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离心铸造铸铁排水管生产中的一些问题
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资源描述：铸造纵横 ～哪foundry．corn．Gn 技 交流………………………………………………………………………-● 离心铸造铸铁排水管生产中的一些问题 北京航窒航天大学张虎 摘要：针对离心铸造铸铁排水管生产企业生产过程中存在的问题，如设备选型、涂料的影响、麻 坑及针孔等铸造缺陷的产生原因等，进行了分析和探讨。讨论了三种典型离0铸造铸铁排水管生产设 备的特点，认为只要铸造生产工艺合理、涂料性能台适，即使使用简易离 铸造机也可以生产出无麻 坑、针孔、电纹、浮詹等铸造缺陷的高质量铸管。涂料性能与涂料使用方法强烈影响到铸管表面质量 和管模使用寿命。影响铸管外表面麻坑、针孔等缺陷的主要因素是潦料本身的性能和涂料使用工艺， 影响铸管内表面龟纹等铸造敏陷的主要因素是铁水质量。 离心铸造铸铁排水管是普通砂型铸造铸铁 排水管的升级换代产品。最近国家建设部、经贸 委、质量技术监督局和建材局在《关于在住宅建 设中淘汰落后产品的通知》(建住房[ 号)文件中明确规定：白日起， 在城镇新建住宅中，淘汰砂模铸造铸铁排水管用 于室内排水管道，推广 应用硬聚氯乙烯(UPVC) 塑料排水管和符台《排水用柔性接口铸铁管和管 件》(GB／T12772一g9)的柔性接口机制铸铁排水 管。这为离心铸造铸铁失排水管生产企业提供了 难得的机遇。 北京市为例 g9年北京市排水管 需求量达4～5万吨，面北京市及北京市周边地 区铸铁管生产厂家的离心铸造铸铁排水管的生 产能力不足一万吨 从国际市场看，3m长国际标 准管市场需求量大，但由于生产过程中劳动环境 较差，这种铸铁管的生产将逐步由工业发达国家 转向发展中国家，出口市场看好。所以，最近几 年离心铸造铸铁排水管生产发展很快，同时也推 动了国内离心铸造铸铁排水管生产技术的发展。 北京航空航天大学自90年以来陆续开发了 LZG92系列、LZG93系列、LZG98系列离心铸管机、 离心铸造铸铁排水管生产工艺和离心铸造铸铁 排水管专用涂料，可分别用于生产直径巾5O～ 250tam、长0．5m、1．Om、1．5m、1．83m和3 0m铸 铁排水管。经过十几年的应用和发展，我单位开 发的离心铸造铸铁排水管成套设备和技术已比 较成熟，铸管表面光滑，无麻坑、针孔等缺陷， 水压试验一次台格率高达90％以上，产品质量达 到GB87i6—88(排水用灰口铸铁直管和管件)、 GB／T12772—99(排水用柔 性接口铸铁管及管件) 标准和IS(铸铁排水管和管件)国际 标准和CISPI一30卜90(卫生、暴雨、废水、通风 用无承口铸铁管及配件)美国铸铁管研究院标准 的要求。该技术已在北京、河北、江苏、山东、 广东、辽宁、黑龙江等地十几个厂家应用，生产 稳定 效果良好。 在和有关铸铁排水管生产企业的接触过程 中，我们发现许多生产厂家对离心铸造铸铁排水 管的设备与生产特点并不了解，在设备选型及生 产组织中走了许多弯路，有的工厂设备安装一、 两年后还不能正常生产：绝大多数企业生产的铸 铁管外表面存在麻坑、针孔等铸造缺陷，内表面 有龟纹、浮渣等铸造缺陷。基于笔者过去十几年 的工作经验，本文针对企业生产过程中存在的问 题，如设备选型、涂料的影响、麻坑入针孔等铸 造缺陷的产生原因等，进行分析和探讨。 一 蛮^辖诰辖钵扫IETk簪峰声i。鲁-与 生产工艺 1．