CN102337448B - 生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 - Google Patents
生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102337448B CN102337448B CN201110342279.8A CN201110342279A CN102337448B CN 102337448 B CN102337448 B CN 102337448B CN 201110342279 A CN201110342279 A CN 201110342279A CN 102337448 B CN102337448 B CN 102337448B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron
- scrap
- performance
- waste
- useless
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明公开了一种生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法，该原料组合物的组分及各组分的重量百分比为：Q10生铁50～60％、废机件15～20％、废钢5～10％、废铁屑20～25％、镍铁0.5～0.8％、废铜0.3～0.6％、废锡0.2～0.3％、球化剂1～1.3％、孕育剂1～1.5％。采用改组合物生产高性能球墨铸铁阀门，配方和工艺简单，容易实现产业化；直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；采用普通废钢、废机件、废铁屑，可成倍降低高性能铸件生产的原材料成本。
Description
技术领域
本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种采用球墨铸铁中适当加入镍、铜、锡元素，铸造高性能阀门铸件原料组合物及其生产方法。
背景技术
高性能阀门对材质要求非常严格。高性能阀门一般用于化工、船舶、石油、排污等比较特殊的环境，要求阀门具有耐腐蚀、耐磨损、耐高压、耐高温等特殊性能。
目前，国内外生产高性能阀门的生产厂家大多采用不锈钢、合金钢为原料来生产、制作阀门。这样生产的阀门价格昂贵，但机械性能一般，有的耐腐蚀，但是不耐磨；有的耐磨，但是耐腐蚀性较差。
国内传统生产工艺与国外类似，如专利申请号为200510041029的专利公开了“一种液碱含镍球铁阀门用材的加工方法”，涉及用于化工行业的合金耐强碱球铁阀门材料的制造方法。其工艺是先将生铁、废钢、回炉料加入I T中频炉内加热，待融化后再加入铁合金、硅、锰、镍，经熔炼后，再进行浇注、造型、热处理。
国内外生产高性能阀门生产工艺存在的缺点是：1.生产成本高，不锈钢的价格约80000元/吨，合金钢的价格约35000元/吨。是球墨铸铁的3～8倍。2.生产的阀门机械性能差，有的耐腐蚀，但是不耐磨；有的耐磨，但是耐腐蚀性较差。3.不是从铸态直接得到其高性能，而是大多采用热处理方式，费用高、存在二次污染。4.使用寿命短，更换频繁。即影响了正常使用，又提高了维修费用。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及采用上述原料组合物生产高性能球墨铸铁阀门的方法。
本发明提供的生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物，该原料组合物的组分及各组分的重量百分比为：Q10生铁50～60％、废机件15～20％、废钢5～10％、废铁屑20～25％、镍铁0.5～0.8％、废铜0.3～0.6％、废锡0.2～0.3％、球化剂1～1.3％、孕育剂1～1.5％。
上述原料组合物中，所述Q10生铁，为磷含量＜0.04％，硫含量＜0.02％，碳含量4％，硅含量＜1.0％的球墨生铁。是用铁矿石经高炉冶炼的产品，国内产量很大，非常普遍。
上述原料组合物中，所述废机件为铸件生产中的铸件浇注系统，如浇道、浇冒口等或因铸造瑕疵报废的铸件。但应注意铸件牌号统一。
上述原料组合物中，所述废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料，如切边、切头等以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料，成分为钢的叫废钢。废钢是在生产生活工程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁；其含碳量一般小于2.0％，硫、磷含量均不大于0.05％。目前世界每年产生的废钢总量为3～4亿吨，价格低于生铁，有效降低铸件生产成本。
上述原料组合物中，所述废铁屑是指相同牌号的铸件在加工切削中，切削下来的废料。属于废物再次利用。先将部分废铁屑装入电炉底部，有效防止生铁、废钢加入时对电炉内衬的冲击。
上述原料组合物中，所述镍铁为在炼钢工业中作为合金元素添加剂，可提高钢的抗弯强度和硬度，在铸铁中可使其结构均匀，密度提高，在此作为铸造合金加入剂。N i可以有效地提高球铁的淬透性，改善耐蚀性。
上述原料组合物中，所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、电缆或废铜管等，能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能，保证其良好的球化效果。
上述原料组合物中，所述废锡为废锡片或废锡制品。能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能。
上述原料组合物中，所述球化剂为稀土镁合金，一般采用牌号3-8(FE2.8％、SI41.8％、Mg8.12％、Ca2.8％)或5-8(FE4.6％、SI42.8％、Mg8.12％、Ca2.7％)。稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用，达到除气精炼、净化熔体的效果。稀土能使石墨球化，稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt％时，加入0.01wt％(残余量)的稀土，可以完全中和干扰，并可抑制变态石墨的产生。我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达0.2～0.3wt％，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt％，故仍可保证石墨球化良好。
