CN104195410A - 一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金领域，具体涉及一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法。熔炼具体步骤为：清炉、熔炼、升温、保温和浇铸。克服现有技术在熔化过程中难以实施氧化期和还原期的冶金过程，无法造冶炼所需的氧化渣和还原渣，同时难以获得较高纯净铁水的缺陷。本发明具有铁水质量要高、熔化速度要快、熔炼耗费要少、熔化炉炉衬寿命长、操作简便，环境友好等优点。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法。
背景技术
熔炼是生产抗磨铸铁件的首要环节,也是决定抗磨铸铁件冶金质量的关键生产工艺之一。它的基本任务是提供成分、温度以及冶金各项质量指标等符合抗磨铸铁件质量要求的优质铁水。
中频感应炉熔炼采用批料熔化法，即每炉都将金属液倒净，然后重新向炉内加满料，在不带剩余金属液的情况下开始熔化作业。采用合理的电源与电炉的装置配比方案，可以充分利用电源装置的输出功率，最大限度地提高电炉装置的功率利用系数，这样才能保证铁水质量要求。
值得指出的是无论是工频感应电炉，还是中频感应电炉，在熔化过程中难以实施氧化期和还原期的冶金过程，无法造冶炼所需的氧化渣和还原渣，且渣的温度较钢液低的很多，无法与钢液进行必要的相关冶金反应，只是个熔化过程而已，因此难以获得较高纯净铁水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷提供一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，克服现有技术在熔化过程中难以实施氧化期和还原期的冶金过程，无法造冶炼所需的氧化渣和还原渣，同时难以获得较高纯净铁水的缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案：
一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述熔炼具体步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1340℃～1410℃，控制氧化铁的含量在≦0.5wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至1520～1550℃后，感应电炉调至保温状态，铁水静置10～15分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的≦30ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1380～1410℃，浇铸时间为1～2min。
优先的，所述高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.4～2.8wt％，Si0.88～1.2wt％，Mn0.8～1.3wt％,P≦0.10wt％，S≦0.06wt％，Cr11～13.0wt％，Mo0.3～0.5wt％，Cu0.6～1.0wt％，余量为Fe。
优先的，所述高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.5～2.7wt％，Si0.89～1.0wt％，Mn0.7～1.2wt％,P≦0.08wt％，S≦0.05wt％，Cr11.5～12.5wt％，Mo0.35～0.45wt％，Cu0.7～0.8wt％，余量为Fe。
优先的，所述步骤4中铝的残余含量应在≦0.04wt％。
优先的，所述所述同一铸件不同炉次的主要成分波动范围小于±0.1wt％。
优先的，所述同一铸件不同炉次的S≦±0.005wt％，P≦±0.005wt％。
优先的，所述同一铸件不同炉次的必需微量元素Mg≦±0.005wt％，RE≦±0.005wt％，Ti≦±0.005wt％，B≦±0.005wt％。
有益技术效果：(1)铁水质量高。化学成分符合磨料磨损特特点，同一铸件不同炉次的成分波动范围小，铁水纯净，各类非金属夹杂物与有害气体含量少，尤其是氧和氢含量≦30ppm；同一铸件不同炉次的出炉温度波动范围小。
(2)熔化速度快。在确保铁水质量的前提下,充分发挥熔炼设备生产能力的关键在于提高熔化速度。对于容量一定的电炉,缩短每炉的熔化时间，减少高温铁水与炉衬、大气接触时间，避免了各类元素烧损和夹杂物 的形成，降低电耗。
(3)熔炼耗费少。降低与铸铁熔炼有关的电力、燃料、耐火材料、熔剂以及其他辅助材料的耗费，减少了熔练过程中铁及合金元素的烧损。
(4)操作简便，环境友好。熔炼设备结构简单,操作简便,安全可靠耐久,机械化和自动化程度，周围环境的无污染，噪声≦80Db，烟尘及生产粉尘≦80mg/m3。
(5)加热升温至1340℃～1410℃时即满足熔炼要求。
具体实施方
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1340℃，控制氧化铁的含量在0.5wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至1520后，感应电炉调至保温状态，铁水静置10分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的30ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1380，浇铸时间为1min。
高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.4wt％，Si0.88wt％，Mn0.8wt％,P0.10wt％，S0.06wt％，Cr11wt％，Mo0.3wt％，Cu0.6wt％，余量为Fe。
步骤4中铝的残余含量为0.04wt％。
同一铸件不同炉次的主要成分波动范围为±0.1wt％，S为±0.005wt％， P为±0.005wt％，Mg为±0.005wt％，RE为±0.005wt％，Ti为±0.005wt％，B为±0.005wt％。
实施例2
