CN101519708A - 高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法 - Google Patents

高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，包括以下工序：配料工序、加料工序、熔炼工序、球化处理工序，所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉灰铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂，其重量比为废钢、回炉铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂＝50－70∶30－50∶0.5～1.0∶2～4∶1.2－0.8。本发明与现有技术相比，以废钢为主要原料，通过对废钢中的各种元素的调节，生成出高强度的球墨铸铁，用其浇注的铸件，具有铸件产生气泡少，不易产生裂纹、石墨球化率高且石墨粒状小的特点。而且由于较低的含硫量，减少了由于硫的存在而形成耐腐蚀。

Description

高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法
技术领域
本发明属于球墨铸铁的生产方法，特别属于高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法。
背景技术
生产球墨铸铁的炉料一般由新生铁、回炉球铁和铁合金组成，在炉料中很少使用废钢，有些工厂中炉料中加入少量废钢是为了净化铁液，提高铁液的纯净度，从而提高球墨铸铁的力学性能，废钢在炉料中的重量比一般为0-10％，废钢加得过多，降低了铁液中碳的含量，从而降低了铸铁的碳硅当量，影响石墨的球化率及球化等级。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以废钢为主要原料的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法。
本发明解决技术问题的技术方案为：高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，包括以下工序：配料工序、加料工序、熔炼工序、球化处理工序，
所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉灰铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂，其重量比为废钢、回炉铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂＝50-70：30-50：0.5～1.0：2～4：1.2-0.8。
所述的硅铁合金为75Si。
所述的增碳剂为含固定碳百分重量为90％以上专用增碳剂，也可用废旧石墨电极破碎成直径小于1mm颗粒，其含硫量小于0.02％
用废钢生成球墨铸铁中氮元素的含量为0.0063％以上，但氮元素含量过高，容易导致铸件产生气泡，增加裂纹的产生，为了减少球墨铸铁中的氮元素的含量，还可在炉料中加入除氮剂。
所述的除氮剂为碳酸锂，其与废钢的重量比为50—70：0.2—0.6。
所述的加料工序中，加料次序依次为回炉球铁、增碳剂、硅铁合金、覆盖剂、废钢。
所述的覆盖剂为铁屑、珍珠岩，其用量以能完全覆盖增碳剂为宜。
所述的熔炼工序为：先以小功率开炉，5—10分钟后将电炉功率升至90％以上，炉料开始熔化，在炉料熔化过中不断添加废钢，所配置的金属炉料全部熔化后，取样进行化学成分分析，根据分析结果进行调整各元素的成分，然后升温至1460～1490℃温度，即可。
随着现代工业的不断发展，废钢的供应量在不断增加，特别是以中、低碳钢为主要材料的冲压件的边角料的来源比较丰富，本发明以废钢为主要原料，在价格上与生铁相比有着明显的优势，并且杂质的含量低，废钢中的杂质有害元素P、S含量都远远小于球墨铸铁标准中的要求，只需调整其中的C、Si、N含量就能达到球墨铸铁的标准。
本发明的加料工序中，在增碳剂的下面即(炉底处)用小块的回炉球铁铺底，利用球铁的低熔点使增碳剂能在较低的温度下溶入铁水；同时用废钢把增碳剂上面的覆盖剂压实，避免增碳剂与空气直接接触，防止增碳剂的烧损。
本发明与现有技术相比，以废钢为主要原料，通过对废钢中的各种元素的调节，生成出高强度的球墨铸铁，用其浇注的铸件，具有铸件产生气泡少，不易产生裂纹、石墨球化率高且石墨粒状小的特点。而且由于较低的含硫量，减少了由于硫的存在而形成耐腐蚀。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
本发明所用的废钢的型号为15#-45#普通及优质碳钢。
实施例1：
高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，包括以下工序：配料工序、加料工序、熔炼工序、球化处理工序，
