離心鑄管，也稱離心鑄造鋼管，是一種通過離心鑄造法生產的鋼管。這種方法尤其適用于耐熱鋼管的制作。離心鑄造法因其高效性和鑄管組織的緊密性而被西方國家廣泛采用。
發展歷史
世界上第一臺離心鑄管機由英國人安德克于1849年制造，并在1852年成功鑄造了長3.6米、直徑75毫米的離心鑄管。隨后，美國、加拿大、法國、日本、德國分別在1922年、1923年、1928年、1940年、1945年開始生產離心鑄管。在中國，最早的離心鑄管車間建于日本占領時期的鞍山鋼鐵廠。盡管中國的離心鑄管行業發展起步較晚，但在80年代以后，中國在離心鑄管的研究和生產方面取得了顯著進步。
特點
運動特點
在離心力的作用下，密度較小的物質會向旋轉中心移動，即內浮現象；而密度較大的物質則會向外側移動，即外沉現象。這些物質的浮沉速度相對于重力鑄造時可提高約G倍。因此，離心鑄造時，密度較小的氣泡和渣粒能夠快速移向自由表面或位于鑄型中部的澆注補縮系統中。然而，鑄件可能會出現密度偏析的問題。
凝固特點
凝固過程通常是從鑄管外部向內部依次進行。
離心鑄造的補縮能力較強，金屬液的離心力約為重力的G倍，這使得它具備較強的克服晶粒間縮松的能力。
在離心鑄型內的金屬液在結晶前沿會發生相對滑動，導致鑄件橫截面呈現出傾斜狀的柱狀晶。若滑動劇烈，則可能形成等軸晶。
鑄型圓柱表面的金屬液會逐層填充鑄型。
分類
離心鑄管可根據鑄型特點分為多種類型，包括水冷金屬型離心鑄管、涂料金屬型離心鑄管、樹脂砂襯離心鑄管和已被淘汰的砂型離心鑄管。
水冷金屬型離心鑄管
水冷金屬型離心鑄管，又稱拉沃德離心鑄管法，其特點是使用長流槽，澆注時可通過移動澆注槽或鑄型來實現。由于采用了專門的水冷裝置，結構較為復雜，成本較高。此外，由于水的激冷作用，鑄管常會出現白口，需要進行熱處理。這種類型的鑄管生產效率高，主要用于大批量生產中小直徑的球墨鑄鐵管。
涂料金屬型離心鑄管
涂料金屬型離心鑄管，又稱熱模法離心鑄管，最初由德國迪克(Duker)公司研發并使用。其特點是金屬型不帶水套，主機不作水平運動，使用短流槽，并在鑄型內表面噴上一層涂料，可以獲得無白口的鑄態離心管。這種機器結構簡單，成本較低，更換鑄型方便，鑄型壽命長，鑄管直徑不受限制，可用于生產灰鐵管和球鐵管。
樹脂砂襯離心鑄管
沒藥樹砂襯離心鑄管的特點是在金屬型內表面涂覆一層以樹脂為粘結劑的砂襯，這極大地提高了金屬型的使用壽命，并能獲得無白口的鑄態離心管，特別適合生產大口徑球鐵管。
生產設備
離心鑄管的主要生產設備是離心鑄管機，該設備包含主機、傳動系統、澆注系統、噴涂拉管裝置、涂料系統、冷卻系統、液壓系統及電控系統等多個組成部分。在車間布局時，應考慮現有廠房的利用率，以及其他設備的配合和協調，如沖天爐的熔化率應與鑄管機的生產率相匹配，以確保生產流程的順暢。
生產工藝
工藝方法
離心鑄管的生產工藝主要包括控制澆注速度不低于20千克/秒；在澆注過程中向內壁施加保護劑；從開始澆注時至10秒鐘內任意時間點，按照一定規律逐漸增加型筒轉速，直到澆注結束；澆注完成后，繼續按照一定規律逐步降低型筒轉速，直至鑄件完全凝固。
工藝特點
采用此工藝生產的離心鑄造鋼管，無需額外添加設備和材料即可控制制品的等軸晶率，獲得全部細小的等軸晶制品，顯著提升鑄件的力學性能。經離心機高速旋轉產生的離心鋼管密度高，比重可達7.85，組織均勻致密，無氣孔、疏松等缺陷。其抗拉強度接近軋制無縫管的強度，且價格實惠，具有明顯的競爭優勢。鋼管的內外徑尺寸、長度、數量均可根據客戶需求定制。
主要用途
離心鑄管主要用于輸送水、天然氣、空氣、油和供暖蒸汽等低壓流體和其他用途的焊接鋼管。在冶金設備的專業輥道、托輥、油缸缸體等領域也有廣泛應用。
存在問題
盡管離心鑄造工藝已經相當成熟，技術和設備參數化程度高，但仍存在一些挑戰：
紅外線控制型筒溫度時，只能測量型筒外表面的溫度，實際上有效溫度應該是型筒內部的溫度，特別是對于較長的型筒中間部位，目前仍需人工手動測量型筒兩端的溫度。
清理型筒后，會產生大量高溫涂料灰塵，嚴重影響車間環境和空氣質量。現有的布袋式除塵方式效果不佳，而吸風式除塵則需要大功率電機及相關設施支持，尚未發現更為環保的解決方案。
目前，直徑小于50毫米的管徑鑄造仍是難題。一方面，澆筑金屬時，目前僅依靠澆口壓力頭噴射解決問題。另一方面，直徑較小的鑄管轉速較高，容易出現夾雜或斷裂等問題，這些問題都需要進一步研究解決。
參考資料 >
離心鑄管是什么?.百家號.2024-10-22
[科普中國]-離心鑄管.科普中國網.2024-10-22
離心鑄管的分類有什么.百家號.2024-10-22