CN100359032C - 采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法 - Google Patents

采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：利用包芯线技术，将用于铁水处理的物质按功能进行分类组合，针对铁水处理中成份调整、脱硫、屏蔽铁水干扰元素、球化或蠕化、孕育、组织定向、终硫量调整的各个环节，制出与每个处理环节相对应的包芯线，根据处理铁水的条件、处理目标值和处理铁水的重量，确定包芯线的加入种类和每种包芯线的加入量，然后利用喂线技术针对铁水的各处理环节将确定加入的包芯线依处理秩序分别独立地喂入到铁水中。其优点是：通过对处理后铁水的残镁量、残余稀土量、终硫量的准确控制生产高质量球铁；通过对铁水的预处理，实现不加钛的高质量蠕铁的生产；可实现灰铁水向球铁水、蠕铁水的转换，同一炉铁水分包处理成珠光体和铁素体球铁，并可随时插入合金球铁的生产。

Description

采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法
技术领域
本发明涉及一种采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，具体的是一种采用喂线技术在进行铁水的球化及孕育处理时，分别实现对球化处理前铁水碳、硅含量的调整、含硫量的控制、处理后铁水残镁量、残余稀土量和终硫量的控制，从而实现高质量球铁或蠕铁的生产；在铁水中通过喂线加入合金化元素及铁水所含的相关元素进行成份调整，分别实现同一种铁水处理成不同组织的球铁，或灰铁水向球铁水的转换的方法。
背景技术
采用喂线技术进行铁水的球化及孕育处理生产球墨铸铁铸件或蠕墨铸铁件具有镁的吸收率稳定、残镁量波动范围小、精确控制喂线长度及处理后铁水的终硫量稳定、自动化程度高及操作环境友好等优点。
目前采用的用于铁水处理的包芯线，其芯剂主要是由镁、钙、稀土和硅等成份构成的。镁在铁水中的主要作用是脱硫、脱氧、球化作用，是球化的主导元素；钙的作用与镁的相近，但在效率上不如镁；稀土在铁水中最优秀的作用是屏蔽铁水的干扰元素，并有脱硫、脱氧及球化作用，但与镁相比，起到同样的作用，稀土的消耗量较镁大；硅起到合金化及孕育作用，但冶炼用的球化剂中的硅是作为其它元素的载体加入铁水的，对铁水不起孕育作用。现有的包芯线产品，无论其芯剂是冶金型的、还是混合型的，所包括的上述成份都是以固定的比例存在的，因此，在加入铁水中时，各元素所占总量的比例受到包芯线总加入量的制约。
目前的公开技术中，均是以如何提高包芯线中的镁在铁水中的利用率、降低处理成本为目的的。如包头文鑫实业有限公司的《高镁合金球化包芯线》(申请号：02140811.4)是以含镁大于30％的高镁硅基合金粉为芯剂制成的球化包芯线，旨在提高包芯线中的镁在铁水中的利用率，降低喂线球化处理成本。《钝化高镁合金包芯线》(申请号：021408130)是通过对包芯线钢带表面的钝化，延长钢带在铁水中的熔化时间，以降低喂线速度来控制单位时间对铁水的加镁量，同时，减少铁水对包芯线芯剂的预热作用，达到控制单位时间向铁水中的加镁量、降低镁蒸汽压、提高镁在铁水中的利用率的目的。包头翌新冶金技术有限公司的《镁芯包芯线》(申请号：200510053233.9)是通过周围孕育剂粉层的隔热，减少镁在穿过液态铁水过程中所产生的汽化量来提高镁在铁水中的利用率，并实现球化、孕育过程一根线完成；《含镁线芯包芯线》(申请号：200520007239.8)可将喂线速度降低40％，通过粉层隔热和降低单位时间向铁水的加镁量来提高镁在铁水中的利用率，并实现球化、孕育过程一根线完成。
对球化质量或蠕化质量影响较大的条件有两个：一是原铁水条件，如硫、氧含量的高低、干扰元素含量的高低，二是处理后的相关元素在铁水中的含量，如镁、稀土和硫在铁水中的残留量。
当原铁水的含硫量较高时，脱硫消耗的镁量也就虽之增大；当原铁水的干扰元素较高时，屏蔽干扰元素所需要的稀土量也虽之增加；因此，球化包芯线加入量必须与原铁水的条件同步进行调整。
处理后铁水的含硫量较高时，由于铁水中的硫继续与铁水中的镁发生反应，会出现较快的球化衰退现象，当处理后铁水中的含硫量过低时，会产生石墨球数较少的现象；当处理后铁水的残余稀土量过高时，会使石墨球形状恶化，而当残余稀土含量偏低时，屏蔽铁水中干扰元素的能力不足，又会出现较快的球化衰退现象，同时，不利于得到最多的石墨球数量。
在进行铁水的蠕化处理时，其关键问题是将处理后铁水的残镁量、稀上残余量和终硫量分别控制在一个较窄的范围内。
因此，用现有单线，即喂线球化技术或双线，即喂线球化与喂线孕育处理技术和现有的产品进行铁水处理时，由于包芯线芯剂所含的镁、稀土等元素都是以一定的比例存在的，一但铁水条件出现波动，就很难达到对原铁水条件和所要求的处理结果的统一。
在实际生产，经常出现的技术问题有：
1)当原铁水条件出现波动时，由于球化包芯线和孕育包芯线中的稀土含量是固定的，如果保证了残镁量的最佳范围，则很难保证稀土残余量的最佳范围；而保证了稀土残余量的最佳范围，又很难保证残镁量的最佳范围；
2)当处理铁水的含硫量较高时，采用镁和稀土脱硫的成本较高；
3)当处理铁水量较大时，如果想得到较高的镁收得率，就必须控制单位时间加镁量，单位时间的加镁量越少，喂线球化处理时间越长，当处理时间超过150秒时，往往会出现铁水的终硫量偏低(小于0.008％时)的现象，这样的铁水形核能力便会降低，容易造成石墨球数偏少、球形较大的现象，不利于得到最佳的机械性能；