所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉球铁、硅铁合金(75Si)、含碳量为90％以上、含硫量小于0.02％的专用增碳剂、碳酸锂、球化剂，其重量比为废钢、回炉球铁、硅铁合金、焦碳沫、碳酸锂、球化剂(8％)分别为50：50：0.5：2.0：0.2：1.4。
所述的加料工序中，加料次序依次为回炉灰铁、焦碳沫、硅铁合金、碳酸锂、覆盖剂铁屑、废钢，铁屑的用量以能完全覆盖增碳剂为宜。
所述的熔炼工序为：先以小功率开炉，5—10分钟后将电炉功率升至90％，炉料开始熔化，在炉料熔化过中不断添加废钢，待所配置的炉料全部熔化后，取样进行化学成分分析，根据分析结果进行调整各元素的成分，然后升温至1460～1490℃温度，即可。
所述的先将球化剂放入铁水包内捣实，再将加入总量60-80％的孕育剂(75硅铁)均匀地铺盖在球化剂上，在孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，如球化反应过分激烈，还须用铁屑或铁板压盖。然后冲入铁液，球化反应结束后，再随流冲入剩余的孕育剂。炉前取样浇注三角试块观察结果，后除渣并加上覆盖剂送入场地浇铸。
实施例2：
除配料工序外，其余与实施例1相同。
所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉球铁、硅铁合金(75Si)、含碳量为90％以上、含硫量为0.02％的焦碳沫、碳酸锂、球化剂，其重量比为废钢、回炉球铁、硅铁合金、焦碳沫、碳酸锂，球化剂(8％镁)分别为60：40：0.8：2.5：0.4：1.5。
实施例3：
除配料工序外，其余与实施例1相同。
所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉球铁、硅铁合金(75Si)、含碳量为90％以上、含硫量为小于0.02的焦碳沫、碳酸锂、球化剂，其重量比为废钢、回炉球铁、硅铁合金、焦碳沫、碳酸锂，球化剂(8％镁)分别为70∶30：1：4：0.6：1.8。
实施例2所制的球墨铸铁的化学成分(重量百分含量)：C：3.68，Si：2.77.碳硅当量E：4.61；
机械性能：抗拉强度：578Mpa，延伸率：7.9％；
金相分析：球化等级：2-3级，石墨大小：5-6级。
将实施例所制的球墨铸铁用于90°法兰弯管浇注，法兰弯管的壁厚13.2mm，管孔直径600mm，法兰厚度：25mm，重量为：32KG，浇注好的弯管没有缩孔、缩松、气孔、砂眼、渣眼现象，并且在3.2Mpa水压试验5分钟，无渗漏现象产生。
实施例3所制的灰铸铁的化学成分(重量百分含量)：C：3.70，Si：2.81.碳硅当量E：4.64；
机械性能：抗拉强度：589Mpa，延伸率：8.1％；
金相分析：球化等级：2-3级，石墨大小：5-6级；将实施例3所制的球墨铸铁用于双法兰缩径管浇注，双法兰缩径管的平均壁厚小于20mm，最厚20mm，最薄10.8mm，，浇注好的双法兰缩径管没有缩孔、缩松、气孔、砂眼、渣眼现象，并且在3.2Mpa水压试验5分钟，无渗漏现象产生。

Claims (7)

1、高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，包括以下工序：配料工序、加料工序、熔炼工序、球化处理工序，其特征在于：
所述的配料工序中：所用的炉料包括废钢、回炉灰铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂，其重量比为废钢、回炉铁、硅铁合金、增碳剂、球化剂＝50-70：30-50：0.5～1.0：2～4：1.2-0.8。
2、根据权利要求1所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的硅铁合金为75Si。
3、根据权利要求1所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的增碳剂为含碳百分重量为90％以上焦碳沫，其含硫量小于0.02％。
4、根据权利要求1所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的配料工序中，在炉料中加入除氮剂。
5、根据权利要求4所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的除氮剂为碳酸锂，其与废钢的重量比为50—70：0.2—0.6。
6、根据权利要求1所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的加料工序中，加料次序依次为回炉球铁、增碳剂、硅铁合金、覆盖剂、废钢。
7、根据权利要求1所述的高韧性、高耐蚀球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的熔炼工序为：先以小功率开炉，5—10分钟后将电炉功率升至90％以上，炉料开始熔化，在炉料熔化过中不断添加废钢，所配置的金属炉料全部熔化后，取样进行化学成分分析，根据分析结果进行调整各元素的成分，然后升温至1460～1490℃温度，即可。
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