一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法
【專利摘要】本發明一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，將生鐵、廢鋼、回爐料，增碳劑和廢鋼同時加入中頻感應電爐，然后加入75硅鐵；再將Si、Mn調至原鐵水要求的范圍；將鐵水熔化至1480～1500℃倒入多孔塞脫硫鐵水包中，同時加入脫硫劑，且從多孔塞中充入氮氣使鐵水翻滾；將脫過硫的鐵水回到感應電爐中，同時向爐內加入所需補充的增碳劑，爐中鐵水溫度升至1500～1520℃，保溫，靜置5～10分鐘，調整爐中鐵水的化學成分；鐵水預處理和球化孕育處理；澆注溫度1330～1350℃，澆注時加入0.15%的硫氧隨流孕育劑；鑄件溫度≤300℃時開箱。本發明的方法可以同時生產QT350～22AL和QT400～18AL兩個不同牌號的產品，為生產提供了方便。
【專利說明】一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低溫球墨鑄鐵的生產方法，具體涉及利用一種原鐵水生產不同牌號的低溫球鐵的方法。
【背景技術】
[0002]球墨鑄鐵具有優良的力學性能、加工性能、耐磨性能、吸震性能及制造成本低等優點，不僅被廣泛應用，而且不斷代替鑄鋼材料制造高要求的結構件。但普通球墨鑄鐵的缺點是低溫抗沖擊性差，在應用于低溫下承受動載荷的工件方面受到一定的制約。
[0003]為達到低溫(_40°C )沖擊韌性要求和強度(_20°C )要求，國外一般采用加Ni0.5~2wt%生產低溫球鐵。如丹麥和印度在生產大功率風力發電機鑄件時加Ni0.5~2wt%，鎳為緊缺資源，價格昂貴。國外原材料尤其是生鐵質量好，一般采用澳大利亞生鐵和加拿大生鐵，其微量元素和有害元素比國產生鐵低的多。
[0004]目前低溫球墨鑄鐵的生產過程中一種原鐵水往往只能生產一種牌號的球磨鑄鐵，生產不同牌號的球磨鑄鐵需要配置不同的原料，造成生產的不便。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種利用一種原鐵水生產不同牌號的低溫球鐵的方法，為生產提供了方便。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:包括如下步驟:
(1)加料熔煉:將生鐵、廢鋼、回爐料，增碳劑和廢鋼同時加入中頻感應電爐，然后加入75硅鐵；
(2)成分微調:鐵水升溫至到1440~1460°C，通過加入75硅鐵、錳鐵將S1、Mn調至原鐵水要求的范圍；
(3)脫硫處理:將鐵水熔化至1480~1500°C倒入多孔塞脫硫鐵水包中，同時加入鐵水重量的1%~1.5%的脫硫劑，且從多孔塞中充入氮氣使鐵水翻滾，沖氮氣3~5分鐘結束，將鐵水表面的脫硫劑除干凈；
(4)鐵水精煉和化學成分微調:將脫過硫的鐵水回到感應電爐中，通過計算同時向爐內加入所需補充的增碳劑，使其符合原鐵水碳含量標準，爐中鐵水溫度升至1500~1520°C，保溫，靜置5~10分鐘，通過計算調整爐中鐵水的硅、錳的化學成分，使其符合原鐵水標準；
(5)鐵水預處理和球化孕育處理:利用球化劑、孕育劑、矽鋼片和鐵水與處理劑進行預處理和球化孕育處理；
(6)澆注孕育:澆注溫度1330~1350°C，澆注時加入0.15%的硫氧隨流孕育劑，使用隨流孕育裝置，確保硫氧隨流孕育劑能隨鐵水流一同進入鑄型型腔；
(7)開箱:鑄件溫度≤300°C時開箱。[0007]進一步的，所述的鐵水預處理和球化孕育處理具體包括以下步驟:
A、將出鐵重量的0.9~1.0%的鑭系球化劑加入到球化反應包的球化室內；
B、將出鐵重量的0.35~0.45%的孕育劑覆蓋到球化劑上；
C、將出鐵重量的0.5~0.6%的矽鋼片覆蓋到孕育劑上；
D、將出鐵重量的0.1%的碳化硅一半覆蓋到矽鋼片上，一半加入到球化反應室對面。
[0008]E、從電爐中出鐵到球化包中，出鐵溫度控制在1460~1480 V，出鐵時鐵水不可直接沖到球化劑上，同時測量球化爆發時間,55秒到100秒鐘之間說明球化反應合格。