一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1350℃，控制氧化铁的含量在0.4wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至1530后，感应电炉调至保温状态，铁水静置12分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的20ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1380，浇铸时间为1.5min。
高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.5wt％，Si0.89wt％，Mn0.9wt％,P0.11wt％，S0.07wt％，Cr11.5wt％，Mo0.4wt％，Cu0.7wt％，余量为Fe。
步骤4中铝的残余含量为0.03wt％。
同一铸件不同炉次的主要成分波动范围为±0.01wt％，S为±0.004wt％，P为±0.004wt％，Mg为±0.004wt％，RE为±0.004wt％，Ti为±0.004wt％，B为±0.004wt％。
实施例3
一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1360℃，控制氧化铁的含量在0.3wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至1520后，感应电炉调至保温状态，铁水静置12分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的25ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1380，浇铸时间为1.8min。
高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.6wt％，Si0.90wt％，Mn0.10wt％,P0.09wt％，S0.04wt％，Cr12.3wt％，Mo0.4wt％，Cu0.68wt％，余量为Fe。
步骤4中铝的残余含量为0.02wt％。
同一铸件不同炉次的主要成分波动范围为±0.08wt％，S为±0.003wt％，P为±0.003wt％，Mg为±0.003wt％，RE为±0.003wt％，Ti为±0.003wt％，B为±0.003wt％。
实施例4
一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法熔炼具体步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1410℃，控制氧化铁的含量在0.1wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至11550℃后，感应电炉调至保温状态，铁水静置15分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的10ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1410℃，浇铸时间为2min。
高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.8wt％，Si1.2wt％，Mn1.3wt％,P0.050wt％，S0.02wt％，Cr13.0wt％，Mo0.5wt％，Cu1.0wt％，余量为Fe。
步骤4中铝的残余含量0.01wt％。
所述同一铸件不同炉次的主要成分波动范围小于±0.07wt％，S±0.001wt％，P±0.00wt％。Mg±0.001wt％，RE±0.001wt％，Ti±0.001wt％，B≦±0.001wt％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述熔炼具体步骤为：
(1)清炉：开始熔化作业前，将炉内金属液清理干净；
(2)熔炼：将废钢、75wt％硅铁、65wt％锰铁、60wt％铬铁、60wt％钼铁、电解铜一同加入中频感应电炉中熔炼；
(3)升温：将步骤2加热升温至1340℃～1410℃，控制氧化铁的含量在≦0.5wt％；
(4)保温：将步骤3中的铁水加热升温至1520～1550℃后，感应电炉调至保温状态，铁水静置10～15分钟形成原铁水,用气体分析仪控制氧和氢总含量的≦30ppm；
(5)浇铸：将步骤4中铁水浇入铸型腔，设定浇铸温度为1380～1410℃，浇铸时间为1～2min。
2.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.4～2.8wt％，Si0.88～1.2wt％，Mn0.8～1.3wt％,P≦0.10wt％，S≦0.06wt％，Cr11～13.0wt％，Mo0.3～0.5wt％，Cu0.6～1.0wt％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述高铬抗磨铸铁中各组成成分的质量分数分别为C2.5～2.7wt％，Si0.89～1.0wt％，Mn0.7～1.2wt％,P≦0.08wt％，S≦0.05wt％，Cr11.5～12.5wt％，Mo0.35～0.45wt％，Cu0.7～0.8wt％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述步骤4中铝的残余含量应在≦0.04wt％。
5.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述所述同一铸件不同炉次的主要成分波动范围小于±0.1wt％。
6.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述同一铸件不同炉次的S≦±0.005wt％，P≦±0.005wt％。
7.根据权利要求1所述的一种高铬抗磨铸铁节能熔炼的方法，其特征在于：所述同一铸件不同炉次的必需微量元素Mg≦±0.005wt％，RE≦±0.005wt％，Ti≦±0.005wt％，B≦±0.005wt％。
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