DN80球墨铸铁管工艺改造

陈 浩，韩爱学，黄 帅

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司，河南 安阳 455133）

安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司（以下简称永通）于2018年投产4台DN80-DN300高效水冷金属型离心铸管机。该离心机生产线采用高架式结构，离心机在10 m高平台布置，拔出的高温铸管通过升降机运送到车间零米地面，而后通过三组可升降的运输辊子将高温铸管运送到自动运输链，再由运输链输送到退火炉。

1 DN80铸管生产现状及存在问题

1.1 弯管严重

承口位置弯管居多，对承口部位进行了剖切分析，承口第5面壁厚不均，同一直径处相差2 mm。造成承口弯管的原因有：

1）离心机中心环磨损超标，管模在离心机内旋转静跳超标。

2）安装管模后机手调整离心机托压轮，管模与中心环同心度超标。

3）铁水太碳当量超标，首先会使球化铁水流动性降低，管子容易径向壁厚不均；其次会造成铸管内壁产生龟纹，过高的碳当量会石墨漂浮。

1.2 外表缺陷多

外表缺陷多，成型率偏低，约为80%。生产DN80管的流槽特别细长，铁水容易外溢，使管子外表质量不易控制，溅铁、缩沟、气孔等缺陷偏多。

1.3 生产节奏慢

生产节奏慢，产量偏低，消耗偏高。生产效率每班次260~300支。机时效率45支/h。

2 改造过程

2.1 针对弯管改进方法

1）生产前检查机器中心环，径跳控制在0~0.3 mm，超出范围更换。中心环和管模接触处磨损1~2 mm，不在控制范围更换。

2）按装管模后手动调节管模承口同心度，保证同一直径处数据一样。

3）碳当量稳定控制在4.4~4.6，碳和硅比例要合适，杜绝高硅低碳，高碳低硅。碳当量增加可以提高球墨铸铁的石墨化程度。在铁碳二元合金中，共晶成分的w（C）为4.26%，适当的提高碳当量，使之接近于共晶成分，可以提高铁液的流动性，共晶度Sc约为1.03～1.05（即w（C）=4.35%～4.45%）。通过控制碳当量，观察流槽内部的残铁条状况，残铁条的宽度控制在20 mm之内，残铁条表面光滑无毛刺。增加了铁水的流动性后，管子在离心力的作用下壁厚均匀性得以保证。

2.2 针对外表缺陷的改进方法

1）离心机水品倾斜角度设计为（5.2∶100.0）3°，为保证管子质量70~77 kg，在生产时铁水通过流槽需求量达到最大量，而流槽细长6 m，内宽40 mm，高度30 mm，当浇注时铁水因流槽轻微颤动造成外观缺陷，成型率太低仅达到83%~88%。为解决这一问题，采取降低管重，由原来的70~77 kg降低为60~65 kg拉管，通过流槽的铁水量达到控制，外观缺陷得到解决。

2）同时降低管重后对管子进行了分段剪切，测量壁厚数据如表1所示。同一直径处最小数据符合国标要求。

表1 DN80管径各段壁厚实测量数据 mm

降低管重后，成型率稳定在91%~93%左右，水压率控制98%~98.5%，同时降低了铁水损耗，提升了生产率。

2.3 针对生产节奏慢的改进方法

1）降低管重，提高离心机浇注行走速度。行走速度有原来的16~17 s改变为12~14 s，机时效率达到55~60支，每班次拉管支数稳定在380~400支左右，成型率稳定在91%~93%左右，水压率控制98%~98.5%。

2）增加模粉量由0.175~0.195 kg，增加至0.21~0.230 kg，以减少气孔缺陷。

3）使用前期管模，严格控制循环水温。改造循环水流量指示，增加温度计显示，水温控制在50~70℃之间，保证了管模一直处于正常的冷热交替的循环范围之内，既保护了铁水对管模的热冲击，又有效的杜绝了气孔的产生。

3结语

DN80 mm×6 000 mm铸管是球墨铸铁管行业中管径最小，长度最长的铸铁管产品，该铸管具强度高，耐腐蚀，技术含量高，成型率低，生产难度大，生产成本高的特点。DN80 mm×6 000 mm铸管市场需求旺盛，生产厂家少，存货量少，与相同管径PVC管竞争激烈。

永通铸管公司在DN80铸管生产中虽然存在很多困难，但在对其生产工艺研究上从未间断，经过两年的摸索和运行，基本上已经掌握了一套高效快节奏的生产方法，现可大批量生产。