[0009]進一步的，原料中各成分的質量百分比為:生鐵60±2%、廢鋼10±2%、回爐料30±2% ;各種輔料的用量為:增碳劑為原料質量的0.2%，75硅鐵為原料質量的0.5%，球化劑為出鐵質量的0.9%、孕育劑為出鐵質量的0.35%、隨流孕育劑為出鐵質量的0.15%。[0010]進一步的，所述生鐵的化學成分如下:C 4.25%，Si 0.15%，Mn 0.016 %，P 0.023%,S 0.006%, Cr 0.033%, Ti 0.010% , V 0.040%，余量為 Fe。
[0011]進一步的，所述廢鋼的化學成分如下:C 0.018%，Si 0.10%, Mn 0.13 %，P 0.05%,S 0.017%, Cr 0.05%, Ti 0.038%, V 0.040%，其余成分。
[0012]進一步的，所述球化劑的化學成分如下:Mg 5.85%，Al 0.21%, Si 46.97 %，Ca3.15%, La 0.48%，其余成分為 Fe。
[0013]進一步的，所述孕育劑的化學成分如下:Si 66%，Ca 1.02%, Ba 1.16%，其余成分為Fe。
[0014]進一步的，所述的鐵水與處理劑為碳化硅，粒度為O~1mm。
[0015]進一步的，所述原鐵水的化學成分為:C 3.80~3.90%, Si 1.20~1.30%, Mn
0.1% ~0.15%, P ≤ 0.03%, S 0.012 ~0.016%，余量為 Fe。
[0016]進一步的，所述終鐵水的化學成分為C 3.65~3.75%，Si 1.85~1.95%，Mn
0.1% ~0.15%, P ≤ 0.03%, S 0.008 ~0.012%，殘 Mg 0.040 ~0.050%，余量為 Fe。
[0017]本發明的有益效果:本發明采用高純生鐵，大大降低了微量有害元素對最終性能的影響；通過使用鑭系球化劑保證鑄件的球化率；將鐵水的預處理放在球化包中進行，代替了在感應電爐中對鐵水進行預處理，提高了對鐵水預處理的效果；使用硫氧隨流孕育劑提高石墨球的數量；通過控制鐵水的化學成分，尤其是將終鐵水硅的含量控制在較窄的范圍內，代替原先向鐵水中加鎳來提高鑄件的低溫沖擊吸收功，節約了制造成本；本發明的方法可以同時生產QT350~22AL和QT400~18AL兩個不同牌號的產品，為生產提供了方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明低溫球鐵的金相組織圖。
[0019]圖2為本發明本體試棒的珠光體圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明的技術方案作詳細說明。
[0021]一、原料 1.1配料
原料中各成分的質量百分比為:生鐵60±2%、廢鋼10±2%、回爐料30±2%;輔料用量:增碳劑為原料質量的0.2%, 75硅鐵為原料質量的0.5%，球化劑為出鐵質量的0.9~1.0%、孕育劑為出鐵質量的0.35~0.45%、隨流孕育劑為出鐵質量的0.1~0.15%。
[0022]1.2原料選用 1.2.1生鐵
采用純度較高的生鐵，有害元素Mn、P、S微量元素Cr、T1、V都較低，從而可以提高鑄件最終的力學性能，化學成分如下:
C 4.25% Si 0.15% Mn 0.016 % P 0.023% S 0.006%
Cr 0.033% Ti 0.010% V 0.040%
1.2.2廢鋼
采用低錳廢鋼，防止合金化元素太高，影響最終的產品的延伸率?；瘜W成分如下:
C 0.018%Si 0.10%Mn 0.13 %P 0.05%
S 0.017%Cr 0.05%Ti 0.038%V 0.040%
1.2.3球化劑
采用鑭系球化劑，稀土鑭中和鐵水中有害元素的能力較強，且球化后鐵水的收縮傾向較小，有利于防止鑄件產生縮松缺陷。鎂是主要的球化元素，鐵水對鎂的吸收率在70%~80%之間，球化劑含鎂量最宜在5%~6%之間。微量的鋁可以提高球化劑的球化能力，過高鑄件則容易形成氣孔缺陷。鈣能緩和鐵水球化時的劇烈程度，降低球化劑的耗損?；瘜W成分如下:
Mg 5.85%Al 0.21%Si 46.97 %
Ca 3.15%La 0.48%
1.2.4孕育劑
采用硅鈣鋇孕育劑，鈣鋇同時使用時孕育效果較強，且鋇能降低球化孕育衰退的時間，化學成分如下:
Si 66% Ca 1.02% Ba 1.16%
1.2.5隨流孕育劑
采用硫氧孕育劑，微量s、0遇Mg形成MgS MgO作為結晶形核的核心,有利于石墨球的個數。
[0023]1.2.6鐵水預處理劑
采用SiC做預處理劑，粒度O~1mm，SiC做預處理劑的目的提高石墨形核的數量和石墨球的圓整度，提高抗拉性能和延伸率。
[0024]二、鐵水化學成分要求
原鐵水:C 3.80 ~3.90% Si 1.20 ~1.30% Mn 0.1% ~0.15% P ≤ 0.03%S 0.012 ~0.016%
終鐵水:C 3.65 ~3.75% Si 1.85 ~1.95% Mn 0.1% ~0.15% P ≤ 0.03%S 0.008 ~0.012% 殘 Mg 0.040 ~0.050%
三、生產步驟
3.1加料熔煉
加料順序按照生鐵、廢鋼、回爐料，增碳劑和廢鋼同時加入中頻感應電爐，感應電爐中鐵水熔煉到3/4時加入75硅鐵，每批料加入不可過多，防止爐料在電爐中搭棚，爐中的爐料保持在電爐感應線圈以下便可，待滿爐鐵水熔化升溫到1440~1460°C，對鐵水進行光譜取樣分析，同時用碳硫儀測定爐中鐵水C的含量。
[0025]2.成分微調
依據光譜分析數據，加入75硅鐵、錳鐵將Si ,Mn調至原鐵水要求的范圍，碳在脫硫處理之后調整。
[0026]3.脫硫處理
將鐵水熔化至1480~1500°C倒入多孔塞脫硫鐵水包中，同時加入鐵水重量的1%~
1.5%的脫硫劑，且從多孔塞中充入氮氣使鐵水翻滾，確保鐵水和脫硫劑充分接觸，從而確保脫硫效果。沖氮氣3~5分鐘結束后，立刻將鐵水表面的脫硫劑扒除干凈，防止脫掉的硫重新回到鐵水中。
[0027]4.鐵水精煉
將脫過硫的鐵水回到感應電爐中，同時向爐內加入所需補充的增碳劑?；厮畷r將感應爐的功率調到最大，確保爐中具有較大的電磁攪拌力使鐵水升溫的同時不斷翻滾，從而使增碳劑充分的吸收并達到鐵水除氣的目的。爐中鐵水溫度升至1500~1520°C，將感應電爐功率調至保溫狀態，鐵水靜置5~10分鐘，同時對爐中鐵水進行取樣分析確保鐵水化學成分符合原鐵水標準。靜置時間結束精煉過程結束。
[0028]5.鐵水預處理和球化孕育處理
A、將球化劑(出鐵重量的0.9~1.0%)加入到球化反應包的球化室內。
[0029]B、將孕育劑(出鐵重量的0.35~0.45%)覆蓋到球化劑上。
[0030]C、將矽鋼片(出鐵重量的0.5%~0.6)覆蓋到孕育劑上。
[0031]D、將SiC (出鐵重量的0.1%) 一半覆蓋到矽鋼片上，一半加入到球化反應室對面。
[0032]E、從電爐中出鐵到球化包中，出鐵溫度控制在1460~1480 V，出鐵時鐵水不可直接沖到球化劑上，同時用秒表測量球化爆發時間，55秒到100秒鐘之間說明球化反應后終鐵水合格。
[0033]6.澆注孕育
澆注溫度1330~1350°C，澆注時加入0.1~15%的硫氧隨流孕育劑，使用隨流孕育裝置，確保硫氧孕育劑能隨鐵水流一同進入鑄型型腔。
[0034]7.開箱
用熱電偶測溫儀測得鑄件溫度≤300°C時開箱，開箱溫度過高，鑄件容易產生珠光體，使最終力學性能不合格。
[0035]四、附助試棒檢驗結果
【權利要求】
1.一種鐵水生產多種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)加料熔煉:將生鐵、廢鋼、回爐料，增碳劑和廢鋼同時加入中頻感應電爐，然后加入75硅鐵； (2)成分微調:鐵水升溫至到1440~1460°C，通過加入75硅鐵、65錳鐵將S1、Mn調至原鐵水要求的范圍； (3)脫硫處理:將鐵水熔化至1480~1500°C倒入多孔塞脫硫鐵水包中，同時加入鐵水重量的1%~1.5%的脫硫劑，且從多孔塞中充入氮氣使鐵水翻滾，沖氮氣3~5分鐘結束，將鐵水表面的脫硫劑除干凈； (4)鐵水精煉:將脫過硫的鐵水回到感應電爐中，同時向爐內加入所需補充的增碳劑，爐中鐵水溫度升至1500~1520°C，保溫，靜置5~10分鐘，調整爐中鐵水的化學成分，使其符合原鐵水標準； (5)鐵水預處理和球化孕育處理:利用球化劑、孕育劑、矽鋼片和鐵水預處理劑進行預處理和球化孕育處理； (6)澆注孕育:澆注溫度1330~1350°C，澆注時加入0.15%的硫氧隨流孕育劑，使用隨流孕育裝置，確保硫氧隨流孕育劑能隨鐵水流一同進入鑄型型腔； (7)開箱:鑄件溫度≤300°C時開箱。