4)当采用铁水中加入锑等元素生产珠光体球铁时或增加石墨球数时或生产厚大断面的球铁时，必须严格控制其在铁水中的含量范围，含量偏低，则起不到应有的作用，含量偏高，则起到干扰元素的作用一即反球化作用。目前的锑一般是采用冲入法球化处理时，在球化剂中或孕育剂中加入，由于球化剂中的锑受处理温度和处理铁水重量波动的影响，孕育剂中的锑受孕育剂在铁水中收得率的影响，且在复用过程中，受回炉料中锑集累含量的影响，锑在铁水中含量的波动范围较大，且不易调整，造成目标值的偏差量较大；
5)生产蠕墨铸铁时，由于铁水中的残镁量、残余稀土量、终硫量及钛含量最佳含量范围较窄，因此，要求在进行蠕化处理前，铁水的含硫量越低越好，以避免过高的硫含量消耗镁和稀土，造成镁含量及稀土含量的波动范围较大，不利于蠕铁的生产，目前的喂线技术无法实现这一点；
6)采用目前的喂线技术无法实现采用灰铁水成份的一炉铁水同时生产球铁、蠕铁和灰铁；
7)采用目前的喂线技术无法实现采用一炉铁水同时进行珠体基体和铁素体基体球铁的生产。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法的新的技术方案，采用本技术方案能够精确控制处理后铁水的残镁量、残余稀土量和终硫量，使其均处于最佳范围内，并实现一些合金元素如锑、铋等的定量加入，以获得最佳的球化质量或蠕化质量、孕育效果和基体组织，并可实现灰铁水直接生产球铁或蠕铁。
本发明所基于的技术原理是：
针对铁水处理中成份调整、脱硫、屏蔽铁水干扰元素、球化或蠕化、孕育、组织定向、终硫量调整等环节中，对处理物质的不同需求，将公知的用于铁水处理的物质按功能进行分类组合，利用目前成熟的包芯线技术，制成各种功能较为单一的、具有较强针对性包芯线，分别向欲处理的铁水中独立加入，来实现本发明的目的，具体的讲，就是：
1)对高硫铁水或硫含量不稳定的铁水，首先以脱硫线在处理包中或感应炉内进行铁水的脱硫及脱氧处理，并尽量使其在进行球化处理之前处于一个较低的水平或一个稳定的水平，使其后所加入的稀土，尽可能较少的与硫和氧进行反应，充分发挥其屏蔽干扰元素的作用，减少其因原子量大而导致脱硫成本高的不利影响，并使随后进行的镁处理较少的受到脱硫所造成的成份波动，获得一个较窄范围的残镁量范围；
2)根据处理铁水中干扰元素含量的高低，采用稀土线灵活调整，而不受加镁量的制约，使铁水中的稀土含量处于最佳含量水平，该最佳含量范围的标准是石墨球化较多，球形较好，且含量较低，根据干扰元素的高低，铁水的残留稀土量一般为0.01～0.03％之间，其中以0.012～0.015％时，球化质量较好；
3)针对处理时间过长或电炉铁水重复使用回炉料而造成终硫偏低的情况，在球化后，以增硫线进行增硫处理，使处理后铁水的终硫量处于最佳范围内，从而得到最佳的球化或蠕化质量，球铁终硫量一般为0.008～0.012％，蠕铁终硫量一般为0.015～0.02％；
4)在包芯线中加入含锑合金，在进行稀土处理后喂入，可精确控制铁水中的含量范围，从而精确控制珠光体的比例，并能够随回炉料中该元素在铁水中的累集量的多少通过加入量的减少或增加进行灵活调整；
5)在生产蠕墨铸铁时，可根据原铁水的情况，分别以脱硫线、稀土线进行铁水的预处理，然后，以含镁的包芯线进行蠕化处理、以孕育线进行孕育处理、并根据镁处理后铁水的含硫量以增硫线进行终硫量的调整，可使蠕化处理前铁水的含硫量处于一个稳定的水平，从而精确控制蠕化处理后的残镁量、残余稀土量和终硫量范围，得到最佳的蠕化效果，并可完全取消目前采用最多的钛元素的加入；
6)当需要采用同一炉铁水生产铁素体基体和珠光体基体球铁时，可事先冶炼低锰的珠光体成份的铁水，然后，以含锰、锑的包芯线进行在球化、孕育处理后的珠光体化处理；以碳、硅包芯线进行铁水的碳、硅成份调整，然后进行球化及孕育处理即可实现；
7)在灰铁成份的铁水中以碳、硅包芯线进行铁水的碳、硅成份调整，调整灰铁水的含碳量和硅量至球铁或蠕铁所要求的成份范围。该方法适合于冲天炉或高炉与感应炉双联使用，依据铁水重量将温度调整至1450～1500℃时，在感应炉内进行成份的调整及脱硫、屏蔽干扰元素的处理，然后在处理包内进行球化或蠕化及孕育的喂线处理。
本发明的具体方法是：
利用包芯线技术，将用于铁水处理的物质按功能进行分类组合，针对铁水处理中成份调整、脱硫、屏蔽铁水干扰元素、球化或蠕化、孕育、组织定向、终硫量调整的各个环节，制出与每个处理环节相对应的包芯线，即碳硅线、脱硫线、稀土线、球化线或蠕化线、孕育线、合金化线和增硫线；对待处理的铁水的成份进行快速检测分析，根据检测结果、处理目标值和处理铁水的重量，确定包芯线的加入种类和每种包芯线的加入量，然后利用喂线技术针对铁水的各处理环节将确定加入的包芯线依处理秩序分别独立地喂入到铁水中，以达到分别控制所加入元素最终含量的目的。
所述对待处理的铁水的成份进行快速检测分析，一般采用铸造行业中常用的炉前用直读光谱分析技术。
上述处理过程，可一步在处理包内完成，也可分为预处理和终处理两个过程分别在感应炉内进行和处理包内进行；在感应炉内利用感应炉存在着涡流搅拌和提温的功能可进行铁水的成份调整、脱硫、屏蔽干扰元素及组织定向的处理；在处理包内则可进行球化或蠕化(加镁处理)、孕育处理、屏蔽干扰元素及组织定向的处理、增硫处理；其中，屏蔽干扰元素及组织定向的处理可依据具体条件选择放在预处理过程或终处理过程中，以最终成份的稳定化为衡量标准。
当处理前铁水的含硫量处于稳定状态时，则可采用具有球化、孕育复合功能的包芯线进行一根线处理，这样则可以节省一个喂线通道，降低喂线设备的投入。
当处理铁水的干扰元素含量处于稳定状态时，则可将稀土加入孕育剂中，如镁芯包芯线的孕育剂粉料层中或与镁粉混合包入一根包芯线中，以进一步减少喂线通道。