设备选型 目前市场上可供离心铸造铸铁排水管生产 企业选择的离心铸管机有三种： (I)全自动型离心铸管机：该型离心铸管 机采用PLc控制，主机由电磁调速电机拖动，喷 涂、浇注、拔管等工序均由液压驱动、PLC控制 自动完成，具有预置喷涂和浇注转速、可根据铸 管口径调整浇注速度、自动检测管模温度、根据 管模温度自动确定每次喷水冷却的喷水时间以 控制管模温度、电子称重装置自动控制铁水重量 等功能，正常一r作时所有] 序只需三个按钮控 制。该型离 瞒管机的特点是对工艺参数的控制 FOLjNDRY PANORAMA 200ll】0 维普资讯
铸造纵横 Ⅵ foundry．com．cn 比较严格，影响铸管质量、特别是表面质量的主 要因素都得到了控制，只要铁水成分和铁水温度 合适，就可 得到高质量的铸管。鉴于以上特点， 该型离心铸管机将工人素质和工人操作水平等 人为因素对铸管质量的影u自降低到最低程度，也 降低了管理上的难度；同时，由于自动化程度的 提高，大大减轻了工人劳动强度。与其它类型的 离 铸管机相比，该型离心铸管机价格较高 如 北京航空航天大学生产的该型离心铸管机 (LZG98系列 可用于生产直径05O～250m、长 mm的铸管)的价格为2O～25万元／ 套。如果企业对产品质量和人 [成本要求较高， 如大中型铸管生产企业或生产较高价值类似产 品的企业，采用该型设备是台适的。 (2)半自动型离心铸管机：该型离心铸管 机采用继电器控制，主机由电磁调速电机拖动， 喷淙、浇注、拔管等工序均由液压驱动，可根据 铸管口径调整浇注速度、喷涂和浇注转速，一般 采用中问浇包定量。这型离心铸管机是国内最早 开发的机型，相对于全自动型离心铸管机，对工 艺参数的控制程度较低，人为影响因素增多，生 产管理难度增大，工人劳动强度也有所加大，价 格为较适中，如北京航空航天大学生产的该型离 心铸管机(LZG92系列，可用于生产直径 50～ 250mm、长1∞O～3000mm的铸管)价格为i3～2O 万元／套。 (3)简易型离心铸管机：目前国内有数家 企业生产该型离心铸管机，具体结构、价格差别 都比较大，也有一些铸铁管生产企业根据自身条 件生产自用，其特点是结构简单，一般采用机械 喷涂、人工浇注、人工拔管。该型离心铸管机的 优点是价格便宜，台北京航空航天大学生产的该 型离心铸管机(LZG93系列，可用于生产直径巾 50~250mm、长lO00~3000mm的铸管)，价格为 5～i0万元／套。缺点是主要生产过程完全靠人工 控制，对企业的生产技术水平、工艺稳定性和生 产管理水平要求很高：同时工人的劳动强度也很 大。近年许多企业选用该型离心铸管机，但由于 生产工艺不配套、涂料生产技术不过关或生产管 理措施不得当，生产出的铸管问题普遍较多，外 表面存在麻坑、针孔等铸造缺陷．水压试验一次 合格率仅为i0~30％，不得不进行补漏、添坑、 打磨等后续处理，增加了生产：[序和生产成本， 甚至于数年不能正常生产。根据我们的经验，对 这种简易离心铸管机，如果铸造生产工艺合理、 涂料性能合适，只要对工人进行适当培训、加强 生产管理，也可以生产出高质量的铸管．铸管外 表面光洁，基本不存在麻坑、针孔等铸造缺陷， 并消除了内表面龟纹、浮渣等缺陷，水压试验一 次合格率可达90％以上，而且生产率可以达到 15~25根川、时，在有些工厂生产1．5m铸管时甚 至可以达到30根／小时。所以，对于国内一般的 中小型铸管生产企业，如果能有合理的铸造生产 工艺和台适的涂料，采用该型设备是合适的。 2．离心铸造铸铁排水管生产工艺 国内企业普遍存在重设备、轻工艺的传统， 无论是国营大厂还是乡镇企业都不同程度存在 这个问题。事实上，生产设备是为生产工艺服务 的。