CN105331876A - 一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法，感应模块感应原料放入重量是否到达预定值；成分检验模块检测铁液的各成分含量，PLC分别根据接收的数据信息，经内部计算分析后，控制加热模块、脱碳模块、搅拌模块、提示模块、烘烤模块和阀门控制模块执行相关操作。本发明能严格控制制备过程中各温度、时间及物料的放入剂量等各项参数，减小出错率，提高制备效率及一种低锡硅钼蠕墨铸铁的品质，还大大减少了操作人员的工作，实现了制备过程的高度自动化。

Description

一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法。

背景技术

现代柴油机升功率高、结构紧凑、铸件形状复杂、热负荷大、强化程度高等特点，不仅对其设计技术，而且对柴油机机体、气缸盖等关重件的材料及制造技术也提出了新的更高的要求，要求材料既具有高的室温和高温力学性能、优良的导热减震性能和优良的热疲劳性能，又要求具有很高的致密性、均匀性和可靠性。铸铁中的石墨形态有片状、蠕虫状和球状，蠕虫状石墨是介于片状石墨和球状石墨之间的一种中间形态石墨，光学显微镜下观察时，在视场中大部分是互不连续的石墨短片。经深度腐蚀后用扫描电镜观察，可以看到它们在共晶团内部是互相连接的。这一点和片状石墨相似，不同的是蠕墨铸铁的长厚比较小，致密度高。同时，在扫描电镜下可看见蠕墨铸铁的端部较圆钝，有的就呈球状结构，和球状石墨十分相似。蠕墨铸铁具有非常优良的室温和高温力学性能、优良的抗热疲劳性能和耐磨性能、良好的铸造成形性能，逐渐成为高功率柴油机的机体、气缸盖等关键件的理想材料。

传统的蠕墨铸铁由于蠕化率偏低和综合性能差等原因严重的阻碍了其推广和应用。虽然，国内外在蠕墨铸铁方面做了大量的工作，取得了许多成果，但是该材料在工业上推广应用过程中遇到了很多难题，主要表现在该材料在制备时蠕化处理不稳定、蠕化率偏低且较难控制，并且综合性能差。

目前，一般铸铁大多依赖于人工操作，各种温度、时间和物料的放入剂量等是通过人工去操作，然而这些数据需要严格把控，若是稍有出入，便很可能造成制备蠕墨铸铁的品质及参数不同的问题，而且在制备过程中各种需要计量的数据繁多，人工记忆和操作很容易出错，而且由于人工操作比较耗时，种种原因之下，使得制备效率不高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法，能严格控制制备过程中各温度、时间及物料的放入剂量等各项参数，减小出错率，提高制备效率及一种低锡硅钼蠕墨铸铁的品质，还大大减少了操作人员的工作，实现了制备过程的高度自动化。

本发明采用的技术方案如下：

一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：打开一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统电源；

步骤2：准备原料，将原料铁放入转炉中，在转炉中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值001时，向PLC传递数字信号001；PLC接收数字信号001，向加热模块传递执行信号201；加热模块接收执行信号201，启动加热装置，将熔池温度加热至1400℃，完成后向PLC传递数字信号301；

步骤3：PLC接收数字信号301，向脱碳模块传递执行信号401；脱碳模块接收执行信号401，向熔池内加入预定剂量001的脱碳剂、预定剂量002的脱硫剂和预定剂量003的脱氧剂，对熔池里的铁水进行脱碳、脱硫和脱氧，完成后向PLC传递数字信号302；

步骤4：PLC接收数字信号302，向加热模块传递执行信号202；加热模块接收执行信号202，将熔池温度加热至1440℃，完成后向PLC传递数字信号303；PLC接收数字信号303，向脱碳模块传递执行信号402；脱碳模块接收执行信号402，向熔池内加入预定剂量004的铬铁和预定剂量005的锰铁，，使熔池中的铬含量和锰含量达到预定要求，完成后向PLC传递数字信号304；