与现有的铁水喂线处理技术相比，其特征是在整个喂线处理过程中，所采用的包芯线种类为两种或两种以上，其中至少有一种包芯线是与球化线和孕育包芯线，或球化、孕育复合包芯线种类不同的包芯线。
当包芯线在感应炉内加入时，即进行预处理喂线时，依据铁水的条件及加入元素的作用，可采用平行喂入(同时喂入)、搭接式喂入或顺序喂入；当铁水中含硫量较高时，则应首先对铁水进行脱硫处理，然后，再进行成份调整，再进行屏蔽干扰元素的处理，即顺序处理，这样可以避免稀土脱硫不利于成本降低，而在脱硫前进行成份调整，则不利于减少温度损失；如果铁水干扰元素较低且不须进行脱硫处理，则成份调整和加稀土处理可同时进行。
经预处理后的铁水由感应炉倒入处理包中，则可进行加镁的球化或蠕化处理、孕育处理；当处理铁水量较大，造成处理后铁水硫量较低时，当处理蠕铁要求较高的终硫量时，则需要进行增硫处理。当孕育线中含镁时，则球化线(含镁包芯线)和孕育线可顺序加入，当孕育线中不含镁时，则必须同时加入，以保证孕育剂颗粒在铁水中的分散度；当生产蠕铁时，往往需要较高的稀土量，则需要补加稀土，不含镁的稀土线则需要与球化线同时加入，以保证稀土在铁水中的分散度。增硫线的加入，则需要有一定的动力，使之在铁水中有较大的分散度，但不提倡与球化或蠕化线进行搭接，这样会大幅度降低增硫效果。
上述过程是通过二台多通道喂线机，分两次在感应炉和处理包中完成的。
当铁水处理量较大，足以保证脱硫所需要的处理时间、处理铁水的温度足以保证处理后铁水能够满足浇注温度的要求时，两个过程则可以由一台多线喂线机同时在处理包中进行。
所采用的各种包芯线的成份为：
碳硅线：是由碳化硅、石墨粉和硅铁粉为芯剂制成的包芯线，主要用于灰铁水向球铁水成份或蠕铁水成份转换时、珠光体球铁成份向铁素体成份转换时调整铁水中碳和硅的成份，其成份取决于处理前后铁水成份的差异和三种物料在铁水中收率，根据具体情况进行计算即可。
脱硫线：可采用含镁及碳化钙为主、辅以石墨及碳酸钙或碳酸氢钠为脱硫剂的包芯线，其主要限制环节是要保证处理时间的长度不应低于1分钟，最好要达到2分钟，否则，脱硫率较低；其成份范围为：镁5～15％、碳化钙60～85％、碳3～10％、碳酸钙5～20％，总量为100％。
稀土线：其芯剂由稀土硅铁合金，或稀土硅铁合金与硅铁混制而成，根据处理铁水重量的不同，其成份范围为：稀土10～30％、硅35～60％、其余为铁，也可以加入2～8％的镁以提供单独喂线时的反应动力。当生产大断面球铁时，可加入钇基重稀土硅铁合金取代或部分取代稀土硅铁合金，以提高铁水的抗衰退性能，总成份比例不变。
球化线或蠕化线，或称镁线：其芯剂的成份范围为：镁10～40％、硅30～60％、钙0～5％、钡0～5％，其余为铁，各种元素的总和为100％；可采用镁粉与硅基合金粉混制的芯剂，也可采用硅镁合金包芯线，也可采用镁芯包芯线。采用镁芯包芯线时，可实现加镁及孕育处理过程一根线完成。
孕育线：其主要成份为硅、钡、钙、锆等，根据铸件的重量、形状及基体要求，选择不同功能的孕育剂，可参照《铸造手册》所提供的成份进行选择，可选择冶炼制品，也可选择物理混合制品。
合金化线：在本发明中主要指锑、铋等稳定珠光体的合金化元素，当然也可以用此方式加入钼、铬等合金化元素。本发明中所使用的含合金化元素的包芯线的芯剂成份为：合金化元素5～20％、硅50～70％，其余为铁。
增硫线：其芯剂是由硫磺或硫化铁与少量氧化铁粉混制而成的，其主要成份为：硫10～50％，其余为铁。
本发明的积极效果是：
1)通过对处理后残镁量、残余稀土量、终硫量的准确控制生产高质量球铁；
2)通过对铁水的预处理，实现不加钛的高质量蠕铁的生产；
3)可实现灰铁水向球铁水、蠕铁水的转换，同一炉铁水分包处理成珠光体和铁素体球铁，并可随时插入合金球铁的生产。
附图说明
图1是实施例一的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图2是实施例二的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图3是实施例三的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图4是实施例四的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图5是实施例五的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图6是实施例六的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图7是实施例七(2)的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图8是实施例七(3)的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图9是实施例七(4)的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图10是实施例八(1)的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图；图11是实施例八(2)的喂线秩序与各处理程序所占时间的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明：
采用本发明方法用于蠕墨铸铁处理见实施例一～三；
采用本发明方法用于高质量球墨铸铁处理见实施例四～六；
采用本发明方法用于灰铁成份的铁水向球铁及蠕铁转换和合金球铁见实施例七；
