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鑄造球墨鑄鐵管的性能要求澆注前鐵液必須達到一定的含 硅量,一般要求在2.0—2.4^之間。而原鐵液中硅元素的來源主要是: 金屬爐料、球化劑、孕育劑。實驗表明硅如果以孕育劑的形式加入,則 球墨鑄鐵中的石墨化能力可提高3倍左右,石墨球數(shù)目增加的就會更 多。并且硅對球墨鑄鐵管的機械性能影響很大,比如硅可以改變石墨 球的大小、分布和圓整度,可以細化石墨球,會使基體塑性、強度提高; 硅在退火過程中可以促進滲碳體分解,生成鐵素體,提高球墨鑄鐵管 的塑性和延展性;硅還可以溶解在鐵中并強化金屬基體,提高球墨鑄 鐵管的硬度和強度。 因此球墨鑄鐵管中的硅主要是以孕育的方式加 入。為了更好的發(fā)揮硅的作用,在生產(chǎn)中硅以三次孕育的形式加入:首 先是球化包內(nèi)孕育,其次是隨流孕育,然后是管模粉孕育。并且這三次 孕育都以瞬時孕育的效果,因此在球化包內(nèi)孕育前爐內(nèi)的硅要調(diào) 質(zhì)到一個合適的量,由實驗表明爐內(nèi)的硅一般調(diào)到0.8 —丨.2%之間,如 果爐內(nèi)的硅調(diào)到低于0.8^,在球化包內(nèi)就要加入更多的孕育劑,這樣 球化后的鐵液降溫太大,不利于澆注; 在球化包內(nèi)加入的孕育劑相對就會減少,這樣孕育效果就會大大降 低,并且硅在高溫的爐內(nèi)還會被燒損,其反應(yīng)方程式為51+2^01=5102結(jié)果會使鑄管中的終硅量減少,影響鑄管力學性能。
球墨鑄鐵的強度和鑄鋼的強度是可比的。球墨鑄鐵具有更高的屈服強度,其屈服強度為40k,而鑄鋼的屈服強度只有36k。(請參閱83頁有關(guān)機械性能的比較)。在大部分市政應(yīng)用領(lǐng)域,如:水、鹽水、蒸汽等,球墨鑄鐵的耐腐蝕性和抗氧化性都超過鑄鋼。由于球墨鑄鐵的球狀石墨微觀結(jié)構(gòu),在減弱振動能力方面,球墨鑄鐵優(yōu)于鑄鋼,因此更加有利于降低應(yīng)力。選擇球墨鑄鐵的一個重要的原因在于球墨鑄鐵比鑄鋼成本低。球墨鑄鐵的低成本使得這種材料更加受歡迎,鑄造效率更高,也較少了球墨鑄鐵的機加工成本。隨著球墨鑄鐵管在水及煤氣行業(yè)迅速廣泛地運用,我國的年產(chǎn)量由1990年的10萬噸增加到2001年的90萬噸,占全部鑄鐵管年產(chǎn)量的50%以上。球墨鑄鐵管的防腐直接關(guān)系到管道的長期的使用性和性,因此是衡量管網(wǎng)技術(shù)及運行狀況的一個重要指標。據(jù)10個典型城市調(diào)查結(jié)果顯示,我國城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)靜漏失率達到12 ~ 13%,遠遠超過了要求城市漏失率控制在6%以下的標準,所以管道防腐一直是我們當前一個熱門的課題。
目前,球墨鑄鐵管采用水泥內(nèi)襯作為內(nèi)防腐形式,鋅加瀝青作為外防腐形式,并在生產(chǎn)工藝中已經(jīng)制作完成,無須施工安裝后進行防腐處理。這已成為國內(nèi)外球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家的通用做法,防腐效果也十分明顯。
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