2.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述的鐵水預處理和球化孕育處理具體包括以下步驟: A、將出鐵重量的0.9%~1.0%的鑭系球化劑加入到球化反應包的球化室內； B、將出鐵重量的0.35%~0.45%的孕育劑覆蓋到球化劑上； C、將出鐵重量的0.5~0.6%%的矽鋼片覆蓋到孕育劑上； D、將出鐵重量的0.1~0.15%的碳化硅一半覆蓋到矽鋼片上，一半加入到球化反應室對面。 E、從電爐中出鐵到球化包中，出鐵溫度控制在1460~1480V，出鐵時鐵水不可直接沖到球化劑上，同時測量球化爆發時間，55秒到100秒鐘之間說明球化反應合格。
3.根據權利要求1或2所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:原料中各成分的質量百分比為:生鐵60±2%、廢鋼10±2%、回爐料30±2%;各種輔料的用量為:增碳劑總量為原料質量的1%，75硅鐵為原料質量的0.5%，球化劑為出鐵質量的0.9%、孕育劑為出鐵質量的0.35%、隨流孕育劑為出鐵質量的0.15%。
4.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述生鐵的化學成分如下:C 4.25%, Si 0.15%, Mn 0.016 %，P 0.023%, S 0.006%, Cr 0.033%,Ti 0.010% , V 0.040%，余量為 Fe。
5.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述廢鋼的化學成分如下:c 0.018%, Si 0.10%, Mn 0.13 %，P 0.05%, S 0.017%, Cr 0.05%, Ti0.038%, V 0.040%，其余為 Fe。
6.根據權利要求1所述的一種原鐵水生產多種低溫球鐵的方法，其特征在于:所述球化劑的化學成分如下:Mg 5.85%, Al 0.21%, Si 46.97 %，Ca 3.15%, La 0.48%，其余為 Fe。
7.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述孕育劑的化學成分如下=Si 66%，Ca 1.02%, Ba 1.16%，其余成分為Fe。
8.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述的鐵水與處理劑為碳化娃，粒度為O~1mm。
9.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述原鐵水的化學成分為:C 3.80 ~3.90%, Si 1.20 ~L 30%, Mn 0.1% ~0.15%, P^0.03%,S 0.012 ~0.016%，余量為 Fe。
10.根據權利要求1所述的一種鐵水生產兩種牌號低溫球鐵的方法，其特征在于:所述終鐵水的化學成分為 C 3.65 ~3.75%, Si 1.85 ~L 95%, Mn 0.1% ~0.15%, P^0.03%,S 0.008 ~0.012%，殘 Mg 0.040 ~0.050%，余量為 Fe。
【文檔編號】C21C1/10GK103882175SQ201410124829
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】章桂林, 王娟, 韓虎 申請人:江蘇力源金河鑄造有限公司