電子表格具有數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理能力, 被廣泛應(yīng)用在財(cái)務(wù)、統(tǒng)計(jì)等工作領(lǐng)域。鑄造生產(chǎn)熔煉中的配料計(jì)算多是一項(xiàng)繁瑣的計(jì)算過程, 它涉及到金屬爐料的化學(xué)成分、各元素的吸收率等數(shù)據(jù)和各種計(jì)算公式。

因此, 如何便捷有效地利用電子表格進(jìn)行配料計(jì)算,是鑄造技術(shù)人員一直關(guān)心的問題。作者對(duì)電子表格在鑄造熔煉配料計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹, 供同行參考。

1、電子表格的建立

以含Cr的耐磨鑄鐵件生產(chǎn)中的熔煉為例, 來說明電子表格的建立。建立如圖1所示的表格。將金屬液所要求的化學(xué)成分、金屬爐料的化學(xué)成分以及各元素的吸收率填寫到相應(yīng)的單元格中( 圖2) 。

確定每批金屬爐料的總重量及回爐料的重量, 并分別填寫到I4和I7單元格中( 圖2) 。如果金屬液的化學(xué)成分中含有鉻元素, 則應(yīng)先計(jì)算鉻鐵的重量。將含鉻量公式G鉻=( G爐×Cr爐/XCr- G回×Cr回) /Cr鉻中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即I9= ( I4×H4/H12- I7×H7) /H9??①。將①式輸入到I9單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值G鉻就在I9單元格中顯示出來( 圖3) 。計(jì)算生鐵和廢鋼的重量。將公式G生= { G爐×C爐/XC- G爐×C鋼- [G鉻×( C鉻- C鋼) ]-[G回×( C回- C鋼) ]} / (C生- C鋼) ??②; G鋼=G爐- G生- G回-G鉻??③中的數(shù)值分別轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格,即I5= ( I4×C4/C12- I4×C6- I9×( C9- C6) - I7×( C7-C6)) / ( C5- C6) ??④; I6=I4-I5- I7- I9??⑤。將式④、式⑤分別輸入到I5、I6單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值G生、G鋼就在I5、I6單元格中顯示出來( 圖3) 。

計(jì)算錳鐵的重量。將含錳量公式G錳= ( G爐×Mn爐/XMn- G生×Mn生- G鋼×Mn鋼- G回×Mn回) /Mn錳中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即I8=( I4×E4/E12- I5×E5- I6×E6- I7×E7) /E8??⑥。將式⑥輸入到I8單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值G錳就在I8單元格中顯示出來( 圖3) 。如果G錳為負(fù)值, 說明金屬爐料帶來的錳量超過了金屬液要求的含錳量。此時(shí)應(yīng)調(diào)整回爐料的重量,使生鐵和廢鋼的重量得以調(diào)整, 從而使含錳量滿足所需要求。

注: C爐———金屬液的含碳量, C生———生鐵的含碳量, C鋼———廢鋼的含碳量; C回———回爐料的含碳量, C鉻———鉻鐵的含碳量, Si爐———金屬液的含硅量, Si生———生鐵的含硅量, Si鋼———廢鋼的含硅量, Si回———回爐料的含硅量, Si鉻———鉻鐵的含硅量, Si硅———硅鐵的含硅量, Si稀———1#稀土的含硅量, Mn爐———金屬液的含錳量, Mn生———生鐵的含錳量,Mn鋼———廢鋼的含錳量, Mn回———回爐料的含錳量, Mn錳———錳鐵的含錳量, S爐———金屬液要求的含硫量, S生———生鐵的含硫量, S鋼———廢鋼的含硫量, S回———回爐料的含硫量, S鉻———鉻鐵的含硫量, P爐———金屬液要求的含磷量, P生———生鐵的含磷量, P鋼———廢鋼的含磷量, P回———回爐料的含磷量, P鉻———鉻鐵的含磷量, Cr爐———金屬液的含鉻量,Cr回———回爐料的含鉻量, Cr鉻———鉻鐵的含鉻量, G爐———金屬液的重量, G回———回爐料的重量, XC———碳元素的吸收率, XSi———硅元素的吸收率, XMn———錳元素的吸收率, XS———硫元素的吸收率, XP———磷元素的吸收率, XCr———鉻元素的吸收率。

