CN103409594B - 一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法 - Google Patents

一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法。主要解决现有阀门铸件在铸造过程中存在内在质量、表观质量问题。该铸造方法选用常规的中频炉熔炼钢水方法，再进行炉前2次精炼方法，包内最终精炼方法，该方法具有精炼速度快、时间短、成本低无污染等优点。选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，这种方法可直接提高钢水的纯净度，减少非金属夹渣物和气体的含量，消除了外来物进入钢水，且采用了复合型壳熔模铸造方法该方法，保证了铸件表观的光洁度和尺寸精度要求。

Description

一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法
技术领域
本发明涉及一种铸造废弃物处理装置，尤其是指一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法。
背景技术                     
我公司生产用于开采石油和天燃汽的抗硫化氢介质特种钢阀门，该阀门要求含很低的硫、磷而又对阀门铸件的性能及化学成份要求比较严格，对阀门铸件内部夹杂物、含气量及偏析要求达到ASTM E45-1997标准中2.5级，对铸件的表观质量按MSS SP-55标准中的B级要求，每个阀门的部件要全部做射线探伤。
现有的6英寸以下的小口径阀门，由于阀门口径比较小、重量轻、则钢水不能采用大型精炼炉来精炼，非精炼生产方法给阀门的生产带来了许多困难，为此我们做了大量的研究和试验工作，解决了阀门铸件内在质量、表观质量问题。最终我们采用了中频炉2次精炼和最终钢包中精炼的方法和采用了复合型壳熔模铸造方法解决表观质量问题，用该方法生产出的小口径阀门铸件经有关部门检测夹渣物ASTM E45-1997标准达到1.5级。表面达到尺寸精度CT5级以上，光洁度达到0.8ūm。
发明内容
为了克服背景技术的缺点与不足之处，本发明提供一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法及处理方法, 解决现有阀门铸件在铸造过程中存在内在质量、表观质量问题。
本发明的技术方案是：一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法，采用中频炉熔炼钢水：选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，精炼过程如下：
（1）第一次精炼过程：当钢水温度达到1500℃以上时开始精炼，钢水精炼的精炼剂是一种复合精炼剂，它的主要成份是CaO2和Al 2O3，在高温下它可以和钢水中的Si、Mn、Cr碳化物发生反应清除钢水中部分夹渣物，还可以和钢水中的氧和氢形成还原反应，去除钢水中部分氧和氢，将精炼剂分3次加入炉中，进行搅拌，扒渣，3次精炼剂的加入的总量是钢水量的1.2/100；
（2）第二次精炼过程：当炉温升到1600℃时方可进行第二次精炼，将专用精炼剂分3次放入钢水中放入精炼剂后要对钢水进行搅拌，精炼剂的总用量是钢水量的1/100，3次精炼放入精炼剂总量的80%，余者20%放入钢水包中，在包中做最后精炼，在包中精炼时出炉温度要比正常的出炉温度高30-50℃，钢水进入到包中要放置2-3分钟，打净钢水表面的渣后方能浇注。
所述的纯金属合金料包括Si、Mn、Cr、Mo。
还包括将所述精炼得到的钢水浇注至采用如下方法制造得到的熔模铸造复合型壳内：
（1）复合型壳的表面1层或2层采用了硅溶胶制壳工艺，具体步骤如下：浆料的配制，选300目以上的白刚玉粉和硅溶胶混合制成浆料；挂壳：将组树的蜡件进入沾浆桶沾浆，沾浆后放置5-6分钟才能挂砂，挂砂采用交替挂砂方法，第一次挂砂后要放在氯化铝硬化剂中进行硬化最少2h方能进行第二次沾浆、挂砂；(2) 第二次沾浆、挂砂：选200目以上的石英粉混制浆料，粘结剂水玻璃,使用氯化镁硬化剂硬化；如此，重复上述第二次沾浆、挂砂，直至挂壳层数6层，控制干燥时间：5h—7h，干燥温度：（25±5）℃；
（3）干燥脱蜡：2-6层挂背砂壳型挂完后要放置干燥区放置24小时，进入脱蜡机脱蜡，脱蜡机选用电热式脱蜡机；
（4）脱蜡完毕的壳型直接进入隧道式烧壳窑，烧结温度是850-900℃，保温1-2小时；
（5）高温浇注：把精炼得到钢水浇注到复合型壳，浇注时壳型温度在500-600℃。
本发明具有如下有益效果：1.选用常规的中频炉熔炼钢水方法，再进行炉前2次精炼方法，包内最终精炼方法，该方法具有精炼速度快、时间短、成本低无污染等优点。2. 选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，这种方法可直接提高钢水的纯净度，减少非金属夹渣物和气体的含量，消除了外来物进入钢水。
具体实施方式
下面针对本发明的实施例作进一步说明：
一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法，采用中频炉熔炼钢水：选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，该纯金属合金料包括Si、Mn、Cr、Mo，精炼过程如下：
（1）第一次精炼过程：当钢水温度达到1500℃以上时开始精炼，钢水精炼的精炼剂是一种复合精炼剂，它的主要成份是CaO2和Al 2O3，在高温下它可以和钢水中的Si、Mn、Cr碳化物发生反应清除钢水中部分夹渣物，还可以和钢水中的氧和氢形成还原反应，去除钢水中部分氧和氢，将精炼剂分3次加入炉中，进行搅拌，扒渣，3次精炼剂的加入的总量是钢水量的1.2/100；
（2）第二次精炼过程：当炉温升到1600℃时方可进行第二次精炼，将专用精炼剂分3次放入钢水中放入精炼剂后要对钢水进行搅拌，精炼剂的总用量是钢水量的1/100，3次精炼放入精炼剂总量的80%，余者20%放入钢水包中，在包中做最后精炼，在包中精炼时出炉温度要比正常的出炉温度高30-50℃，钢水进入到包中要放置2-3分钟，打净钢水表面的渣后方能浇注。
还包括将所述精炼得到的钢水浇注至采用如下方法制造得到的熔模铸造复合型壳内：1.选用常规的中频炉熔炼钢水方法，再进行炉前2次精炼方法，包内最终精炼方法，该方法具有精炼速度快、时间短、成本低无污染等优点。2. 选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，这种方法可直接提高钢水的纯净度，减少非金属夹渣物和气体的含量，消除了外来物进入钢水。1. 生产用于天燃气油田的硫化氢介质特种低硫、磷钢小口径阀门，对于小口径的，批量又不大的阀门铸件，无法采用精炼炉完成精炼过程的情况下，采用了中频炉熔炼钢水：选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再进行炉前2次精炼方法和包内一次精炼的方法，消除了铸件内部的夹杂物达到了ASTM E45-1997标准1.5级高质量的阀门铸件。
（1）复合型壳的表面1层或2层采用了硅溶胶制壳工艺，具体步骤如下：浆料的配制，选300目以上的白刚玉粉和硅溶胶混合制成浆料；挂壳：将组树的蜡件进入沾浆桶沾浆，沾浆后放置5-6分钟才能挂砂，挂砂采用交替挂砂方法，第一次挂砂后要放在氯化铝硬化剂中进行硬化最少2h方能进行第二次沾浆、挂砂；(2) 第二次沾浆、挂砂：选200目以上的石英粉混制浆料，粘结剂水玻璃,使用氯化镁硬化剂硬化；如此，重复上述第二次沾浆、挂砂，直至挂壳层数6层，控制干燥时间：5h—7h，干燥温度：（25±5）℃。该方法主要是固化时间短，壳型强度高，无气味，排放废水无污染，是非常环保的生产方法；
（3）干燥脱蜡：2-6层挂背砂壳型挂完后要放置干燥区放置24小时，进入脱蜡机脱蜡，脱蜡机选用电热式脱蜡机；
（4）脱蜡完毕的壳型直接进入隧道式烧壳窑，烧结温度是850-900℃，保温1-2小时；
（5）高温浇注：把精炼得到钢水浇注到复合型壳，浇注时壳型温度在500-600℃。采用了复合型壳熔模铸造方法该方法，保证了铸件表观的光洁度和尺寸精度要求，对于表观质量控制采用了复合型壳熔模铸造方法，又调整了表面层，砂用300目的白刚玉粉代替了锆英粉，选用了氯化铝硬化剂和氯化镁硬化剂交替硬化方法；生产方法不只用于生产阀门还可以应用于各种小型铸件，尤其是高端的要求高性能耐高温的铸件都可以用于此种方法，可应用在石油化工、核电、军事工业，高铁、汽车及航天和航空等领域。

