芻議離心鑄管工藝和設備及應用

摘要：離心鑄管又被稱為離心鑄造鋼管，適用于耐熱鐵管的離心鑄造。運用離心鑄管工藝鑄造鋼管，無需添加其他材料即可控制制品的等軸晶率，獲得細小的等軸晶制品，這樣對鑄件力學性能的提高有很大促進作用。經過離心機生產的鋼管，密度高，組織均勻致密，無輸送、氣孔等缺點。其抗拉強度與無縫管的強度非常接近，且價格便宜。離心鑄造鋼管有明顯的經濟優勢。本文對離心鑄管工藝及技術參數進行簡單的介紹，通過對WLZ84型離心鑄管機的組成和結構的介紹，分析高爐與工頻雙聯熔煉和沖天爐熔煉鑄管生產線的優缺點。

關鍵詞：離心鑄管工藝；設備；應用

0.引言

1849年，英國人安德羅制造出了世界上第一臺離心鑄管機，并在三年后用這個鑄管機鑄出了長3.6米，直徑為7.5厘米的離心鑄鐵管。由于用離心鑄造法鑄管生產效率高，且組織致密，經過一百多年的時間，離心鑄管工藝和設備都有了長足的發展。我國采用連續鑄造法生產的鑄管，在性能和質量上，與西方發達國家相比，差距還很大。近十年來，國內離心鑄管方面的研究取得了較好的成績和進展。目前，國內安裝使用了約四十臺套WLZ系列的離心鑄管機，本文以WLZ84離心鑄管機為例，簡要說明離心鑄管的工藝、設備和應用情況。

1.工藝和設備

1.1.離心鑄管工藝

WLZ系列的鑄管機生產鑄管采用的是涂料金屬型離心制造法，用噴水冷卻，使其達到熱平衡，將金屬鑄型的溫度保證在合適的范圍內。由于鑄型采用調速電機帶動，能實現速度的無極調整，如需生產DN100的鑄管，則適宜的轉速約為1000-1200r/min.WLZ系列的鑄管機多采用低轉速進行澆注，高轉速成型的方法，澆注時用較低的速度對鑄型進行轉動，在鐵水流至恰當的位置時，將管模按設定的轉速旋轉，直到鑄管成型。工作時鑄型表面的溫度要求在200攝氏度左右，這樣既能將涂料中機械結合水完全蒸發，也有利于鑄型內表面涂料的粘結[2]。涂料的厚度一般在1毫米左右，能保護鑄型。澆注時溫度應大于1350攝氏度，在溫度合適的情況下可以使用可編控制器進行自動控制澆注。在溫度偏低的情況下，需轉為手動控制，操作者可調整鑄型速度轉換的時間，進行澆注。溫度太低會造成鐵水無法流至另一端，易產生廢品，澆注時速度約為7-12kg/s.

1.2.離心鑄管的設備

電控系統、液壓系統、冷卻系統、涂料系統、澆注裝置、主機、傳動系統等組成離心鑄管機。WLZ系列的離心鑄管機主要用來生產排水管，其技術參數見表1.

表1.WLZ84-I和WLZ84-II型離心鑄管機主要參數

2.離心鑄管機的應用

在車間上布置離心鑄管機需考慮其他設備的協調和配套，及現有廠房的利用情況。例如，沖天爐的熔化率與鑄管機的生產率需匹配，在出鐵時才能不干擾鑄管的生產，且鐵水的運輸路徑較短[3]。以WLZ84-II為例，簡單介紹鑄管生產的兩個典型的流水線。

2.1.與沖天爐配合的鑄管生產線

從沖天爐流出來的鐵水經過電動平車的澆包輸送至鑄管車間，再用電動葫蘆將鐵水包吊起并轉倒至小澆包中。澆包在單軌上運動，將鐵水運至澆筑小車上的定量包中。把澆鑄完的管子撥出后沿軌道滾至電動平車上，最后送至清理工部進行清理。與沖天爐配合的鑄管生產線以沖天爐和電動平車的位置為軸線，對稱分布兩臺鑄管機，這種結構緊湊的布置結構時鑄管能集中到兩臺機器之間的電動平車上，方便了后道工序作業，但對統計各臺鑄機的班產帶來一定的困難[4]。

2.2.與高爐-工頻爐雙聯熔煉配合的鑄管生產線

這個生產線的鐵水從高爐流出，再經過電動平車運至鑄管車間，后用行車吊起并將鐵水倒進工頻爐。在工頻爐中將鐵水進行升溫和調整成分的工作后將鐵水倒進吊包，經單軌運輸至澆注小車上的定量包。后續工序與沖天爐配合的鑄管生產線一樣，把鑄管機上成型后管子拔出后由軌道輸送至電動平車上，再送至清理工部進行清理。與高爐-工頻爐雙聯熔煉配合的鑄管生產線將兩座工頻保溫爐和兩臺離心鑄管機呈對稱分布的狀態，每臺鑄管機的生產的鐵管集中在機器的外側，這樣的布置方便了各臺鑄管機班產的統計，有利于管理人員了解每臺鑄管機的生產狀況。這樣的對比利于工人生產積極性的提高，其缺點是占地面積大。

3.結語

離心鑄造法生產鑄鐵管應用于鑄鐵管的生產順應了經濟發展和時代進步的需要，今后在我國鑄鐵管生產方面會得到更為廣泛的普及和應用。目前我國已成功研制出樹脂砂襯離心鑄管機、涂料金屬型離心鑄管機和水冷金屬型離心鑄管機，給我國離心鑄管生產提供了硬件保障。在生產排水管方面，國內離心鑄管機已獲得成功應用，給我國離心鑄造鐵管起到了示范作用。離心鑄造法的應用歷史和現狀表明，離心鑄造法鑄鐵管能獲得較好的經濟效益，并且能適應市場經濟發展的需要，在一定程度上刺激鑄鐵管生產行業的發展。離心鑄管工藝將會成為鑄鐵管行業的大勢所趨。

參考文獻：

[1]姚錫凡，趙志強，張城生，等.高爐-工頻爐雙聯熔煉生產離心鑄鐵管[J].特種鑄造及有色合金，2010，14（01）：23-36.

[2]隋賢棟，陳生隘，趙志強.雙管式離心鑄管工藝與技術研究[J].華南理工大學學報（自然科學版），2011，06（02）：132-135.

[3]王執福，馮新林.用2ZZ8640A射芯機射制DN700鑄管承口砂芯[J].中國鑄造裝備與技術，2010，11（01）：54-56.

[4]古興華，杜隆有，陳生隘.離心鑄管的涂敷工藝及其對鑄管質量的影響[J].鑄造， 2011，10（03）：185-188.

作者簡介：程海霞（1975—），女，現工作于新興河北工程技術有限公司，工程師。主要設計內容：離心球墨鑄鐵管機械及白灰工藝與設備。