圖2 填寫原始數(shù)據(jù)

注: G生———生鐵的重量, G鋼———廢鋼的重量, G錳———錳鐵的重量, G鉻———鉻鐵的重量, G硅———硅鐵的重量, G稀———1# 稀土的重量, S實(shí)———金屬液實(shí)際的含硫量

圖3 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算稀土硅的重量。先確定稀土硅的加入量a%,再確定稀土硅的重量, 即G稀=a%×G爐。將此式中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即I11=a/100×I4??⑦。將式⑦輸入到I11單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)計(jì)算硅鐵的重量。將含硅量公式: G硅= ( G爐×Si爐/XSi- G生×Si生- G鋼×Si鋼- G回×Si回- G鉻×Si鉻- G稀×Si稀) /Si硅中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即I10=( I4×D4/D12- I5×D5- I6×D6- I7×D7- I9×D9- I11×D11) /D10?? ⑧ 。

將式⑧輸入到I10單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值G硅就在I10單元格中顯示出來( 圖3) 。如果G硅為負(fù)值, 說明金屬爐料帶來的硅量超過了金屬液要求的含硅量。此時(shí)應(yīng)調(diào)整回爐料的重量, 使生鐵和廢鋼的重量得以調(diào)整,從而使含硅量滿足所需要求。

核算硫的含量是否在允許的范圍之內(nèi)。將含硫量公式: S實(shí)=( G生×S生+G鋼×S鋼+G回×S回+G鉻×S鉻) ×XS/G爐。將上式中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即F13=( I5×F5+I6×F6+I7×F7+I9×F9) ×F12/I4??⑨。將式⑨輸入到F13單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值S實(shí)就在F13單元格中顯示出來(圖3) 。如果S實(shí)< S爐, 說明金屬爐料帶來的硫量在金屬液要求的含硫量范圍之內(nèi)。如果S實(shí)> S爐, 說明金屬爐料帶來的硫量超過了金屬液要求的含硫量。此時(shí)應(yīng)調(diào)整回爐料的重量, 使生鐵和廢鋼的重量得以調(diào)整, 從而使含硫量滿足所需要求。核算磷的含量是否在允許的范圍之內(nèi)。將含磷量公式: P實(shí)=( G生×P生+G鋼×P鋼+G回×P回+G鉻×P鉻) ×XP/G爐中的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電子表格中對(duì)應(yīng)的單元格, 即G13= ( I5×G5+I6×G6+I7×G7+I9×G9) ×G12/I4??⑩。將式⑩輸入到G13單元格的編輯欄中, 此時(shí)數(shù)值P實(shí)就在G13單元格中顯示出來( 圖3) 。如果P實(shí)< P爐, 說明金屬爐料帶來的磷量在金屬液要求的含磷量范圍之內(nèi)。如果P實(shí)> P爐, 說明金屬爐料帶來的磷量超過了金屬液要求的含磷量。

