本發明涉及鋼鐵鑄造技術領域，具體涉及一種廢鋼生產球墨鑄鐵件的熔煉方法。
背景技術：
目前鑄造行業面臨著爐料價格快速上漲，尤其是生鐵價格不斷攀升的現實。隨著鋼鐵價格的持續攀升，鑄造生鐵價格也越來越高。生鐵的超高價格和質量上的參差不齊，不僅使球墨鑄鐵管的生產成本上升，質量上也大受影響，因此探求提高產品質量的新生產工藝和降低生產成本勢在必行。
傳統用電爐熔煉廢鋼加增碳劑生產球墨鑄鐵時，獲得的產品質量不穩定，主要存在金屬液在凝固結晶時自發晶核少，鐵液過冷度大，石墨化能力差和鑄件硬度高的問題。傳統的大功率高溫熔煉方法存在兩個主要問題，一是鐵液中的碳含量達到一量時，再提高鐵液含碳量就非常困難了；二是在熔煉后期加入廢鋼，爐內金屬液飛濺嚴重，存在較大安全隱患。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種廢鋼生產球墨鑄鐵件的熔煉方法。本發明選用大功率高溫熔煉廢鋼和增碳劑、除渣循環的順序解決了金屬液在凝固結晶時自發晶核少、鐵液過冷度大、墨化能力差和鑄件硬度高的問題。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
一種廢鋼生產球墨鑄鐵件的熔煉方法，包括廢鋼熔煉、球化處理工藝，其特征在于，所述廢鋼熔煉工藝過程是：在爐底加入普碳鋼和增碳劑采用大功率高溫熔煉，邊熔煉邊加入普碳鋼和增碳劑，熔煉后期加入汽車鋼板的破碎料和壓塊料，在汽車鋼板的破碎料和壓塊料加入前，將增碳劑加入到60-70％，加入50％的汽車鋼板的破碎料和壓塊料后關閉電源消除爐內液面的駝峰，靜置5-10min使液面平穩，除去爐內液面中心聚集的熔渣，熔渣清除干凈后加增碳劑，啟動電源大功率高溫熔煉，增碳過程完畢后加入孕育劑熔煉，取樣分析，調整c、si含量，出鐵；所述球化處理工藝過程是：將鐵水升溫至1430-1470℃進行噴鎂球化。
進一步地，所述廢鋼為普碳鋼、汽車鋼板的破碎料和壓塊料，普碳鋼為60-80％，其余為汽車鋼板的破碎料和壓塊料；廢鋼中mn≤0.6％、s≤0.04％、p≤0.08％，元素成分參見表1，組成為生鐵10％-30％、普碳鋼和汽車鋼板的破碎料和壓塊料70％-90％。第一次熔煉加入40％-60％廢鋼，之后每次熔煉加入20％-30％廢鋼，廢鋼熔煉過程后期加入汽車鋼板的破碎料和壓塊料。加入汽車鋼板的破碎料和壓塊料后爐內金屬液飛濺嚴重，存在較大安全隱患。因此結合生產實際，進一步優化了熔煉工藝。即先加入汽車鋼板的破碎料和壓塊料，邊熔化邊往外除渣，在使用汽車破碎料即“汽車鋼板的破碎料和壓塊料”時要做好驗收工作，避免有害元素夾雜在其中，在各種廢鋼中嚴查封閉件，封閉件加入爐中容易放炮，存在較大安全隱患。
表1廢鋼元素標準
進一步地，所述增碳劑為石墨，其中固定碳含量>98％、硫≤0.05％、水分≤0.03％。由于石墨粒度分布對增碳速度及增碳效果影響很大，過大將難以熔化，過小又會漂浮于爐渣中。通過長期試驗得出，以粒度分布在0.5－5mm范圍內的石墨最好。每次熔煉加入20％-30％增碳劑，防止增碳劑堆積形成高溫層，邊熔煉邊加入廢鋼和增碳劑。在這段時間內為提高增碳劑的吸收率，消除鐵液中的遺傳性，需要采用大功率高溫熔煉。汽車鋼板的破碎料和壓塊料含渣量較多，在熔煉過程中需除渣，增碳劑不與汽車鋼板的破碎料和壓塊料混合熔煉；當廢鋼熔煉完畢徹底除渣后，留下8％-12％增碳劑用于調節鐵水的c至3.6-4.0％，其余增碳劑全部加入熔煉。
進一步地，所述孕育劑為75硅鐵，其中硅含量≥72％、粒度分布為0.3-1.0％，噸管耗量為1.4-1.6kg；所述孕育劑的加入要在增碳劑全部加完之后再加入，其主要原因是孕育劑中的硅加入會嚴重影響碳的吸收率和增碳劑溶解擴散速度。