采用本发明方法同炉铁水分包处理珠光体球铁及铁素体球铁见实施例八。
实施例一：采用冲天炉铁水生产蠕墨铸铁
原铁水主要成份为：C：3.4％，Si：1.65％，Mn：0.35％，S：0.05～0.06％，Ti：0.045～0.055％。
处理铁水温度：1430℃，规律的波动范围为1420～1445℃，
处理铁水重量：5000kg/包，波动范围为4700～5300kg/包；
处理铁水高度：1000mm。
根据上述条件，采用脱硫线进行铁水的脱硫处理、镁芯包芯线进行铁水的加镁与孕育处理、采用稀土线配合加镁进行蠕化处理、采用增硫线调整处理后铁水的终硫量。喂线过程在处理包中进行，采用四通道喂线机。
所采用的各种包芯线参数、芯料成份及加入量见下表：
序号 包芯线名称   包芯线参数     芯剂构成％   包芯线加入量
线径mm   钢带厚度mm   芯剂重量g/m   芯线重量g/m CaC<sub>2</sub> RE Mg Si Ba S 其它   芯剂加入量g/t   芯线加入量g/t     芯线加入量m/t
  1 脱硫线   10   0.4   100   240     70   10   20   2500   6000     25
2 镁线 13-35 0.4   16.5 386 76 70 5 5412 9650 25
孕育剂   200
  3 稀土线   12   0.4   220   370   30   54   1890   3180     8.6
  5 增硫线   8   0.35   90   190   26   5   234   494     2.6
注：表中成份中未提及部分为铁。
实施例一的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图1。
所输入的喂线参数见下表：
序 包芯线种类   喂线速度参数(m/min)   喂线长度参数(m)   喂线时间(秒)
  单线喂线时间   与前线重叠时时   单独所占时间
  1   脱硫线   45   125   167   0   167
  2   镁芯线   35   125   214   0   214
  2   稀土线   42   43   62   62   0
  5   增硫线   43   13   18   0   18
  全部喂线时间   399
处理结果：1)喂线脱硫的铁水的含硫量为0.025％；
处理后成份：C：3.35％，Si：2.18％，Mn：0.35％，S：0.016％，Ti：0.045～0.055％，Mg残：0.017％，RE残：0.048％。
蠕化质量：铸件所有要求性能的壁厚处，蠕墨含量≥90％，要求的抗拉强度为400MPa，实际为430MPa，基体的珠光体含量≥95％。
实施例二：采用冲天炉熔炼、电炉提温、调整成份的双联冶炼下艺生产蠕墨铸铁
原铁水成份为：C：3.48％，Si：1.7％，Mn；0.30％，0.02％S，0.03％Ti
处理铁水温度：1430℃
处理铁水高度：850mm
处理铁水重量：1200kg/包
 所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称     包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
    线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m  芯线重量g/m SiC RE Mg Si Ba S 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
    1     稀土线     11 0.4 185  335   10   27   54   1665     3015     9
    2     镁合金线     9 0.37 120  240   20   55   2040     4080     17
    3     孕育线     13 0.42 285  460   70  5   5000     8050     17 5
    4     增硫线     7 0.35 65  160   2   0     15   455     1120     7.0
实施例二的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图2。
所输入的喂线参数见下表：
序号     包芯线种类    喂线速度参数(m/s)   喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
  1     镁合金线    38   20.5     32.4     0     32.4
  2     稀土线    35   10.8     18.5     18.5     0
  3     孕育线    34   21     37     30     7
  4     增硫线    38   8.5     13.4     5     8.4
  全部喂线时间     48
处理结果：
处理后成份：C：3.48％，Si：2.25％，Mn：0.30％，S：0.018％，Mg残：0.015％，RE残：0.041％。
蠕化质量：铸件所有要求性能的壁厚处，蠕墨含量≥95％，要求的抗拉强度为400MPa，实际为450MPa，基体的珠光体含量≥95％。
实施例三：感应炉冶炼铁水生产蠕墨铸铁。
原铁水成份为：C：3.45％，Si：1.75％，Mn：0.30％，0.025％S 0.035％Ti