Claims (3)

1.一种抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法，采用中频炉熔炼钢水：选用精炼炉炼出的钢锭做为主料，再使用纯金属合金料做配料，精炼过程如下：
（1）第一次精炼过程：当钢水温度达到1500℃以上时开始精炼，钢水精炼的精炼剂是一种复合精炼剂，它的主要成份是CaO2和Al 2O3，在高温下它可以和钢水中的Si、Mn、Cr碳化物发生反应清除钢水中部分夹渣物，还可以和钢水中的氧和氢形成还原反应，去除钢水中部分氧和氢，将精炼剂分3次加入炉中，进行搅拌，扒渣，3次精炼剂加入的总量是钢水量的1.2/100；
（2）第二次精炼过程：当炉温升到1600℃时方可进行第二次精炼，将专用精炼剂分3次放入钢水中放入精炼剂后要对钢水进行搅拌，精炼剂的总用量是钢水量的1/100，3次精炼放入精炼剂为总量的80%，余者20%放入钢水包中，在包中做最后精炼，在包中精炼时出炉温度要比正常的出炉温度高30-50℃，钢水进入到包中放置2-3分钟，打净钢水表面的渣后方能浇注。
2.根据权利要求1所述的抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法，其特征在于所述的纯金属合金料包括Si、Mn、Cr、Mo。
3.根据权利要求1或2所述的抗硫化氢介质特种钢小口径阀门铸造方法，其特征在于：还包括将所述精炼得到的钢水浇注至采用如下方法制造得到的熔模铸造复合型壳内：
（1）复合型壳的表面1层或2层采用了硅溶胶制壳工艺，具体步骤如下：浆料的配制，选300目以上的白刚玉粉和硅溶胶混合制成浆料；挂壳：将组树的蜡件进入沾浆桶沾浆，沾浆后放置5-6分钟才能挂砂，挂砂采用交替挂砂方法，第一次挂砂后要放在氯化铝硬化剂中进行硬化最少2h方能进行第二次沾浆、挂砂；(2) 第二次沾浆、挂砂：选200目以上的石英粉混制浆料，粘结剂水玻璃,使用氯化镁硬化剂硬化；如此，重复上述第二次沾浆、挂砂，直至挂壳层数6层，控制干燥时间：5h—7h，干燥温度：（25±5）℃；
（3）干燥脱蜡：2-6层挂背砂壳型挂完后要放置干燥区放置24小时，进入脱蜡机脱蜡，脱蜡机选用电热式脱蜡机；
（4）脱蜡完毕的壳型直接进入隧道式烧壳窑，烧结温度是850-900℃，保温1-2小时；
（5）高温浇注：把精炼得到钢水浇注到复合型壳，浇注时壳型温度在500-600℃。
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