上述原料组合物中，所述孕育剂是指硅粒，硅含量75％以上。是一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织，它在孕育处理后有良好的效果。
本发明提供的高性能球墨铸铁阀门的生产方法，采用上述原料组合物进行生产，包括以下步骤：(1)先将备好的废铁屑加入电炉的底部；(2)再将备好的Q10生铁、废机件、废钢加入电炉中，加热至1300℃左右；(3)向铁水中加入镍铁，把铁水继续升温至1600℃左右；(4)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加废铁屑覆盖、压实；(5)将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(6)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(7)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(8)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能铸件。
上述步骤(8)，球化后的铁水所含化学成分的重量百分比为：C3.6-4.0％、Si 2.5-3.0％、M n 0.10-0.4％、P≤0.06％、S≤0.035％、Re0.03-0.05％、Mg0.03-0.06％，得到铸态耐腐蚀、耐磨损、高延伸率的高性能球墨铸铁。
本发明提供的球墨铸铁阀门的生产方法，其有益效果在于：
1、配方和工艺简单，容易实现产业化；
2、直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；
3、采用普通废钢、废机件、废铁屑，可成倍降低高性能铸件生产的原材料成本；
4、铸件中加入镍铁，可以有效地提高球铁的淬透性，改善耐蚀性；
5、铸件中加入适当的废铜、锡，能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能，保证其良好的球化效果；
6、充分利用废铁屑，即进行了废物利用，又无二次污染；先将部分废铁屑装入电炉底部，有效防止生铁、废钢加入时对电炉内衬的冲击。
7、在原来的球墨铸铁的工艺情况下，适当加入其特殊成分，综合成本只有不锈钢的八分之一，但性能优于不锈钢。
具体实施方式
下面结合两个实施例，对本发明提供的生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法，进行详细的说明。
实施例一
本实施例的生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法，根据原料组合物的重量百分百配方称取物料，配方如下：Q10生铁50～60％、废机件15～20％、废钢5～10％、废铁屑20～25％、镍铁0.5～0.8％、废铜0.3～0.6％、废锡0.2～0.3％、球化剂1～1.3％、孕育剂1～1.5％。
根据0.5吨中频炉规格，首先称取Q10生铁250公斤，废钢约50公斤，废机件约100公斤，称废铁屑100公斤，镍铁1公斤，废铜1.5公斤，废锡1公斤，3-8稀土镁合金5.5公斤，75硅粒7公斤；先将95公斤废铁屑加入电炉底部，可以有效防止生铁、废钢加入时对电炉内衬的冲击，在陆续加入生铁、废机件、废钢进行熔炼，加热至1300℃左右；向铁水中加入镍铁，其熔点为1455℃；将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；把铁水继续升温至1600℃左右；将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加废铁屑5公斤覆盖、压实；将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣，再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温，将铁水运至浇注现场进行浇注。
实施例二
本实施例的生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法，根据原料组合物的重量百分百配方称取物料，配方如下：Q10生铁50～60％、废机件15～20％、废钢5～10％、废铁屑20～25％、镍铁0.5～0.8％、废铜0.3～0.6％、废锡0.2～0.3％、球化剂1～1.3％、孕育剂1～1.5％。
根据0.5吨中频炉规格，首先称取Q10生铁300公斤，废钢约40公斤，废机件约80公斤，称废铁屑80公斤，镍铁1公斤，废铜1.5公斤，废锡1公斤，5-8稀土镁合金5公斤，75硅粒7公斤；先将75公斤废铁屑加入电炉底部，可以有效防止生铁、废钢加入时对电炉内衬的冲击；在陆续加入生铁、废机件、废钢进行熔炼，加热至1300℃左右；向铁水中加入镍铁，其熔点为1455℃；将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；把铁水继续升温至1600℃左右；将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加废铁屑覆盖、压实；将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣，再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温，将铁水运至浇注现场进行浇注。
Claims (2)