步骤5：PLC接收数字信号304，向加热模块传递执行信号203；加热模块接收执行信号203，将熔池温度加热至1470℃后调节至保温模式，持续保温10min，完成后向PLC传递数字信号305；

步骤6：PLC接收数字信号305，向脱碳模块传递执行信号403；脱碳模块接收执行信号403，向熔池内加入预定剂量006的脱氧剂，接着加入预定剂量007的钼铁、预定剂量008的铌铁、预定剂量009的锡、预定剂量010的钒铁和预定剂量011的钛铁，完成后向PLC传递数字信号306；使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分；

步骤7：接收数字信号306，向提示模块传递执行信号501；提示模块接收执行信号501，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将占铁液总重量0.55％的CaC2粉体装于空心T形耐火材料管内，并将T形管插入铁液包内，将T形管与搅拌装置连接；接着触发搅拌模块，当搅拌模块被触发后，以65rad/min的速度搅拌5min，完成后向PLC传递数字信号307；

步骤8：将浇注处理包置于烘烤装置中，在烘烤装置中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值002时，（则说明浇注处理包已经放在烘烤装置内）则向PLC传递数字信号002；PLC接收数字信号002，向烘烤模块传递执行信号601；烘烤模块接收执行信号601，将烘烤温度调节至400℃，烘烤预定时间001；完成后向PLC传递数字信号308；

步骤9：PLC接收数字信号307和数字信号308，向提示模块传递执行信号502；提示模块接收执行信号502启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将蠕化剂、孕育剂和覆盖剂和金属锑置于包底，在铁液冲入的一端放入设计剂量的铜；

步骤10：成分检验模块检验步骤1~7所得的铁液的合金成分，并显示于显示屏上；当铁液中各成分含量达到预定标准值时，即碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%时，向PLC传递数字信号101；若各成分含量尚未达到预定标准值，则向PLC传递数字信号102；PLC接收数字信号102，向提示模块传递执行信号503；提示模块接收执行信号503，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即提示工作人员根据成分分析仪显示的各成分含量值调节相关量，直到铁液合金成分含量达到预定标准值；

步骤11：PLC接收数字信号101，向阀门控制模块传递执行信号701；阀门控制模块接收执行信号701，打开电磁阀，预定时间002后关闭；完成后向PLC传递数字信号309；PLC接收数字信号309，向提示模块传递执行信号504；提示模块接收执行信号504，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即，加入占铁液重量0.9％的稀土镁钙蠕化剂和0.45％的75硅铁孕育剂，出铁槽冲入法孕育；孕育处理完成后，触发阀门控制模块；

步骤12：阀门控制模块被触发后，打开电磁阀，预定时间003后关闭；完成后向PLC传递数字信号310；（剩余的1/4的已铁液倒入钢包内）PLC接收数字信号310，向搅拌模块传递执行信号801；搅拌模块接收执行信号801，搅拌5min后停止；

步骤13：采用占铁水重量0.25％的珍珠岩除渣剂进行扒渣2次，用0.3％珍珠岩保温覆盖剂在铁水表面形成40mm厚的保温覆盖层；蠕化处理后，在17min内将铁水浇注完毕，得到铸件；

步骤14：将铸件置于热处理炉中加热至920℃，保温3h，然后再放入340℃的硝盐中保温2h，最后空冷至室温。

一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统，其特征在于，它包括：加热模块、脱碳模块、搅拌模块、成分检验模块、提示模块、烘烤模块、阀门控制模块、PLC和感应模块；

所述感应模块包括设于转炉和烘烤装置的感应器，在转炉中，当原料放入重量≥预定值001，则向PLC传递数字信号001；在烘烤装置中，当原料放入重量≥预定值002，（则说明浇注处理包已经放在烘烤装置内）则向PLC传递数字信号002；

