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关于建设水平连铸铸铁型材生产线的一些想法(10)

作者：本站编辑      2026-01-05 18:58:50     1
关于建设水平连铸铸铁型材生产线的一些想法(10)
    水平连铸铸铁型材生产过程中最大的消耗品就是石墨模具，关乎着产品的质量以及生产的顺行。石墨模具材料的好坏决定着生产的时长，不好的石墨往往拉拔不了多久就会产生划伤，造成型材表面出现各样的缺陷，比如划伤、疤皮、裂纹等，而且也会出现表面的失圆以及夹渣等现象。所以选择好一点的石墨材料对铸铁型材的产品质量至关重要。石墨材料的耐高温、润滑性较好、与金属的不浸润性等造就了连铸模具材料的首选。
    原先石墨材料仅有圆棒形状，随着后续各家生产技术的发展，较大规格超大规格、方型等等都出来了。价格也从多年前的1万多一吨涨到4万多一吨，高峰期达到几十万一吨。
   今天我们聊聊石墨模具材料的选择问题。连铸石墨（graphite for continuous casting mold）是指用于连铸结晶器的石墨制品。金属连铸技术是将熔融的金属通过连铸结晶器直接成材的新技术。因为它不经过轧制而直接成材，避免了金属二次加热，所以可节约大量能源。它是由炭质原料（石油焦、沥青焦、煤沥青……）经过一系列生产工艺过程后制成的。其中压制成型工艺可分别采用冷模压成型或冷等静压成型工艺。采用较先进的高吨位冷等静压成型工艺，可以确保生产质地均匀、致密、高强度的连铸石墨。增加表面涂层技术处理，可以延长石墨结晶器的使用寿命，改善连铸金属表面的质量，且提高连铸工艺速度 。连铸石墨具有颗粒细、质地均匀、体积密度大（1.70-1.90g/cm³）、导热系数高（110-150W/(m·K)）等特点。（摘自百度）
    现在有色金属，比如铜棒生产、铝棒生产等均采用石墨加工模具进行水平连铸作业。
     讲了上述这么多，对于水平连铸铸铁型材来说，在90年代初期，使用高纯石墨，主要用四川自贡、哈尔滨等地产品，一般是模压产品，现在推荐使用等静压高纯石墨为宜。要求的参数为：体积密度1.70-1.90g/cm3，弯曲强度40~，拉伸强度25~，导热系数110~150W/(m·K)。等静压石墨由于成型过程中经过液体压强均匀不变施压，制得的石墨原料优异，具有成型大、胚料组织结构均匀、密度高、强度高、各向同性（特性与尺度、形状、取样方向无关）等优点，因此等静压石墨也被称为“各向同性”石墨，比模压石墨高端一些。这点在石墨加工时就可以看得出来，相比较模压石墨，等静压石墨硬度相对较高，加工时容易崩块，需要调整进刀量以及加工速度。但是相比较拉拔一定吨位后，等静压石墨模具耐磨性比模压石墨要好，现在有些厂家采取涂层技术，更是延长了使用寿命，记得在24年我自己曾经有过一个统计，当时在山西一家厂子，每吨铸铁型材生产石墨的消耗大概每吨在80-120元左右，采取多次利用以及结晶器、保温炉接口技术，可以达到最低达到30元每吨的消耗。
    在石墨模具加工时，一般采取压力机装配、砂线切割机加工方式，现在也有厂家推出金刚石砂线循环快速切割，提高效率几倍。对于较大的模具加工，也可以采取数控车床、铣床等加工。圆棒产品的加工往往也采用钻孔取芯方式进行芯棒的再利用，但是由于很多厂家采购的都是模压产品，芯棒硬度较低，使用的寿命也较低。
    石墨模具的厚度一般在10-25毫米为宜，也有的采用20-35毫米的，需要具体根据规格以及生产习惯、铁水温度、结晶器冷却效果等进行控制，我设计的石墨模具初始厚度一般在15-25毫米。这样子石墨有一定的强度，在生产过程中不至于因为铁水冷却产生的石墨膨胀、结晶潜热释放造成断套和破裂产生生产表面缺陷。
    以前国内生产铸铁型材采购石墨大部分是四川成都、四川自贡、哈尔滨、上海东洋等厂家，现在河南平顶山、新乡等地知名碳素厂规模都比较大，选择的产品也比较多。
   下面有一张表做了对比：
上图来自东洋炭素。
    还是那句话，不能说选择等静压石墨做模具就一定万无一失，这其中还有针对结晶器加工的水平问题。比如在水套与石墨套加工时，配合间隙就需要注意，一般选择为0-+0.5毫米，锥度选择1:50，方向自铁水入口向着出口方向，深入铁水长度一般在30-50毫米左右。也有的厂家选择在70毫米左右。下线的石墨模具要及时检查内部磨损情况，有较深的划伤则弃用，厚度不足以再加工的、有断裂的也会弃用。一般生产吨位在24小时左右，也有生产较大规格24小时以后表面质量还相当的好。
   模具下线以后，由于常常尾部伴随着铁水拖尾的痕迹，所以在取残铁时需要特别注意，防止敲打时造成石墨崩裂报废。

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