处理铁水温度：1450℃
处理铁水高度：500mm
处理铁水重量：500kg/包
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称 包芯线参数  化学成份％     包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC RE Mg Si Ba S 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
   1 稀土线 9 0.37 120 240  20   25  50     1440   2880     12
   2 镁合金线 7 0.35 65 160  20  55     2080   5120     32
   3 孕育线 12 0.40 240 400  2  68  5     4320   7200     18
实施例三的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图3。
所输入的喂线参数见下表：
序号     包芯线种类     喂线速度参数(m/s)     喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间   与前线重叠时间     单独所占时间
  1     镁合金线     22     16     44   0     44
  2     稀土线     21     6     17   17     0
  3     孕育线     21     9     15   5     10
  全部喂线时间     54
处理结果：
处理后成份：C：3.42％，Si：2.35％，Mn：0.30％，S：0.015％，Mg残：0.015％，RE残：0.034％。
蠕化质量：铸件所有要求性能的壁厚处，蠕墨含量≥95％，要求的抗拉强度为400MPa，实际为450MPa，基体的珠光体含量≥95％。
实施例四：冲天炉化铁、感应炉内提温的铁水，原铁水成份为：0 07％S 0.045％Ti。
处理铁水温度：1500℃
处理铁水重量：500kg/包
处理铁水高度：500mm
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称   包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC RE Mg Si Ba 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
1   稀土线   9   0.37   120   240   20   15   4   58   1440   2880   12
2   线芯包芯线     子线   7   0.3   48   110   80   9   960   2200   20
母线 15 0.42 250 440 70 5 5000 8800
实施例四的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图4。
所输入的喂线参数见下表：
序号   包芯线种类 喂线速度参数(m/s) 喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
  1   线芯线 10 10     60     0     60
  2   稀土线 21 6     17     0     17
  全部喂线时间     77
处理结果：
处理后成份：C：3.76％，Si：2.7％，Mn：0.35％，S：0.010％，Mg残：0.045％，RE残：0.018％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，石墨数量180～200个/mm2。
实施例五：感应炉内以生铁和废钢为原料重熔的铁水，原铁水成份为：0.025％S 0.03％Ti。
处理铁水温度：1450℃
处理铁水重量：3000kg/包
处理铁水高度：1000mm
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称 包芯线参数   化学成份％ 包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC RE Mg Si Ba Ca S 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t     芯线加入量m/t
  1   稀土线   11   0.4   185   335   10   20   54   925   1675   5
  2   球化线   11   0.4   145   295   30   45   2   3915   7965   27
3 孕育线 15 0.42 350 535 70 5 5000 7650   143
  4   增硫线   7   0.35   65   160   2   15   97.5   240   1.5
实施例五在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图5。
所输入的喂线参数见下表：
序号   包芯线种类     喂线速度参数(m/s)     喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1   球化线     42     81     116     0     116