成分检验模块包括成分分析仪，所述成分分析仪设有显示屏；用于检测铁液的各成分含量，并显示于显示屏上；当铁液中各成分含量达到预定标准值时，（碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%时，）向PLC传递数字信号101；若各成分含量尚未达到预定标准值，则向PLC传递数字信号102；

PLC分别与加热模块、脱碳模块、搅拌模块、成分检验模块、提示模块、烘烤模块、阀门控制模块、PLC和感应模块相连接，用于接收数字信号001，向加热模块传递执行信号201；接收数字信号301，向脱碳模块传递执行信号401；接收数字信号302，向加热模块传递执行信号202；接收数字信号303，向脱碳模块传递执行信号402；接收数字信号304，向加热模块传递执行信号203；接收数字信号305，向脱碳模块传递执行信号403；接收数字信号306，向提示模块传递执行信号501；接收数字信号002，向烘烤模块传递执行信号601；接收数字信号307和数字信号308，向提示模块传递执行信号502；接收数字信号101，向阀门控制模块传递执行信号701；接收数字信号102，向提示模块传递执行信号503；接收数字信号309，向提示模块传递执行信号504；接收数字信号310，向搅拌模块传递执行信号801；

加热模块包括设于转炉的加热装置，用于接收执行信号201，启动加热装置，将熔池温度加热至1400℃，完成后向PLC传递数字信号301；接收执行信号202，将熔池温度加热至1440℃，完成后向PLC传递数字信号303；接收执行信号203，将熔池温度加热至1470℃后调节至保温模式，持续保温10min，完成后向PLC传递数字信号305；

脱碳模块包括脱碳装置，用于接收执行信号401，向熔池内加入预定剂量001的脱碳剂、预定剂量002的脱硫剂和预定剂量003的脱氧剂，完成后向PLC传递数字信号302；接收执行信号402，向熔池内加入预定剂量004的铬铁和预定剂量005的锰铁，完成后向PLC传递数字信号304；接收执行信号403，向熔池内加入预定剂量006的脱氧剂，接着加入预定剂量007的钼铁、预定剂量008的铌铁、预定剂量009的锡、预定剂量010的钒铁和预定剂量011的钛铁，完成后向PLC传递数字信号306；

提示模块包括报警器，用于接收执行信号501、执行信号502、执行信号503或执行信号504，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；

搅拌模块包括搅拌装置，所述搅拌装置与T形管相连接；当被触发后，以65rad/min的速度搅拌5min，完成后向PLC传递数字信号307；接收执行信号801，搅拌5min后停止

烘烤模块包括烘烤装置，用于接收执行信号601，将烘烤温度调节至400℃，烘烤预定时间001；完成后向PLC传递数字信号308；

阀门控制模块包括设于熔池上的电磁阀，用于接收执行信号701，打开电磁阀，预定时间002后关闭；完成后向PLC传递数字信号309；（此时，铁液出至铁液包的3/4）被触发后，打开电磁阀，预定时间003后关闭；完成后向PLC传递数字信号310；

由于采用上述方案，所述感应器具有高灵敏度，且耐高温，能准确的感应原料放入重量；成分分析仪准确的分析出铁液中各成分含量，省去了人工检测分析的麻烦，节省了操作时间；若是在检验过程中发现某一些合金含量没有达到标准值，则工作人员可以根据此时的含量进行微调直到合金含量达到预定标准值。阀门控制模块的设立，有效的提高了制备效率，不用人为的去打开阀门，脱碳装置，不用人为的去称量预定剂量的原料，节省了操作时间。

进一步地，所述铁液中各成分含量达到预定标准值为,碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%;

