防滲碳處理工作。將除銹處理后的冷卻水管均勻涂刷防滲碳材料，其中，涂抹厚度控制 0．3mm 左右；最后，精確控制冷卻水管尺寸。 主要是因為當前安裝精度較高， 只有將安裝誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能順利完成安裝任務。

2 ）砂型制造工藝。 優(yōu)選適合型砂，參照相關要求合理控制砂型分型負數(shù)，適宜砂型分型負數(shù)為 1．5mm ；整體芯殼焊接材料選用鋼板，并將其置入冷卻壁內(nèi)容，提高清砂效率，優(yōu)化鑄造質(zhì)量； 根據(jù)高爐層段差異為其提供相應的覆蓋磚，這對冷卻壁性能優(yōu)化、冶煉強度增強有促進作用；耐火石棉氈接觸大面積接觸磚面，耐火石棉氈厚度在 4mm 左右，這不僅能夠減少鐵液冷縮壓力， 而且還能有效抵御鐵液進入磚縫隙；合理設計澆注系統(tǒng)，將出氣冒口直徑設計為 18mm 左右，這能大大降低穿管現(xiàn)象發(fā)生幾率。 整體工藝設計如圖 1 所示。

2．2 球化處理工藝

1 ）基礎準備。 QT400－20 鑲磚冷卻壁球化處理的過程中，由于球墨鑄鐵斷面積尺寸較大，這在一定程度上會加大處理難度， 應合理控制化學元素的成分， 其中， Mn （ 0．4％ ）、 C（ 3．5％ ）、 S （ 0．02％ ）、 Si （ 2．6％ ）按照這一標準控制化學成分，有利于提升材料延伸率。 此外，優(yōu)選原材料，并合理控制原材料配比，其中，廢鋼（ 14％ ）、生鐵（ 41％ ）、回爐鐵（ 16％ ）、生鐵（ 31％ ）^{［ 2 ］}。

2 ）熔煉工藝。 QT400－20 鑲磚冷卻壁生產(chǎn)過程中要想合理維持鐵素體量，務必提升鐵水熔煉質(zhì)量，應用雙聯(lián)熔煉工藝，這對球化處理工藝質(zhì)量整體提升有促進作用^{［ 3 ］}。

3 ）處理工藝。 QT400－20 鑲磚冷卻壁實際應用的過程中，要想最大限度發(fā)揮冷卻壁性能， 應提升各環(huán)節(jié)處理工藝水平，維持鐵素體量在 96％ 左右。 本文組織相關試驗，根據(jù)試驗結(jié)果分析鐵水處理工藝水平，具體試驗操作以及試驗結(jié)果介紹如下。

4 ）實驗流程。 選擇一次孕育劑、二次孕育劑分別為 75 硅鐵和稀土高效孕育劑， 將 75 硅鐵處理成塊狀， 塊度直徑在15mm 左右，接下來對其烘干處理。 之后將 15mm75 硅鐵覆蓋到溶于 1．3％ 球化劑的鐵水包底，依次覆蓋鐵血、球鐵覆蓋劑。控制出鐵溫度為 1431℃～1451℃ ，觀察出鐵液量。 適當應用出鐵球化孕育處理技術，觀察石墨球體積大小變化情況，以及球面光滑度。 需要注意的是，合理控制球墨鑄鐵澆筑溫度，適宜溫度在 1340℃ 左右，澆筑過程中應用氬氣保護性澆注技術能夠降低鐵液滲碳現(xiàn)象發(fā)生幾率^{［ 4 ］}。

5 ）試驗結(jié)果。 QT400－20 鑲磚冷卻壁表面較光滑，并且冷卻水管尺寸精度較高，并且無滲漏、卡阻現(xiàn)象，冷卻壁以及部件安裝操作十分順利，冷卻壁質(zhì)量較高。

3 結(jié)論

煉鐵高爐球鐵冷卻壁鑄造的過程中， 掌握冷卻水管制造工藝、砂型制造工藝、球化處理工藝處理技巧，通過組織球化處理工藝試驗活動來掌握冷卻壁鑄造技術。 這不僅能為相關鑄造者提供理論借鑒， 而且還能全面提高冷卻壁鑄造工藝水平， 對煉鐵高爐球鐵冷卻壁鑄造工作順利開展有推動作用。