只要生产工艺过关，简易设备也可以生产出 优质产品{反之，如果生产工艺有问题，优良的 设备也不可能生产出合格产品 但在生产同样产 品时，优良的设备可以减轻工艺控制和生产管理 的负担，简易设备则需要更高的生产工艺水平和 更严格的生产管理水平。 许多企业认为离心铸管工艺很简单，只要管 模转起来就可以了。所以，有的工厂在参观了几 家相关企业后，自己上马离心铸管项目，甚至于 自己动手生产离心铸管机，结果花了许多冤枉 钱，摸索了几年也不得要领：也有的企业生产了 几年甚至于十几年离心铸管机，仍然没有成熟的 生产工艺，致使相关企业设备投产数年仍生产不 出合格产品。实际上，离心铸造工艺有许多诀窍， 只有真正掌握了这些诀窍，才有可能生产出优质 的铸管。在购买成套设备时，成熟的生产工艺及 实用的技术诀窍也许比设备本身更重要。 3．离心铸造机和熔化设备的配套问题 离心铸造铸铁管的生产特点是连续作业， “热态生产”。所谓“热态生产”，就是指生产过 程连续，管模温度比较稳定，浇包、浇槽等铁水 流经的部位保持在一定温度以上，冲天炉正常提 供铁水而不必要采用停风等控制铁水熔化速度 的措施，导致铁水温度和化学成分不稳定，氧化 严重，铸管质量较差，特别是铸管内外表面质量 较差。所以，在设计离心铸营车间时．要特别注 意冲天炉的熔化能力和离心铸管机的生产能力 之间的匹配，要保证铁水的连续供应．就是说． FOUNDRY PANORAMA 2001．10 维普资讯
冲天炉的熔化能力要略大于离心铸管机的生产 能力。根据实际生产规模的大小．预留一台或数 台备用离心铸管机．对于现场合理组织、调度生 产很有帮助。 4．管模问题 在离心铸造铸铁管的生产成本中，管模所占 分量较大，以 100m×3000mm管模为例，生产 一根铸管所需的模具成本在3～12元之间，所以 生产厂家对管模的材质与加工工艺问题比较关 心。关于离心铸造铸铁管管模的材质，目前国际 上公认的最恰当的材质为21Cr]~o]0(德国牌号)， 与我国的2]CrNo相近，但cr、№含量较高，s、 P含量低一级。鉴于21CrMol0管模昂贵的价格， 考虑到模具的正常损坏为热疲劳破坏，主要和材 料中的非金属夹杂物和组织不均匀性有关，我们 和有关厂家协商，在我国的2]CrMo钢的基础上， 保持cr、M0含量不变．S、P 相关资源
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柔性接口排水铸铁管
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柔性接口排水铸铁管一、规范关于柔性接口排水铸铁管的规定　　柔性接口排水铸铁管在规范条文中有规定，最早是在《建 筑给水排水设计规范》GBJl5—88(1997年版)(以下简称《原规范》 )中，规范条文规定：　　“第3．3．20A条铸铁排水管道在下列情况下应设置柔性接口：　　1.高耸构筑物和建筑高度超过100m的建筑物内，排水立管应 采用柔性接口；　　2.排水立管高度在50m以上，或在抗震设防8度地区的高层建 筑，应在立管上每隔二层设置柔性接口；在抗震设防的9度地 区，立管和横管均应设置柔性接口。　　注：其他建筑在条件许可时，也可采用柔性接口。”　　相应的条文说明阐述了理由如下：　　“第3．3．20A条对柔性接口排水铸铁管应用作下列说明：　　1．高耸构筑物和超高层建筑，由于受到地震和风荷载作用 ，层间产生水平位移，据调查，北京有些高层建筑中，排水铸 铁管石棉水泥接口有不同程度的破裂、渗漏现象。通过工程 事故分祈，其中一个原因是建筑物层间变位。高耸构筑物和超 高层建筑中在立管上设置柔性接口，即可适应层间位移。　　