由于采用上述方案，在本发明所用原料中，铬无论共晶、共析过程均阻碍石墨化，促进珠光体生成，由于铬元素和铁元素均为体心立方结构，铬原子半径与α-Fe的原子半径非常接近，无论在室温还是较高温度下，铬在α-Fe中的溶解度均较高，使铬能固溶入铁基体中，置换铁元素，起到固溶强化作用，铬还可形成高硬度复杂的Fe-Cr-C化合物，对基体起到弥散强化作用；碳是促进石墨化的元素，碳含量越高，蠕墨铸铁中石墨化过程越容易进行，蠕墨铸铁组织中石墨数量就多，一般蠕墨铸铁中碳的含量控制在3.4-3.8％的范围内，碳含量在该范围内铁水流动性好，易补缩，收缩小，可获得优良的铸造性能；硅含量对基体影响十分显著，主要用来防止白口，控制基体中珠光体含量。随着硅量增加，基体中珠光体量逐渐减少，铁素体量逐渐增加。为了获得较高的性能要求，且得到珠光体基体的蠕墨铸铁，可以适当减少硅量，综合考虑，本发明中的硅含量控制在2.1-2.6%；锰在蠕墨铸铁中起稳定珠光体的作用，在常规含量内对石墨蠕化无影响，因此未减少锰带来的影响，本发明中猛地含量在常规含量之内。本发明原料中的钒和钛能有效地细化、稳定珠光体，同时钒和钛与碳、氮均有高的亲和力而形成显微硬度极高的硬化相钒钛碳氮化合物，提高强度、耐磨性能和耐热疲劳性能，另外，钒和钛增加了白口倾向，属于干扰元素即反球化元素，可以适当拓宽蠕化范围，有利于蠕化处理。

在本发明所用原料中，锑是一个强烈促进珠光体的金属元素，主要起强化铸铁机体组织、细化晶粒的作用，用以提高铸铁的硬度和耐磨性，查阅研究数据表明，当锑的含量超过0.07%时，蠕墨会发生变态，周围会出现分解、细小分枝。同时加入的锑元素还可以和磷形成低熔点的共晶体，在共晶团之间最后析出，形成含锑的磷共晶组织，锑金属形成的珠光体，可以稳定钒钛质点和磷共晶体，使得硬度和耐磨性显著提高，故对于耐磨件可适当提高磷的含量；蠕墨铸铁中加入锡是为了提高蠕墨铸铁的耐磨性，有助于蠕墨铸铁耐热疲劳性能的提高，提高蠕墨铸铁的耐龟裂和耐开裂性能，由于锡使铸铁中石墨细化，数量减少，稳定并细化珠光体，使得珠光体层片间距减小，起到了钉扎位错的作用，进而提高了耐磨性能；铌是活性元素，它与碳有极强的亲和力，阻碍石墨化，但若添加量合适时，在蠕墨铸铁中铌与碳、氮、硫氧等组成的夹杂物可成为石墨核心，因此铌对石墨化起促进作用；稀土对铁液而言都是强烈的变质元素，具有很强的中和干扰元素的能力，稀土加入到铁液中首先与硫等元素反应，使铁液净化，铁液净化后残留的少量稀土就能对石墨起变质作用，因此本发明采用稀土镁钙蠕化剂来蠕化处理，稀土和镁在比较宽的配比范围内，都可以得到蠕虫状石墨。

进一步地，所述脱碳装置包括箱体，所述箱体内设有若干隔层，所述隔层将箱体分为10个内置箱，分别用于存放脱碳剂，脱硫剂，脱氧剂，铬铁、锰铁、钼铁、铌铁、金属锡、钒铁和钛铁，所述每一内置箱设有导管，所述导管上设有阀门，所述阀门上设有体积计量仪，用于计量所经阀门的物料剂量。

脱碳装置的设立，减少了工作人员分批称量原料，并分别加入至熔池的麻烦；当需要时，脱碳装置则自动将所需原料加入至熔池中，有效的提高了自动化程度；节约了资源。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过对系统各项参数的精确控制，实现了自动化操作，在尽量少的操作工人以及高度安全生产的前提下，创造出最大的经济效益。