    2   稀土线     38     15     23 7     23.7     0
    3   孕育线     40     43     65     65     0
    4   增硫线     42     4.5     6.4     0     6.4
    全部喂线时间     122.4
处理结果：
处理后成份：C：3.55％，Si：2.38％，Mn：0.35％，S：0.014％，Mg残：0.043％，RE残：0.016％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，石墨数量150～180个/mm2。
实施例六：冲天炉熔化铁水，包内处理生产球墨铸铁，原铁水成份为：0.06％S 0.045％Ti。
处理铁水温度：1480℃
处理铁水重量：1500kg/包
处理铁水高度：800mm
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称 包芯线参数      化学成份％ 包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m RE Mg Si Ba SiC 其它 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t     芯线加入量m/t
1 脱硫线 7 0.35  70 165   15 85 1400   3300     20
2 稀土线 9 0.37  120 240     15  55  30 1800   3600     15
3 涂层镁芯包芯线 镁线 4.5 0.42 27 390 966 14040 36
母线 13 180 65 5 5 6480
实施例六在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图6。
所输入的喂线参数见下表：
序号   包芯线种类    喂线速度参数(m/s)   喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1   脱硫线    35   30     52     0     52
    2   稀土线    30   22.5     45     0     45
3   涂层镁芯线 26 54 125 45 80
    全部喂线时间     177
处理结果：
处理后成份：S：0.012％，Mg残：0.044％，RE残：0.022％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，石墨数量150～200个/mm2。
实施例七：采用冲天炉熔化灰铁成份的铁水、感应炉提温或保温，分包处理灰口铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
原铁水成份为：C：3.2％、Si：1.4％，Mn：0.35％，S：0.06％，P：≤0.06％
1)当采用该成份铁水进行灰铁H250铸件的生产时，需要在包内冲熔锰铁，将最终成份调整至0.6％，处理后的终硅量为1.8％，通过孕育剂的加入来调整。
2)当采用上述成份的铁水处理球铁时，处理条件为：
铁水重量：500kg/包；
铁水高度：500mm；
铁水温度：1520℃；
球化处理温度：1470℃。
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称   包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC或CaC RE Mg Si Ba C 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
  1   碳硅线   15   0.42   275   470   75  25   13750   23500     50
  2   脱硫线   7   0.35   60   155   70     15   2280   5890     38
  3   稀土线   9   0.37   120   240   15   58   1440   2880     12
4   涂层镁芯线   5 0.42   34 379 16.7 55 5 5304 9854 26
  13   170
实施例七(2)在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图7。
所输入的喂线参数见下表：
序号 包芯线种类 喂线速度参数(m/s)   喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
1 碳硅线 22 25 68 0 68
    2     脱硫线 23   19     50     50     0
    3     稀土线 21   6     17     0     17
    4     涂层镁芯线     17     13     46     17     29
    全部喂线时间     114
处理结果：
处理后成份：C：3.82％、Si：2.6％，Mn：0.36％，S：0.012％，Mg残：0.042％，RE残：0.022％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，石墨数量160～190个/mm2。