1.一种生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物，其特征在于：该原料组合物的组分及各组分的重量百分比为：Q10生铁50～60％、废机件15～20％、废钢5～10％、废铁屑20～25％、镍铁0.5～0.8％、废铜0.3～0.6％、废锡0.2～0.3％、球化剂1～1.3％、孕育剂1～1.5％，上述组分的重量百分比之和为100％；所述Q10生铁，为磷含量＜0.04％，硫含量＜0.02％，碳含量4％，硅含量＜1.0％的球墨生铁；所述废机件为铸件生产中的铸件浇注系统，所述铸件浇注系统为铸件牌号统一的浇道、浇冒口、因铸造瑕疵报废的铸件中的任意一种；所述废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料，其含碳量小于2.0％，硫、磷含量均不大于0.05％；所述废铁屑是指相同牌号的铸件在加工切削中，切削下来的废料；所述球化剂为稀土镁合金，采用牌号3-8或5-8的稀土镁合金，牌号3-8的稀土镁合金组分包括Fe2.8％、Si41.8％、Mg8.12％、Ca2.8％，牌号5-8的稀土镁合金组分包括Fe4.6％、Si42.8％、Mg8.12％、Ca2.7％；所述孕育剂是指硅粒，硅含量75％以上。
2.一种采用权利要求1所述的原料组合物生产高性能球墨铸铁阀门的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)先将备好的废铁屑加入电炉的底部；(2)再将备好的Q10生铁、废机件、废钢加入电炉中，加热至1300℃；(3)向铁水中加入镍铁，把铁水继续升温至1600℃；(4)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加废铁屑覆盖、压实；(5)将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(6)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(7)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(8)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能铸件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110342279.8A CN102337448B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110342279.8A CN102337448B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102337448A CN102337448A (zh) | 2012-02-01 |
| CN102337448B true CN102337448B (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=45513395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110342279.8A Expired - Fee Related CN102337448B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102337448B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102744378A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-24 | 安徽省繁昌县皖南阀门铸造有限公司 | 一种蝶阀阀芯的铸造方法 |
| CN102936680A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-02-20 | 青岛和德隆机械有限公司 | 高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法 |
| CN102965566A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-03-13 | 青岛和德隆机械有限公司 | 船用刀闸阀球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法 |
| CN102925787A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-02-13 | 青岛和德隆机械有限公司 | 中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法 |
| CN102996865B (zh) * | 2012-09-29 | 2015-06-17 | 铜陵国方水暖科技有限责任公司 | 一种球形止回阀阀体的铸造方法 |
| CN102994718B (zh) * | 2012-09-29 | 2015-01-28 | 铜陵国方水暖科技有限责任公司 | 一种闸阀阀瓣的铸造成型制备方法 |
| CN102888552A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-01-23 | 青岛和德隆机械有限公司 | 平板式精密阀门铸件的原料组合物及其生产方法 |
| CN102912063B (zh) * | 2012-11-05 | 2016-02-24 | 青岛和德隆机械有限公司 | 高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法 |
| CN103060666A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-04-24 | 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 | 一种球形止回阀合金阀体的铸造方法 |
| CN103060665A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-04-24 | 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 | 一种铸造制旋塞阀阀杆的方法 |
| CN105154610A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-12-16 | 山西清慧机械制造有限公司 | 一种球墨铸铁生产中对原铁水球化处理的方法 |