2、根据操作时间顺序，一步一步自动化控制操作流程，减少了操作人员的工作量，并且使低锡硅钼蠕墨铸铁的制备更加精确；可靠性高，实用性强；

3、自动调节各阀门的开启；

自动调节脱碳装置的阀门，同时还增了阀门控制模块，减少了操作人员的工作量，对导管内的物料进行计量，从而实现对物料的剂量的严格控制，提高了制备效率及低锡硅钼蠕墨铸铁的制备品质。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统的系统示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：打开一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统电源；

步骤2：准备原料，将原料铁放入转炉中，在转炉中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值001时，向PLC传递数字信号001；PLC接收数字信号001，向加热模块传递执行信号201；加热模块接收执行信号201，启动加热装置，将熔池温度加热至1400℃，完成后向PLC传递数字信号301；

步骤3：PLC接收数字信号301，向脱碳模块传递执行信号401；脱碳模块接收执行信号401，向熔池内加入预定剂量001的脱碳剂、预定剂量002的脱硫剂和预定剂量003的脱氧剂，对熔池里的铁水进行脱碳、脱硫和脱氧，完成后向PLC传递数字信号302；

步骤4：PLC接收数字信号302，向加热模块传递执行信号202；加热模块接收执行信号202，将熔池温度加热至1440℃，完成后向PLC传递数字信号303；PLC接收数字信号303，向脱碳模块传递执行信号402；脱碳模块接收执行信号402，向熔池内加入预定剂量004的铬铁和预定剂量005的锰铁，，使熔池中的铬含量和锰含量达到预定要求，完成后向PLC传递数字信号304；

步骤5：PLC接收数字信号304，向加热模块传递执行信号203；加热模块接收执行信号203，将熔池温度加热至1470℃后调节至保温模式，持续保温10min，完成后向PLC传递数字信号305；

步骤6：PLC接收数字信号305，向脱碳模块传递执行信号403；脱碳模块接收执行信号403，向熔池内加入预定剂量006的脱氧剂，接着加入预定剂量007的钼铁、预定剂量008的铌铁、预定剂量009的锡、预定剂量010的钒铁和预定剂量011的钛铁，完成后向PLC传递数字信号306；使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分；

步骤7：接收数字信号306，向提示模块传递执行信号501；提示模块接收执行信号501，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将占铁液总重量0.55％的CaC2粉体装于空心T形耐火材料管内，并将T形管插入铁液包内，将T形管与搅拌装置连接；接着触发搅拌模块，当搅拌模块被触发后，以65rad/min的速度搅拌5min，完成后向PLC传递数字信号307；

步骤8：将浇注处理包置于烘烤装置中，在烘烤装置中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值002时，（则说明浇注处理包已经放在烘烤装置内）则向PLC传递数字信号002；PLC接收数字信号002，向烘烤模块传递执行信号601；烘烤模块接收执行信号601，将烘烤温度调节至400℃，烘烤预定时间001；完成后向PLC传递数字信号308；

步骤9：PLC接收数字信号307和数字信号308，向提示模块传递执行信号502；提示模块接收执行信号502启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将蠕化剂、孕育剂和覆盖剂和金属锑置于包底，在铁液冲入的一端放入设计剂量的铜；

步骤10：成分检验模块检验步骤1~7所得的铁液的合金成分，并显示于显示屏上；当铁液中各成分含量达到预定标准值时，即碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%时，向PLC传递数字信号101；若各成分含量尚未达到预定标准值，则向PLC传递数字信号102；PLC接收数字信号102，向提示模块传递执行信号503；提示模块接收执行信号503，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即提示工作人员根据成分分析仪显示的各成分含量值调节相关量，直到铁液合金成分含量达到预定标准值；

步骤11：PLC接收数字信号101，向阀门控制模块传递执行信号701；阀门控制模块接收执行信号701，打开电磁阀，预定时间002后关闭；完成后向PLC传递数字信号309；PLC接收数字信号309，向提示模块传递执行信号504；提示模块接收执行信号504，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即，加入占铁液重量0.9％的稀土镁钙蠕化剂和0.45％的75硅铁孕育剂，出铁槽冲入法孕育；孕育处理完成后，触发阀门控制模块；

步骤12：阀门控制模块被触发后，打开电磁阀，预定时间003后关闭；完成后向PLC传递数字信号310；（剩余的1/4的已铁液倒入钢包内）PLC接收数字信号310，向搅拌模块传递执行信号801；搅拌模块接收执行信号801，搅拌5min后停止；

步骤13：采用占铁水重量0.25％的珍珠岩除渣剂进行扒渣2次，用0.3％珍珠岩保温覆盖剂在铁水表面形成40mm厚的保温覆盖层；蠕化处理后，在17min内将铁水浇注完毕，得到铸件；

步骤14：将铸件置于热处理炉中加热至920℃，保温3h，然后再放入340℃的硝盐中保温2h，最后空冷至室温。

如图1所示，一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统，其特征在于，它包括：加热模块、脱碳模块、搅拌模块、成分检验模块、提示模块、烘烤模块、阀门控制模块、PLC和感应模块；

所述感应模块包括设于转炉和烘烤装置的感应器，在转炉中，当原料放入重量≥预定值001，则向PLC传递数字信号001；在烘烤装置中，当原料放入重量≥预定值002，（则说明浇注处理包已经放在烘烤装置内）则向PLC传递数字信号002；

成分检验模块包括成分分析仪，所述成分分析仪设有显示屏；用于检测铁液的各成分含量，并显示于显示屏上；当铁液中各成分含量达到预定标准值时，（碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%时，）向PLC传递数字信号101；若各成分含量尚未达到预定标准值，则向PLC传递数字信号102；

PLC分别与加热模块、脱碳模块、搅拌模块、成分检验模块、提示模块、烘烤模块、阀门控制模块、PLC和感应模块相连接，用于接收数字信号001，向加热模块传递执行信号201；接收数字信号301，向脱碳模块传递执行信号401；接收数字信号302，向加热模块传递执行信号202；接收数字信号303，向脱碳模块传递执行信号402；接收数字信号304，向加热模块传递执行信号203；接收数字信号305，向脱碳模块传递执行信号403；接收数字信号306，向提示模块传递执行信号501；接收数字信号002，向烘烤模块传递执行信号601；接收数字信号307和数字信号308，向提示模块传递执行信号502；接收数字信号101，向阀门控制模块传递执行信号701；接收数字信号102，向提示模块传递执行信号503；接收数字信号309，向提示模块传递执行信号504；接收数字信号310，向搅拌模块传递执行信号801；

加热模块包括设于转炉的加热装置，用于接收执行信号201，启动加热装置，将熔池温度加热至1400℃，完成后向PLC传递数字信号301；接收执行信号202，将熔池温度加热至1440℃，完成后向PLC传递数字信号303；接收执行信号203，将熔池温度加热至1470℃后调节至保温模式，持续保温10min，完成后向PLC传递数字信号305；

脱碳模块包括脱碳装置，用于接收执行信号401，向熔池内加入预定剂量001的脱碳剂、预定剂量002的脱硫剂和预定剂量003的脱氧剂，完成后向PLC传递数字信号302；接收执行信号402，向熔池内加入预定剂量004的铬铁和预定剂量005的锰铁，完成后向PLC传递数字信号304；接收执行信号403，向熔池内加入预定剂量006的脱氧剂，接着加入预定剂量007的钼铁、预定剂量008的铌铁、预定剂量009的锡、预定剂量010的钒铁和预定剂量011的钛铁，完成后向PLC传递数字信号306；

提示模块包括报警器，用于接收执行信号501、执行信号502、执行信号503或执行信号504，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；

搅拌模块包括搅拌装置，所述搅拌装置与T形管相连接；当被触发后，以65rad/min的速度搅拌5min，完成后向PLC传递数字信号307；接收执行信号801，搅拌5min后停止

烘烤模块包括烘烤装置，用于接收执行信号601，将烘烤温度调节至400℃，烘烤预定时间001；完成后向PLC传递数字信号308；

阀门控制模块包括设于熔池上的电磁阀，用于接收执行信号701，打开电磁阀，预定时间002后关闭；完成后向PLC传递数字信号309；（此时，铁液出至铁液包的3/4）被触发后，打开电磁阀，预定时间003后关闭；完成后向PLC传递数字信号310；

所述铁液中各成分含量达到预定标准值为,碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%;

所述脱碳装置包括箱体，所述箱体内设有若干隔层，所述隔层将箱体分为10个内置箱，分别用于存放脱碳剂，脱硫剂，脱氧剂，铬铁、锰铁、钼铁、铌铁、金属锡、钒铁和钛铁，所述每一内置箱设有导管，所述导管上设有阀门，所述阀门上设有体积计量仪，用于计量所经阀门的物料剂量。

一种低锡硅钼蠕墨铸铁的完整制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料准备及铁液熔炼，铁液熔炼时，将原料铁放入转炉中加热熔化，待原料铁全部熔化后，调节熔池温度，使熔池温度控制在1400℃左右，然后向熔池中加入脱碳剂，脱硫剂，脱氧剂，对熔池里的铁水进行脱碳、脱硫、脱氧；

步骤2、脱碳、脱硫、脱氧工序完成后，升温熔池温度，使之达到1440℃，然后向熔池中，连续加入铬铁和锰铁，使熔池中的铬含量和锰含量达到预定要求，调节温度，使温度控制在1470℃，保持10min；

步骤3、步骤2完成后，加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、铌铁、金属锡、钒铁和钛铁，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分；

步骤4、将占铁液总重量0.55％的CaC2粉体装于空心T形耐火材料管内，将T形管插入铁液包内，使其按65rad/min速度搅拌，搅拌时间5min；

步骤5、将浇注处理包在400℃进行烘烤，然后将蠕化剂、孕育剂和覆盖剂和金属锑置于包底；

步骤6、将步骤4得到铁液进行合金成分检验，检验合格后，用冲入法将铁液倒入浇注处理包中，出炉温度控制在1470℃，当出铁液到包内约3/4时，停止出铁，然后加入占铁液重量0.9％的稀土镁钙蠕化剂和0.45％的75硅铁孕育剂，出铁槽冲入法孕育；孕育处理完成后，将剩余的1/4的铁液倒入钢包内，并搅拌5min；

步骤7、步骤6完成后，采用占铁水重量0.25％的珍珠岩除渣剂进行扒渣2次，用0.3％珍珠岩保温覆盖剂在铁水表面形成40mm厚的保温覆盖层；防止包内铁水快速降温及蠕化元素的自然逸出；

步骤8、蠕化处理后，在17min内将铁水浇注完毕，得到铸件。

得到的铸件还需进行热处理，其热处理工艺为：将铸件置于热处理炉中加热至920℃，保温3h，然后再放入340℃的硝盐中保温2h，最后空冷至室温。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (1)

1.一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：打开一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备系统电源；

步骤2：准备原料，将原料铁放入转炉中，在转炉中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值001时，向PLC传递数字信号001；PLC接收数字信号001，向加热模块传递执行信号201；加热模块接收执行信号201，启动加热装置，将熔池温度加热至1400℃，完成后向PLC传递数字信号301；

步骤3：PLC接收数字信号301，向脱碳模块传递执行信号401；脱碳模块接收执行信号401，向熔池内加入预定剂量001的脱碳剂、预定剂量002的脱硫剂和预定剂量003的脱氧剂，对熔池里的铁水进行脱碳、脱硫和脱氧，完成后向PLC传递数字信号302；

步骤4：PLC接收数字信号302，向加热模块传递执行信号202；加热模块接收执行信号202，将熔池温度加热至1440℃，完成后向PLC传递数字信号303；PLC接收数字信号303，向脱碳模块传递执行信号402；脱碳模块接收执行信号402，向熔池内加入预定剂量004的铬铁和预定剂量005的锰铁，，使熔池中的铬含量和锰含量达到预定要求，完成后向PLC传递数字信号304；

步骤5：PLC接收数字信号304，向加热模块传递执行信号203；加热模块接收执行信号203，将熔池温度加热至1470℃后调节至保温模式，持续保温10min，完成后向PLC传递数字信号305；

步骤6：PLC接收数字信号305，向脱碳模块传递执行信号403；脱碳模块接收执行信号403，向熔池内加入预定剂量006的脱氧剂，接着加入预定剂量007的钼铁、预定剂量008的铌铁、预定剂量009的锡、预定剂量010的钒铁和预定剂量011的钛铁，完成后向PLC传递数字信号306；使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分；

步骤7：接收数字信号306，向提示模块传递执行信号501；提示模块接收执行信号501，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将占铁液总重量0.55％的CaC2粉体装于空心T形耐火材料管内，并将T形管插入铁液包内，将T形管与搅拌装置连接；接着触发搅拌模块，当搅拌模块被触发后，以65rad/min的速度搅拌5min，完成后向PLC传递数字信号307；

步骤8：将浇注处理包置于烘烤装置中，在烘烤装置中，感应模块感应到原料放入重量≥预定值002时，则向PLC传递数字信号002；PLC接收数字信号002，向烘烤模块传递执行信号601；烘烤模块接收执行信号601，将烘烤温度调节至400℃，烘烤预定时间001；完成后向PLC传递数字信号308；

步骤9：PLC接收数字信号307和数字信号308，向提示模块传递执行信号502；提示模块接收执行信号502启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤，即，将蠕化剂、孕育剂和覆盖剂和金属锑置于包底，在铁液冲入的一端放入设计剂量的铜；

步骤10：成分检验模块检验步骤1~7所得的铁液的合金成分，并显示于显示屏上；当铁液中各成分含量达到预定标准值时，即碳含量为3.4-3.8%，硅含量为2.1-2.6%，钼含量为0.1-0.3%，锰含量为0.2-0.3%，铌含量为0.2-0.3%，铬含量为0.1-0.2%，锡含量为0.01-0.03%，锑含量为0.01-028%，钒含量为0.1-0.18%，钛含量为0.15-0.25%，磷和硫的总含量≤0.06%时，向PLC传递数字信号101；若各成分含量尚未达到预定标准值，则向PLC传递数字信号102；PLC接收数字信号102，向提示模块传递执行信号503；提示模块接收执行信号503，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即提示工作人员根据成分分析仪显示的各成分含量值调节相关量，直到铁液合金成分含量达到预定标准值；

步骤11：PLC接收数字信号101，向阀门控制模块传递执行信号701；阀门控制模块接收执行信号701，打开电磁阀，预定时间002后关闭；完成后向PLC传递数字信号309；PLC接收数字信号309，向提示模块传递执行信号504；提示模块接收执行信号504，启动报警器，发出提示音，提示工作人员进行下一步骤；即，加入占铁液重量0.9％的稀土镁钙蠕化剂和0.45％的75硅铁孕育剂，出铁槽冲入法孕育；孕育处理完成后，触发阀门控制模块；

步骤12：阀门控制模块被触发后，打开电磁阀，预定时间003后关闭；完成后向PLC传递数字信号310；PLC接收数字信号310，向搅拌模块传递执行信号801；搅拌模块接收执行信号801，搅拌5min后停止；

步骤13：采用占铁水重量0.25％的珍珠岩除渣剂进行扒渣2次，用0.3％珍珠岩保温覆盖剂在铁水表面形成40mm厚的保温覆盖层；蠕化处理后，在17min内将铁水浇注完毕，得到铸件；

步骤14：将铸件置于热处理炉中加热至920℃，保温3h，然后再放入340℃的硝盐中保温2h，最后空冷至室温。