3)当采用上述成份的铁水处理蠕铁时，处理条件为：
铁水重量：500kg/包；
铁水高度：500mm；
铁水温度：1500℃；
蠕化处理温度：1440℃。
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称     包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC或CaC RE Mg Si Ba C 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
1   碳硅线     15   0.42   275   470   75  25   6875   11750     25
2   脱硫线     7   0.35   60   155   70     15   2040   5270     34
3   稀土线     9   0.37   120   240   15   58   2400   4800     20
4   涂层镁芯线     4 0.42   21 529 65 55 5 6420 10580 20
    15   300
实施例七(3)在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图8。
所输入的喂线参数见下表：
序号 包芯线种类     喂线速度参数(m/s)     喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1     脱硫线     23     17     44     0     44
    2     碳硅线     22     12.5     34     0     34
    3     稀土线     21     10     29     0     29
    4     涂层镁芯线     17     10     36     29     7
    全部喂线时间     114
处理结果：
处理后成份：C：3.45％、Si：2.4％，Mn：0.36％，S：0.015％，Mg残：0.018％，RE残：0.032％。
蠕化质量：铸件所有要求性能的壁厚处，蠕墨含量≥95％，要求的抗拉强度为400MPa，实际为430MPa，基体的珠光体含量≥95％。
4)当采用上述成份的铁水处理马氏体球墨铸铁时，处理条件为：
铁水重量：500kg/包；
铁水高度：500mm；
球化处理温度：1480℃。
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称     包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m SiC RE Mg Si Mn/B C 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t 芯线加入量m/t
1 碳硅线     15  0.42   275   470   75  25   8250   14100   30
2 锰硼线     16  0.42   400   650   10   60/2   38461   55250   85
3 稀土线     9  0.37   120   330   25   55   2400   4800   12
4 涂层镁芯线     4 0.42   21 385 10.4 50 8040 15400 40
    13   180
实施例七(4)在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图9。
所输入的喂线参数见下表：
序号 包芯线种类   喂线速度参数(m/s)   喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1     碳硅线   22   15     41     0     41
    2     锰硼线   22   42.5     116     0     116
    3     稀土线   21   6     17     0     17
    4     涂层镁芯线   17   20     71     17     54
    全部喂线时间     228
处理结果：
处理后成份：C：3.45％、Si：2.8％，Mn：2.6％，S：0.018％，Mg残：0.018％，RE残：0.034％。
球化质量：球化率≥85％，石墨大小：6～7级；石墨数量：≥150个/mm2。
实施例八：采用感应炉重熔同炉铁水分包处理珠光体球铁及铁素体球铁。
原铁水成份为：C：3.8％、Si：1.8％，Mn：0.4％，S：0.03％，P：≤0.06％
(1)当采用上述成份的铁水处理铁素体球铁时，处理条件为：
铁水重量：500kg/包；
铁水高度：500mm；
铁水温度：1480℃；
所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称   包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m RE Mg Si Ba 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t   芯线加入量m/t