此時(shí)應(yīng)調(diào)整回爐料的重量, 使生鐵和廢鋼的重量得以調(diào)整, 從而使含磷量滿足所需要求。

2 電子表格的使用

利用建立的電子表格, 就可以進(jìn)行爐料計(jì)算。下面通過兩例來說明電子表格的使用。

有一批含Cr的耐磨鑄鐵件, 要求鐵液化學(xué)成分( wB, %)為: 3.2 C, 1.3 Si, 1.1 Mn, S≤0.12, P≤0.1, 0.3 Cr。采用無芯感應(yīng)電爐熔煉, 每批爐料總重量為500 kg, 回爐料重量為50 kg, 稀土硅加入量為0.4%。所用金屬爐料的化學(xué)成分及各元素的吸收率見表1,計(jì)算出所用金屬爐料的重量。計(jì)算步驟: ①將金屬爐料的總重量500 kg及回爐料的重量50 kg分別填寫到I4和I7單元格中。②將稀土硅的加入量0.4%替代I11單元格公式中a%。③將金屬液和金屬爐料的化學(xué)成分及各元素的吸收率分別填寫到對(duì)應(yīng)的單元格中。④各種金屬爐料的重量就分別在對(duì)應(yīng)的單元格中顯示出來( 圖4) 。⑤最后, 檢查已核算硫、磷的含量是否在允許的范圍之內(nèi)。S實(shí)( =0.02%)<S爐( =0.12%) ; P實(shí)( =0.05%)< P爐( =0.1%) ?？梢?金屬爐料帶來的硫、磷含量分別控制在金屬液要求的范圍之內(nèi)。

表1 原始數(shù)據(jù)表

另有一批灰鑄鐵件, 要求牌號(hào)為HT200,要求鐵液化學(xué)成分( wB, %)為: 3.3 C, 2.0 Si, 0.8 Mn, S<0.1, P< 0.2。采用沖天爐熔煉,每批爐料總重量為500kg, 回爐料重量為75 kg, 稀土硅加入量為0。所用金屬爐料的化學(xué)成分及各元素的吸收率見表2, 計(jì)算出所用金屬爐料的重量。

表2 原始數(shù)據(jù)表

計(jì)算步驟: ①將金屬爐料的總重量500 kg及回爐料的重量75 kg分別填寫到I4和I7單元格中。②將稀土硅的加入量0替代I11單元格公式中a%。③將金屬液和金屬爐料的化學(xué)成分及各元素的吸收率分別填寫到對(duì)應(yīng)的單元格中。④各種金屬爐料的重量就分別在對(duì)應(yīng)的單元格中顯示出來( 圖5) 。⑤最后, 檢查已核算硫、磷的含量是否在允許的范圍之內(nèi)。S實(shí)( =0.06%)< S爐( =0.1%) ;P實(shí)( =0.1%)< P爐( =0.2%) ?？梢? 金屬爐料帶來的硫、磷含量分別控制在金屬液要求的范圍之內(nèi)。

3 與手工計(jì)算的比較

手工進(jìn)行配料計(jì)算, 在確定每批爐料總重量和回爐料重量之后, 必須將生鐵、廢鋼、錳鐵、鉻鐵、硅鐵和1# 稀土等金屬爐料的重量分別計(jì)算出, 然后再核算金屬液硫、磷的含量; 如果硫、磷的實(shí)際含量超出了允許的范圍, 則需調(diào)整回爐料重量, 重新進(jìn)行金屬爐料的重量計(jì)算, 直至金屬液硫、磷的實(shí)際含量在允許的范圍之內(nèi)。

用電子表格進(jìn)行配料計(jì)算, 只要將原始數(shù)據(jù)填寫到對(duì)應(yīng)的單元格中, 各種金屬爐料的重量和金屬液硫、磷的實(shí)際含量就分別在對(duì)應(yīng)的單元格中顯示出來; 如果硫、磷的實(shí)際含量超出了允許的范圍, 則只要調(diào)整回爐料重量, 直到單元格中顯示的硫、磷實(shí)際含量在允許的范圍之內(nèi)即可, 其它金屬爐料的重量也就相應(yīng)地顯示出來。

4 結(jié)論

( 1) 建立的電子表格使鑄造配料的計(jì)算過程迅速、簡(jiǎn)便, 結(jié)果準(zhǔn)確, 避免了計(jì)算過程中人為因素引起的錯(cuò)誤, 對(duì)提高鑄造配料計(jì)算的質(zhì)量有重要意義。

( 2) 與手工計(jì)算比, 電子表格的應(yīng)用可降低鑄造配料計(jì)算強(qiáng)度,減少鑄造配料計(jì)算勞動(dòng)量, 節(jié)約鑄造配料計(jì)算時(shí)間, 提高鑄造配料計(jì)算工作效率, 優(yōu)于手工計(jì)算。