离心铸管

采用离心铸造法生产的钢管

离心铸管又叫离心铸造钢管，特别适用于耐热钢管的离心铸造。由于离心铸造法生产离心铸管，不仅效率高而且铸管的组织致密，因此，西方国家多采用离心铸造法生产。

发展历史

世界第一台离心铸管机是1849年有英国人安德克制造出来的，并于1852年铸造出长为3.6m、直径为75mm的离心铸管。美国、加拿大、法国、日本、德国分别于1922年、1923年、1928年、1940年、1945年生产离心铸管，我国最早的离心铸管车间时日本侵占东北时在鞍钢建立起来的。

西方发达国家大多采用离心铸造法生产离心铸管，我国在80年代以前，除鞍钢铸管厂采用砂型离心铸造法生产部分铸铁管外，主要采用连续铸造法生产铸管，质量和性能都比较差，与先进国家相比，还存在很大差距。但随着中国离心铸管行业的发展，国内在离心铸管研究、生产方面，都取得了很大的进展和成绩。

特点

运动特点

在离心力作用下，密度较小的质点向旋转中心移动（内浮）；密度较大质点向型壁移动（外沉）。它们的浮、沉速度比一般重力铸造时可大约 G 倍，故离心铸造时密度较小的气泡、渣粒能很快移向自由表面或处于铸型中部的浇注补缩系统中，但铸件易产生密度偏析。

凝固特点

（1）凝固顺序是由铸管外表皮向内表皮凝固。

（2）离心铸造的补缩能力强，金属液的离心力比重力大 G 倍，它具有较大的克服晶粒间补缩通道对晶粒间缩松进行补缩的能力。

（3）进入离心铸型的金属液会在结晶前缘上有固液相混合区上发生相对滑动，使铸件横断面上得到倾斜状的柱状晶。如果滑动剧烈，促使形成等轴晶。

（4）进入铸型圆柱表面上的金属液是逐层覆盖在轴向上充填铸型。

分类

离心铸管根据铸型特点可分为水冷金属型离心铸管、涂料金属型离心铸管、树脂砂衬离心铸管、砂型离心铸管（已淘汰）。

水冷金属型离心铸管

水冷金属型离心铸管又称拉沃德离心铸管法，其结构特点是使用长流槽，浇注时可以是浇注槽移动，也可以是铸型移动，由于采用专用的水冷装置，结构复杂，造价高。另外，由于水的激冷作用，铸管往往出现白口，需要热处理，铸管生产效率高，一般用来批量生产中小直径的球铁管。

涂料金属型离心铸管

涂料金属型离心铸管又称热模法离心铸管，最早研制和使用这种工艺的是德国迪克(Duker)公司，其结构特点是金属型不带水套，主机不作水平运动，使用短流槽，在铸型内表面喷上一层涂料，可获得无白口的铸态离心管，这种机器结构简单，造价低，更换铸型方便，并且铸型寿命长，铸管直径不受限制，可生产灰铁管和球铁管。

树脂砂衬离心铸管

树脂砂衬离心铸管工艺特点是在金属型内表面挂上一层以树脂作为粘结剂的砂衬，从而大大提高了金属型寿命，并可获得无白口的铸态离心管，特别适合大口径球铁管生产。

生产设备

离心铸管主要有离心铸管机采用不同的离心铸造法生产。离心铸管机有主机、传动系统、浇注系统、喷涂拉管装置、涂料系统、冷却系统、液压系统及电控系统等部分组成。

离心铸管机在车间上的布置，要考虑现有厂房的利用，与其他设备的配套和协调。如冲天炉的熔化率要与铸管机生产率相匹配，出铁时不干扰铸管生产，铁水运输路径要短等等。

生产工艺

工艺方法

主要技术特征是控制浇注速度≥20kg/s；在浇注过程中向内壁施加保护剂；从开始浇注时至10秒钟内任一时刻起，以一定的规律增加型筒转速，直至浇注完毕；浇注结束后，又以一定的规律连续地降低型筒转速，直至铸件完全凝固。

工艺特点

采用本发明离心铸造钢管，无需添加任何设备和材料，就可以控制制品的等轴晶率，能获得全部细小的等轴晶的制品，大大提高铸件的力学性能。经过离心机的高速旋转生产的离心钢管，密度高，比重可达到7.85，组织均匀致密，没有气孔、疏松等缺陷。抗拉强度接近轧制无缝管的强度，且价格便宜，具有明显的优势。钢管的内、外径尺寸、长度、数量均可根据客户的需要生产。

主要用途

产品主要用来保送水、天然气、气氛、油和取暖冷拔合金管蒸汽等正常较工业气压力流体和其余用途的焊接钢管，其在冶金设备专业辊道以及托辊、油缸缸体等领域都应用广泛。

现存问题

虽然离心铸造工艺已经日趋完善，技术及设备参数化，但是仍然存在以下问题：

（1）红外线控制型筒温度只能测量型筒外表温度，实际有效温度为型筒内部温度，尤其是较长的型筒的中段，只能利用手工对型筒的两端用红外线测温。

（2）型筒的清理后，会产生大量的高温涂料灰尘，造成车间的环境及空气质量污染。布袋式除尘方式难以收集，吸风式要求大功率电机及配套设施，暂没有更环保的方法解决。

（3）小于 50mm 的管径的铸造仍然是难点，首先，浇入金属，现阶段仅靠浇口压力头喷射解决。其次，直径小的铸管转速高，容易出现夹杂或者断管等问题，都有待于持续研究。

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