CN102912063A - 高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法，原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁90份、废钢10份、硅铁15～17份、废铜2～3份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。高硅铸铁液碱阀门铸件采用浇铸方法铸造，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，真正属于高性能耐腐蚀铸铁；采用普通废钢、废铜提高铸件性能，可成倍降低高性能耐腐蚀铸件生产的原材料成本；配方中加入硅铁，可以有效地促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，提高铸件性能。
Description
技术领域
本发明属于耐腐蚀性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硅、钢、铜元素，铸造高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法。
背景技术
液碱作为重要的化工基础原料，在化学工业、纺织印染工业、冶炼工业及仪器工业等众多工业领域都有广泛应用，但是液碱同时又属于一级无机碱性腐蚀物品，危规编号：82001，具有极强的腐蚀性，所以用于液碱的密闭容器及其它运装装置都必须具备高耐腐蚀性能。
液碱用阀门承载液碱流体研磨的磨损负荷，更需具备耐腐蚀性能。目前，我国用于耐腐蚀球铁阀门的材料，由于采用传统的合金配方和加工工艺，制造出的阀门使用寿命短，长期置于碱性介质环境中，性能稳定性较差，存在安全隐患，且阀门更换频繁，为实际生产带来不便，也增加了使用成本。
也有一些企业为加强液碱阀门的耐腐性，采用特殊合金制造阀门，得到良好的效果，但是，这些特殊金属的生产工艺要求较高，材料价格也较为昂贵，生产及使用的经济适用性差。如专利申请号为200510041029.5的专利公开了“一种液碱含镍球铁阀门用材的加工方法”，这种用材的加工方法加入镍铁，使合金结构均匀，提高组织密度和耐腐蚀性，达到使用要求。但是我国的镍铁资源较少，我国生产镍铁所用的红土镍矿主要依赖进口，目前镍市定价权不在中国，国内现货镍价格基本跟随LME镍波动，而且，镍铁的提炼工艺也很复杂，生产成本高，价格昂贵。
发明内容
为了克服现有液碱用阀门铸造技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法，提高液碱阀门的耐腐蚀性能，延长寿命，减少维修费用，降低生产成本。
本发明提供的高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法， 原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁90份、废钢10份、硅铁15～17份、废铜2～3份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。
上述组分中，所述Q10生铁，为磷含量≤0.05%，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。
上述组分中，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≤2.0%，硫、磷含量均≤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。
上述组分中，所述硅铁是指75#硅铁，硅含量75%以上，可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况。
上述组分中，所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、电缆或废铜管等，改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，并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。
上述组分中，所述球化剂为稀土镁合金，一般采用的牌号为3-8，主要化学元素含量为：RE2.8%、Si41.8%、Mg8.12%、Ca2.8%。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，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。
上述组分中，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。
本发明提供的高硅铸铁液碱阀门铸件的生产方法，采用上述原料组合物进行生产，包括以下步骤：（1）将备好的Q10生铁和废钢加入电炉中，加热至1300～1370℃；（2）再加入称量好的硅铁，把铁水继续升温至1570～1600℃；（3）将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖、压实；（4）将废铜加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；（5）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；（6）再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；（7）将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高硅耐腐蚀铸件。
本发明提供的高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法，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，真正属于高性能耐腐蚀铸铁；
3、采用普通废钢、废铜提高铸件性能，可成倍降低高性能耐腐蚀铸件生产的原材料成本；
4、铸件中加入硅铁，可以有效地促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况；
5、铸件中加入适当的废铜，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。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明提供的高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法，进行详细的说明。
实施例
本实施例的高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物及其生产方法，根据原料组合物的重量份配方称取物料，配方如下：Q10生铁90份、废钢10份、硅铁15～17份、废铜2～3份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。
根据0.5吨中频炉规格，首先称取Q10生铁370公斤，废钢42公斤，硅铁62公斤，废铜12公斤， 3-8稀土镁合金6公斤，硅粒5公斤；然后将备好的Q10生铁370公斤和废钢42公斤加入电炉中，加热至1300～1370℃；再加入称量好的硅铁62公斤，把铁水继续升温至1570～1600℃；将球化剂6公斤加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂5公斤，并加压铁覆盖、压实；将废铜12公斤加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；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，得到高硅耐腐蚀铸件。
Claims (2)
1.一种生产高硅铸铁液碱阀门铸件的原料组合物，其特征在于：该原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁90份、废钢10份、硅铁15～17份、废铜2～3份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份；所述Q10生铁，为磷含量≤0.05%，硫含量≤0.02%，碳含量4%，硅含量≤1.0%的球墨生铁；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≤2.0%，硫、磷含量均≤0.05%；所述硅铁，为75#硅铁，硅含量≥75%；所述废铜为废紫铜；所述球化剂为稀土镁合金，牌号3-8，主要化学元素含量为：RE2.8%、Si41.8%、Mg8.12%、Ca2.8%；所述孕育剂是指硅粒，硅含量≥75%。
2.一种采用权利要求1所述原料组合物，生产高硅铸铁液碱阀门铸件的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将备好的Q10生铁和废钢加入电炉中，加热至1300～1370℃；（2）再加入称量好的硅铁，把铁水继续升温至1570～1600℃；（3）将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖、压实；（4）将废铜加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；（5）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；（6）再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；（7）将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高硅耐腐蚀铸件。
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