進一步地，所述分析為光譜分析，當鐵水溫度達到1300-1350℃，對其進行光譜分析，根據分析結果將c、si調整至c為3.6-4.0％、si為0.6-1.5％。
進一步地，所述鐵水是fe-c-si-o合金液，其內部存在化學反應平衡，平衡溫度在1390-1420℃之間。故推薦球化處理溫度為1430-1470℃。如果增碳劑加熱高于平衡溫度時，鐵液中的碳增加燒損，增碳劑的吸收率降低；當加熱溫度低于平衡溫度時，鐵液中的增碳劑溶解和擴散速度下降，因此增碳劑的吸收率也較低。但在實際生產中很難把溫度控制在平衡溫度附近。提高溫度可以增加增碳劑的溶解和擴散，有利于鐵液對碳及時吸收而縮短碳的氧化時間，盡可能的使吸收遠大于損耗，同時也有利于提高熔化速度。通過多次試驗得到最佳球化處理溫度為1430-1470℃。
進一步地，所述球化劑中活性鎂含量>92％，純鎂的粒度對吸收率存在影響，對鎂的粒度制定了標準范圍為80μm-830μm(即20-80目)，球化后c含量為3.6-3.9％、si含量為1.8-2.3％。
進一步地，本發明的球墨鑄鐵件標準參考表2。在實際生產過程中根據球墨鑄鐵管的管徑可以適當的進行調整碳含量，調整原則為管徑越小，碳含量可調整到上限，反之調整到下限。
表2球墨鑄鐵件標準
本發明的原理：鋼和鐵不同處主要是含碳量，給鋼增碳到一定量鋼就成了鐵。
本發明的有益效果是：選用大功率高溫熔煉廢鋼和增碳劑、除渣的循環解決了金屬液在凝固結晶時自發晶核少、鐵液過冷度大、墨化能力差和鑄件硬度高的問題。廢鋼作為原料，成本明顯低于球墨生鐵，遺傳性比球墨生鐵好，在抗拉強度不變的前提下提高延伸率。本發明具有如下優點：成本低、質量好、廢品少。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
一種廢鋼生產球墨鑄鐵件的熔煉方法，包括廢鋼熔煉、球化處理工藝，其特征在于，所述廢鋼熔煉工藝過程是：在爐底加入普碳鋼和增碳劑采用大功率高溫熔煉，邊熔煉邊加入普碳鋼和增碳劑，熔煉后期加入汽車鋼板的破碎料和壓塊料，在汽車鋼板的破碎料和壓塊料加入前，將增碳劑加入到60-70％，加入50％的汽車鋼板的破碎料和壓塊料后關閉電源消除爐內液面的駝峰，靜置5-10min使液面平穩，除去爐內液面中心聚集的熔渣，熔渣清除干凈后加增碳劑，啟動電源大功率高溫熔煉，增碳過程完畢后加入孕育劑熔煉，取樣分析，調整c、si含量，出鐵；所述球化處理工藝過程是：將鐵水升溫至1430-1470℃進行噴鎂球化。
具體地，所述增碳劑為石墨，其中固定碳含量>98％、硫≤0.05％、水分≤0.03％、粒度分布為0.5－5mm。
具體地，所述孕育劑為75硅鐵，其中硅含量≥72％、粒度分布為0.3-1.0％，噸管耗量為1.4-1.6kg。
具體地，所述球化劑中活性鎂含量>92％，粒度分布為180-830μm，球化后c含量為3.6-3.9％、si含量為1.8-2.3％
實施例
12月份提出進一步降低生鐵用量，摸索全化廢鋼添加增碳劑球墨鑄鐵管的質量情況，截止25日生鐵加入比例26％，其中9-14日，共14個班次，生鐵加入量≤25％的有5個班次；≤20％的有5個班次；≤10％的有1個班次；未加生鐵的3個班次。球化、金相、強度、硬度基本無明顯變化，但延伸率隨廢鋼比例加大有而升高，結果如下所示。
1、金相組織對比
與正常配料無區別，2級率99％
2、機械性能對比
表31-12月機械性能對比
3、12月份9-16日具體加入數據
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和范圍，則都應在本發明所附權利要求的保護范圍內。