□ 编译/苏鸿英
专门从事铜铸造生产的Peel Jones铜产品有限公司已经有30年的历史。为非洲、亚洲、欧洲和北美洲超过20个国家的工厂运营商服务,近年来出口销售量在一些国家大幅增长,在2012年良好开局之后,生产量增长15%,公司在全球拥有一个一体化的代理商网络。
Peel Jones公司的产品范围包括高炉冷却设备,电弧炉和化铁炉的冷却设备,三重冷却和双室风口(带管子或带芯的),风口冷却器,平板炉身冷却器,板式冷却器和迷你板式冷却器,夹紧装置、溜槽和放流箱基座。其单独设计的铸体延长了设备使用寿命,为用户提供了减少生产成本的设备,公司通过不断研发,创新的设计,向用户提供最新的技术。铜冶炼工业Peel Jones公司提供的各种产品的设计全部按用户要求或使用户公司自己的设计。
艾思克.皮尔(Eric Peell)1966年从其父亲那里续承了家庭生意,其父亲早已经开始关注高炉风口和板式冷却器的设计,他很快召唤Tim Wngley把其想法赋于职业绘图,并且开发出来。在熔点在1083℃温度下,铜风口必须承受通过风口的1200℃的热风。这里要求全面冷却,由于铜的高热传导性而使其成为可以承担这一工作的最低廉的材料。
Pell Jones公司的第一个设计是空心流嘴(冷却)风口,它延长了风口使用寿命,从28天到超过三个月,并给予了操作人员灵活性,高炉中的水对耐火材料炉衬造成严重损害,它会产生氢气污染铁,这一问题通过除气装置得到解决。1968年艾里克和蒂姆(TIM)与一位耐火材料供应商合作,1974年他们向荷兰一家用户供货,1976年以来和瑞典Boliden公司成为贸易伙伴,目前Peel Tones公司生产的所有产品全部出口。
生意人IanR young OBE 是Archibald Young有限公司和Founders & Engineers集团公司的主席,集团公司设在格拉斯哥的Kirkinti lloch,他是铸造师的第五代传人,他的儿子运营着两家苏格兰铸造工厂,集团公司于1986年决定采取多金属生产理念,现在已经获利。
集团公司Kirkintilloch铸造厂采用一种绿色砂—CO2系统可以铸造最重达300Kg的铝,500Kg的铜和200Kg铁的合金。集团仅仅铸造铜和铝(通常是船阀和泵部件),生产现场有一个自硬环用于半重复生产,这里有一台感应加热炉用于铜生产,1000Kg和500Kg的Striko熔炉用于铝生产。
铸件用户要求设计服务、安装和销售支持一站式商店,欧洲范围内良好的物流是非常重要的,在一些情况下销售周期仅仅为一个星期。按照Peel Jones公司的报价,一切都固定在30天,而铜价格除外。铜的款费必须在七天之内支付,而一些产品需要6个星期加工和2个星期运输,这样付款期限在30~60天内,原料用量约为40吨/月,所以有大量资金被占用。
重力砂型铸造是一个手艺活,没有两个铸造加工完全一样。在Peel Tones公司机械化程度很少,大多数工作是人工完成。重力砂型铸造工艺采用炉型砂芯和碱酚模具,这是一种相对小规模,劳动强度大的铸造工艺,其工作环境都有一种特殊的感觉。
铜和NiAl青铜被认为可能是最难铸造的材料,任何杂质的存在都可能会影响表面光洁度和质量,最高纯度的材料将对炉子使用寿命有益,现在通常所用原材料都是来自瑞典Boliden公司的电解阴极铜。来自智利的IMI公司的高氧Mantas Blancas铜锭是迄今为止最好的铜锭,其有一个“黑色”表面。现在Peel Jones公司竭力在工艺里创新生产这种质量铜锭,虽然很难,但这是目标。
铜喜欢吸收氢和氧,5ppm的氢含量就足以成为问题,Peel Jones公司必须避免铜水高氢含量和低氧含量。熔化车间装备有1台1000Kg感应加热炉,2台Radyne熔炉和1台200Kg感应加热推出炉,当熔体准备好,较大的炉子向上倾斜把铜水注入铜水包,这要在炉中铜水直接测量温度之前进行,一旦铜水包就位,开始注入铜水,无论是顶注或底注,都必须快速完成。现场拥有自己的型砂修整厂可以降低成本。在铸件拆出砂型之后,砂型被粉碎,返回到砂型车间,回收型砂和新型砂比例为50:50,铸芯必须加以清理、倒空、钻屑和排除试验,有些情况下要进行X光照射。
为确保质量,Peel Jones公司执行国际标准化组织的标准(BS EN ISO 9002,认证1994和认证2228)和有关法规并符合质量系统标准,铜铸件按BS EN 1978(阴极铜I),纯度保证在99.96%,按严格的技术规范在现场加工,由试验认证确认,所选择产品的导电要求是:风口——80% IACS,风冷却器口——80% IACS,板式冷却器——55-70% IACS,立式冷却器——至少保证80% IACS。
所有铸件在水中7~15个气压下试验10分钟,根据要求的质量标准进行尺寸检查,超声波试验和内表面检查。根据最少缺陷分类标准(ASTME-272-91)进行X光照相排查,所有级别均在1~3范围之内。Peel Jones公司使用了一台6mmx6mmx6mm立体铱Ι192源用于 NDT(无损伤)X光照相仪,其能展示任何气体龟裂、撕裂和热缩孔穴,对于气穴严重的程度分为1~5级,第3级是全球可接受的最低标准。
多年来Peel Jones公司开发出来三种风口保护方法,由Saint Gobain公司供货的含氧化铝耐火材料,用于风口内径以减少进来热风的热损失,所获得的能源节省足以用来支付铜风口,有时工艺倒过来,在高炉内铁水如“雨水”流下来,可以流经风口。碳化硅陶瓷瓦粘在风口顶部避免烧损,采用搭接焊以保护鼻型板不受热粉尘和焦碳的直接磨损,然而在许多情况下烧损是个问题,这种碳化硅陶瓷瓦是唯一能承受铁水的材料。
高炉板式和迷你型立式冷却器(55%-90%IACS)可以拥有8个通道以提供全部表面冷却到相邻的耐火材料,装备有和炉壳相连接的供选择的固定装置,特殊启用时提供带灌浆装置的迷你冷却器,冷却器提供了计划维修的灵活性。具有隔离出受损的冷却器部分,在每座高炉都有许多板式冷却器和风口,Peel Tones公司根据经验提供高炉炉衬使用寿命的潜力为12~15年,这肯定是值得骄傲的。