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加速创新，不断推出高水平国产化铸造原辅材料
发布时间：2010-6-30　　来源：本站　　浏览人数：741次　　字体：大|中|小  打印本页
庞凤荣
（天津理工大学教授）
2010年5月11—14日，在北京新国际展览中心由中国铸协主办的“2010中国国际铸造博览会”上，以E4馆为例，该馆内共有78家铸造原材料、辅料生产厂家展出了众多新产品。除济南圣泉、苏州兴业、英国在华的福士科这三家国内大型铸造辅料企业展示的多种高水平创新产品最抢眼外，众多中国铸造原材料、辅料企业均以创新、环保、节能新姿态展现在观众面前。以下仅仅根据本人看到、了解到和想到的概述一二，期与同行交流。
铸造生铁有“冀州市春风铸造有限责任公司”、“林州市合鑫铸业有限公司”、“濮阳市林州钢铁有限责任公司”、“山东翔龙钢铁有限公司” 四家所销铸造用生铁多用于“短流程”（高炉铁液经电炉调整成分与温度）生产铸件。在此馆，除有四家厂商展出外，应该说国内还有不少同类厂商亦都做出许多创新的成果，恕不赘述。这些厂商其所销铸造生铁的化学成分都符合GB/T1412-2005国标或更优的成分，如生产风电球铁件专用铁，能达到Mn≤0.10%；P≤0.035％；Ti≤0.05％。
通辽大林、承德北雁、宏源硅砂公司的硅砂经深加工后品质亦完全能够依造型或制芯的需求满足用户。建平、朝阳亚细亚、南化膨润土（辽宁）有限公司所加工的钙基钠化膨润土，分级别的选矿、加工可满足日益增多的各种湿型高压造型线的需求。还有辽宁北票永生膨润土厂的产品，经600 ℃烘烤1 h后，其复用性优良，应引起使用单位重视。
至于铸造用煤粉、α-淀粉、脱模剂、各种湿型固化剂、各种规格的造型制芯树脂应有尽有。展会中，山东民丰机械制造有限公司的高效煤粉，性能优良用户范围迅速扩大。展商们所展出各种涂料 丰富多彩。以及各种抛丸产品更是依用途分类产品非常精细，这些都是以往展会上所少见的。
笔者重点看了看以下几种产品的新进展，即增碳剂、脱硫剂、球化剂、孕育剂、液态金属过滤用产品、节能保温及发热冒口、除渣剂等产品，下面对其一些主要技术进步和不足说点个人见解。
增碳剂：增碳工艺是感应炉熔制合成铸铁的重要工序，本次展会上，增碳剂的门类全、质量指标高，如含硫、含氮量，特别是对含氮量，大都给出了较严格的分类含量。
冲天炉铁液脱硫剂：基本上沿用以氧化钙粒为主，掺入少量电石粒及其它添加物。其中由于氧化钙、特别是电石粒有迅速吸潮特性，所以这两种物质的纯化工艺必须做好。只有好的脱硫产品，保存时间长，脱硫效率才高。展会上，所见到的厂家，只有少数做得较好，不少厂家的产品难于保存在二个月以上不会失效，这是必须研究和加以改进的。依多数专家意见，冲天炉-电炉双联熔炼铁液优点不少，经焦炭冲天炉熔化的铁液会增硫（焦炭含硫）。为提高球化处理效果，目前多采用多孔塞吹氮脱硫包脱硫工艺。另外，焦炭中还含有少量磷，以往各厂不十分留意，专业技术书上亦不讲。实际上，焦炭化铁（指优质铸造焦）一般能增磷0.006％左右，这对有低温冲击性能要求的风电球铁件生产，则不容忽视。
球化剂：目前，国内仅少数生产球化剂的外资、合资工厂对产品质量控制较严、质量较稳定。由于所采用的国内原料不够稳定，所以生产的产品亦难于“绝对”稳定。而一些国营和规模较大的民企亦基本如此。最差的是众多的小生产厂，其产品售价极低、质量波动太大。所以，这类工厂都有待于进一步进行整合与提高。特别是产品检控仪器设备只有少数厂拥有，如X射线荧光光谱仪或能谱仪、原子吸收光谱分析等设备。绝大多数厂仅有很不完备的简单化学分析设备，有的小厂甚至不进行什么分析。这种状况极不适应国内球铁铸件的生产需求，应迅速加以规范和整顿。
孕育剂：目前新发展的品种众多，用途各异。按各生产厂的制造方法，可分为机械混合法、特殊熔制法以及复合合成法等。像“埃肯”的硫、氧孕育剂有良好的成核功效，在风电球铁件和高端球铁汽车铸件生产中，对减少缩松等有显著效果，遗憾的是其价格较高。又如禹州恒利来合金厂的离心铸造球铁管生产用了管模粉，这样能明显解决管外壁缺陷问题。