  1   球化线   9   0.37   120   240   0   25   50   2   3840   7680   32
  2   稀土线   9   0.37   120   240   15   3   58   1440   2880   9.5
    3     孕育线     13   0.42   250   430     3     55     4   5000   8600   20
实施例八(1)在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图10。
所输入的喂线参数见下表：
序号   包芯线种类    喂线速度参数(m/s) 喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1   球化线    21 16     46     0     46
    2   稀土线    19 4.8     15     0     15
    3   孕育线    19 10     32     32     0
    全部喂线时间     61
处理结果：
处理后成份：C：3.85％，Si：2.78％，Mn：0.35％，S：0.013％，Mg残：0.041％，RE残：0.016％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，铁素体量≥95％，石墨数量150～170个/mm2。
(2)当采用上述成份的铁水处理铁素体球铁，处理条件不变时，所采用的包芯线参数及芯料成份见下表：
序号 包芯线名称     包芯线参数   化学成份％   包芯线加入量
线径mm 钢带厚度mm 芯剂重量g/m 芯线重量g/m Sb RE Mg Si Ba 芯剂加入量g/t 芯线加入量g/t   芯线加入量m/t
    1   球化线     9   0.37   120   240   25   50   2   3840   7680   32
    2   稀土线     9   0.37   120   240   15   3   58   960   1920   8
    3   锑合金线     9   0.35   120   240   20   55   1440   2880   12
    4   孕育线     13   0.42   250   430   65   4   4500  7740   18
实施例八(2)在的喂线秩序及各处理程序所占时间见附图11。
所输入的喂线参数见下表：
序号   包芯线种类     喂线速度参数(m/s)     喂线长度参数(m)     喂线时间(秒)
    单线喂线时间     与前线重叠时间     单独所占时间
    1   球化线     21     16     46     0     46
    2   稀土线     19     4     13     0     13
    3   锑合金线     19     6     19     19     0
    4   孕育线     19     9     28.5     28.5     0
    全部喂线时间     59
处理结果：
处理后成份：C：3.78％，Si：2.34％，Mn：0.35％，S：0.014％，Mg残：0 043％，RE残：0.016％，Sb：0.026％。
球化质量：球化率≥90％，石墨大小：6～7级，珠光体量≥70％，石墨数量150～180个/mm2。

Claims (5)

1.一种采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：利用包芯线技术，将用于铁水处理的物质按功能进行分类组合，针对铁水处理中成份调整、脱硫、屏蔽铁水干扰元素、球化或蠕化、孕育、组织定向、终硫量调整的各个环节，制出与每个处理环节相对应的包芯线，即碳硅线、脱硫线、稀土线、球化线或蠕化线、孕育线、合金化线和增硫线；对待处理的铁水的成份进行快速检测分析，根据检测结果、处理目标值和处理铁水的重量，确定包芯线的加入种类和每种包芯线的加入量，然后利用喂线技术针对铁水的各处理环节将确定加入的包芯线依处理秩序分别独立地喂入到铁水中。
2.根据权利要求1所述的采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：球化和孕育两个处理过程采用球化线和孕育线两种包芯线完成，或采用球化、孕育复合包芯线完成。
3.根据权利要求2所述的采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：在整个喂线处理过程中，所采用的包芯线种类为两种或两种以上，其中至少有一种包芯线是与球化线和孕育包芯线，或球化、孕育复合包芯线种类不同的包芯线。
4.根据权利要求1所述的采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：喂线处理过程采用一台多线喂线机在处理包中完成，或采用两台喂线机分为预处理和终处理两个过程分别在感应炉中和处理包中完成。
5.根据权利要求1所述的采用多种包芯线进行铁水处理生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法，其特征是：两种或两种以上的包芯线在喂入铁水的过程中采用平行喂入、搭接式喂入和顺序喂入三种喂入方式中的一种或一种以上的方式进行。
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