2．本款规定了在地震区采取柔性接口的方式系工程实践经 验的总结。　　抗震设防烈度等于9度的地区，不但考虑横向水平位移，而 且考虑垂直向震动，故还应考虑横支管和横干管的柔性接口连 接。　　3．目前国内的排水铸铁管柔性抗震接口，有多种形式：　　(1)RK型承插压盖式柔性接口；　　(2)RP型平口法兰式柔性接口；　　(3)STL型平口节套式柔性接口；　　(4)ZPR型承插伸缩管柔性接口。　　各种柔性接口都有可曲挠和抗震等多种功能，在工程中可 按建筑物的性质、建筑标准、建筑高度和曲挠及抗震要求等选 用其中的一种柔性接口。ZPR型柔性接头可按以下情况设置： 对于高耸构筑物和建筑高度超过l00m的建筑，ZPR型应每层至少 采用一个柔性接头，对于抗震设防的8度地区，或排水立管高 度在50m以上时，应在立管上每隔两层设置至少一个柔性接头。 ”　　从规范条文可以看出，柔性接口排水铸铁管具有可适应层 间位移、抗震和连接快速等优点，可用于高层建筑、地震和经 济条件许可且要求施工快速的场合。日施行的《建筑给水排水设计规范》GB5(以下 简称《新规范》)关于柔性接口排水铸铁管的规定作了淡化和 弱化处理，只在管材选用上提到：　　“4．5．1排水管材选择应符合下列要求：　　1……。　　2建筑内部排水管道应采用建筑排水塑料管及管件或柔性接 口机制排水铸铁管及相应管件。　　3当排水温度大于40℃时，应采用金属排水管。”　　在相应的条文说明中，也只是笼统地提到选用的原则，引 录如下：　　“普通承插式灰口铸铁管属淘汰产品，其原由管件存水深度未达标，石棉水泥接口，施工人员易患皮肤癌等。故目前准用的是橡胶密封圈柔性接口机制的排水铸铁管，应根据建筑物性质、建筑标准、建筑高度、抗震要求选用。”　　二、缘由　　事情的缘由要追溯到1982年《室内给水排水和热水供应设计 规范》的修订，当年该规范要进行第二次全面修订。规范编制 组重点调研北京等城市，1984年编制组成员赴北京调查气压给 水、室内排水和集中热水供应等技术。了解到北京市的一些高 层建筑室内排水铸铁管存在不同程度的破裂现象，导致排水管漏水，据介绍有燕京饭店，宣武门饭店、中医医院、中医研究院等工程。编制组实地走访了燕京饭店和宣武门饭店，并作了记录，有关内部记录在调研报告中(现存（建筑给水排水 设计规范》国家标准管理组档案)。燕京饭店排水铸铁管的开裂部位多数在9层和9层附近的铸铁管承口位置，长度超过承口深度，端部裂口最宽处可达1指至2指宽，据北京市土建学会给 水排水委员会肖正辉高工介绍，北京有关专家曾开会分析过排水铸铁管破裂、漏水事故原因，主要原因有：　　1材质为灰铸铁，强度低，质地脆，采用横模或立模浇注成型，质量不易保证。　　2承插口连接，接口填料采用石棉水泥或膨胀水泥，属于刚性接头，而高层建筑在风荷载和地震作用下，造成结构的层间水平位移，导致管道破裂。　　为此，有关专家认为高层建筑采用排水铸铁管时，应采用柔性接口排水铸铁管。1984年广播电视设计院为全国彩电中心 研制开发RK型柔性接口排水铸铁管，生产厂为南通排水管厂。 参加单位还有江苏省建筑设计院，后为了测试，又增加了北京市政工程研究所。产品在抗震试验台进行密封性试验、轴向拔出位移试验、横向振动曲挠试验和轴向振动位移试验，证明曲挠和抗震性能良好；在工程中应用由于施工简便，易于操作，也受到施工单位和用户的欢迎。　　《原规范》在1985年审查，由于柔性接口排水铸铁管当时工程实例过少，不能列为规范条文，直到1993年规范复查进行局 部修订时，才纳入规范条文。　　三、柔性接口排
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