液态金属过滤用品：该类产品是20多年前引进、消化、吸收的，尔后在国内工厂开始生产，广泛应用是在2000年后。最近几年，生产厂不下20家，且一直从外观、材质、使用范围等方面在扩展。前几年，国内生产的铸钢用过滤器问题较多，目前，己基本解决。大功率风力发电机球铁件浇注时的过滤，用成型直孔或泡沫过滤器时，由于尺寸大、铁液流量大、用的总数量又少，所以多是用从国外进口的组纺多股纤维耐高温过滤网布包裹树脂砂通孔块，安置在浇道上进行过滤，这种产品现己被天津市盛盈特种玻璃纤维科技有限公司推出，并进行生产，成本比进口的降低了许多。
保温节能产品：有各种保温、发热新型冒口和发热保温覆盖剂。有效使用这些产品，对提高铸件出品率、消除收缩缺陷十分有效。其中，三门峡凯特耐火纤维有限责任公司的陶瓷纤维异型制品，特别是所生产的形态、用途多样化的节能新产品值得用户关注。
铁、钢液除渣剂：自1986年国内开始关注铁液除渣剂以来，至今已有23个年头。那时，国内不少铸铁件生产厂多使用稻草灰，同时，有的企业开始使用未膨化的珍珠岩粒，将其撒在铁液表面，因受其高温作用，从脱水、膨化到成渣、聚渣并覆盖铁液表面。当时，对其聚集铁液表面脏物的作用和保温的作用并非很清楚。一般只看到产地不同，起的作用有很大差异。如此，一直延续到1990年代初。到1994年左右，许多台资铸造企业进驻大陆。在天津亦如此，当要求生产较高质量的球铁件时，一些企业都使用曾在台湾广泛使用的日本产除渣剂，这种状况一直延续到今天。当前，几乎所有生产高档球墨铸铁件的铸造厂都在使用日本进口除渣剂，现在价格大体在3 500元/吨。英国福士科公司一直在包括中国大陆在内的世界各地代理销售此产品，香港宏德公司亦一直从日本进口并在中国大陆销售此产品。为了降低铸件成本，许多单位一直寻求用国内资源生产的产品。迄今，国内己生产出与日本相近的产品，但严格比较起来，仍有些差距。至于国内铸造厂所选用的产品，可谓五花八门。当前，国内各铸造厂，除使用日本淡黄色砂粒状除渣剂外，还有使用（从外观上看）白色、灰色、褐色、黑色、绿色和深浅各异颜色的未膨化珍珠岩（原料：珍珠岩、松脂岩、黑曜岩，能在1 100 ℃左右加热条件下体积迅速膨胀几倍至20多倍）除渣剂，价格有从每吨数百元到一千多元的各类产品，而颜色不同是因矿源所含不同种类的金属氧化物所致。应指出的是，国产的产品密度和颗粒堆积比重均大于日本进口产品。粒度分布各异，这是因各生产加工厂粉碎和筛分状况不同而异。日本进口的除渣剂应该说是眼下最好的，特点是：撒在铁液局部，便立即分散到炉膛或包内铁液表面的所有表面，立即膨化，达到相当厚度，且没有水蒸发亦无爆裂声。同时，会把铁液原表面分散的浮渣集聚到整个覆盖层，其边缘与铁水包接触处亦不粘连，用渣棒一挑，整个渣盖即被挑起到包外，冷却后为白色的聚渣物，此时的铁液表面十分洁净。这种除渣剂，炉前工很愿意使用。其他除渣剂，好的，只是接近上述产品，不好的，集渣作用差距很大。对此，仍须积极进行研究，相信中国人一定会研发出世界上最好的除渣剂。根据除渣、聚渣效果，国内铸造工作者根据日本和国产的多种除渣剂的成分和密度、相结构等进行分析、比较，知道其主成分为三氧化二铝、二氧化硅，氧化镁、氧化铁、氧化钾、氧化钠和其他氧化物的百分比都不尽相同，相密度和粒度不同亦造成比重不同。另外，表面自由水和结晶水含量亦不同。国内许多铸造工作者做了大量调研，调研工作主要是找火山遗迹周边的珍珠岩类矿。由于日本产品通俗名称为“火山灰”，于是有人到日本进行考查，知道了日本产地的岩石状况。原先认为日本产品颜色纯正、没有杂色粒，怀疑其表面包覆一层覆膜，实际考查结果——没有。只因日本矿源纯、选矿细致，把颜色不正的块状物除掉，又通过水洗、烘烤、粉碎、筛分等工艺过程。国内有的厂家亦采用了上述方法，但因矿源不同，产品品质出入不小。虽然说，河南信阳珍珠岩颜色最白，受铁液热作用后膨胀系数也大，但除渣效果不佳。值得重视的是，2005年后，希腊艾斯比（河南）工业矿产有限公司购买了信阳珍珠岩矿山采矿权，该公司在世界各地销售此除渣剂，价格也高，但使用效果远比日本的产品差。河北张家口除渣剂为黑色粒、辽宁北票除渣剂为灰色粒，用在高温钢液上尚可，用在铁液上，则因粘度大而不好用。建议铸造工作者积极寻求国内资源，早日研制出优于从日本进口的除渣剂。
以上，仅仅列举了铸造原辅材料众多品种中的少数有代表性产品。总体讲，国内铸造原辅材料进步和创新步伐尽管不小，但远远满足不了我国铸造行业从世界铸造大国向世界铸造强国迈进的巨大需求。要加速创新，充分开发国内资源，在努力学习国外先进技术的基础上，不断开发出具有自主知识产权的系列性、全方位、多样化、能满足我国铸造业各方需求的一流产品。