| CN106638844A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-05-10 | 合肥海宝节能科技有限公司 | 节水便器排污阀门的铸造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101280384A (zh) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 周裕香 | 液碱含镍球铁阀门材料 |
| CN101363098A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-02-11 | 金仕善 | 一种低镍高锰高铬奥氏体球墨铸铁及其工艺方法 |
| CN101748325A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-06-23 | 山东省汇丰机械集团总公司章丘市铸造厂 | 一种高强度耐磨球铁卷筒及其制造方法 |
-
2011
- 2011-10-25 CN CN201110342279.8A patent/CN102337448B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101280384A (zh) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 周裕香 | 液碱含镍球铁阀门材料 |
| CN101363098A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-02-11 | 金仕善 | 一种低镍高锰高铬奥氏体球墨铸铁及其工艺方法 |
| CN101748325A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-06-23 | 山东省汇丰机械集团总公司章丘市铸造厂 | 一种高强度耐磨球铁卷筒及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102337448A (zh) | 2012-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102337448B (zh) | 生产高性能球墨铸铁阀门的原料组合物及其生产方法 | |
| CN103014550B (zh) | 高铬多元合金耐磨球及其制造方法 | |
| CN103320680B (zh) | 一种球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN102965567B (zh) | 铸态厚大断面珠光体球墨铸铁及其铸造方法 | |
| CN103194660B (zh) | 一种低温铁素体球墨铸铁材料的制造方法 | |
| CN103215488B (zh) | 利用球墨铸铁整体铸造大型v型柴油机机体的方法 | |
| CN102965566A (zh) | 船用刀闸阀球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法 | |
| CN101956140B (zh) | 一种大型球磨机用衬板及其铸造方法 | |
| CN102936680A (zh) | 高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法 | |
| CN102851575A (zh) | 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法 | |
| CN104060157B (zh) | 一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法 | |
| CN103993218B (zh) | 大型磨机高铬铸铁沟槽衬板及其制备方法 | |
| CN103834852A (zh) | 一种锡铌复合合金化灰铸铁及其生产工艺 | |
| CN102828103B (zh) | 合金灰铸铁玻璃模具及其制备方法 | |
| CN106367664A (zh) | 一种用于热带轧机的铸铁材质夹送辊及其制造方法 | |
| CN103014480B (zh) | 多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法 | |
| CN102517516A (zh) | 一种复合微合金化高冲击功铸钢及其制造方法 | |
| CN103820704A (zh) | 汽车涡轮壳体用的高镍奥氏体球铁材质及其制备方法 | |
| CN102260819A (zh) | 一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料 | |
| CN102400032B (zh) | 一种大断面球墨铸铁 | |
| CN103589965B (zh) | 一种低合金高强度铸钢及其制备方法 | |
| CN102912063B (zh) | 高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法 | |
| CN103146984B (zh) | 一种高强度灰铸铁用孕育剂及其制备方法 | |
| CN102888552A (zh) | 平板式精密阀门铸件的原料组合物及其生产方法 | |
| CN104313478B (zh) | 一种含富硼渣耐磨铸钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 266721 Tianzhuang Town, Pingdu City, Qingdao, Shandong Patentee after: Qingdao Changrun New Materials Co.,Ltd. Address before: 266721 Tianzhuang Industrial Park, Pingdu City, Shandong Province Patentee before: QINGDAO HEDELONG MACHINERY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130626 Termination date: 20211025 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |