一种低锡硅钼蠕墨铸铁的智能制备方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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多预定值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°C，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°C，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°C后调节至保温模式，持续保温lOmin，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，S卩，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多预定值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°C，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17 min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°C，保温3h，然后再放入340°C的硝盐中保温2h，最后空冷至室温。
[0007]—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，当原料放入重量多预定值001，则向PLC传递数字信号001 ;在烘烤装置中，当原料放入重量多预定值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%，磷和硫的总含量彡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