CN104624986A - 一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，采用如下步骤：平底塞杆式底注钢水包塞杆的安装与检查、球化剂、孕育剂、覆盖剂的填放、钢包的烘烤、球化控制、五：浇注。本发明的平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法，代替的一般摇包球化后扒渣浇注时铁水上表面渣无法彻底去除易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂的不足之处。

Description

一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法
技术领域
本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种球墨铸铁炉前球化、孕育处理的工艺。
背景技术
球化处理方法主要指球化剂的加入方法。球化处理方法不同，球化剂被铁液吸收率不同，球化效果就大不一样。目前常用的球化处理方法主要有冲入法、自建压力加镁法、转包法、盖包法、型内法、钟罩法、密封流动法以及型上法等。
现有的球化处理方法中最常用的为冲入法，将球化剂破碎成小块，放入处理包底部一侧，或在处理包底部设置堤坝或凹坑，将球化剂放在堤坝内侧或凹坑内，然后在球化剂上面覆盖孕育剂、无锈铁屑、或草灰、苏打、珍珠岩集渣剂等，然后冲入1/2～2/3铁液，待铁液沸腾结束时，再冲入其余铁液。处理完毕后加集渣剂彻底扒渣。冲入法要求处理包的深度与内径之比在1.5～1.8之间，处理包要预热到600～800℃，铁液温度应高于1400℃。冲入法的优点是设备简单，操作简单。缺点是镁的吸收率低，一般只有30～40%，而且烟尘闪光较严重。目前这种方法广泛应用于各种温度和含硫量的各种生产规模的球墨铸铁件生产，这种冲入法处理的铁水一般采用摇包无法彻底去除浮渣易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂，易产生球化衰退。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产制造工艺简单、质量稳定可靠、操作简便、劳动强度低、力学性能及铸造性能优良的低成本球化处理工艺及球化处理装置，从而提供一种简便易行减少铸件夹渣和冷隔缺陷的平底塞杆式底注钢水包球化处理工艺方法。
一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，采用如下步骤：
步骤一：平底塞杆式底注钢水包塞杆的安装与检查：
首先在未安装塞杆前用油将钢水包烘红，再安装陶塞杆，特别对陶塞杆塞头在安装前反复与水口进行研磨，避免出现缝隙漏液；
步骤二：球化剂、孕育剂、覆盖剂的填放：
在经过烘烤的钢包中先竖立放置厚度3～5mm的硅钢片与钢包壁围成球化反应室，高度以放入量为球化剂1.4-1.7%、孕育剂1.0%、覆盖剂量根据球化反应室面积进行适量增减使覆盖层厚度在5～10mm范围内，在硅钢片与钢包壁之间依次放入量为球化剂1.7%、孕育剂0.3%、5～10mm厚度的覆盖剂，舂紧，上面再覆盖随形3～5mm的硅钢片；球化反应室应距离出铁时直接冲刷部位大于100mm，以免铁液直接冲刷烧损过大造成球化不良；
步骤三：钢包的烘烤：
因铁液的穿透力强，为避免陶塞杆烘烤时间过长导致耐火材料产生裂纹，钢水包烘烤时间为30分钟以下；
步骤四：球化控制：
为保证球化效果，球化出铁温度应≥1470℃，待球化反应结束后直接在出钢槽上冲入硅铁进行二次孕育，球化孕育后可直接进行浇注；
步骤五：浇注：
球化孕育后的铁液，通过控制陶塞杆行程实现浇注的流速控制，此时渣完全浮于铁液上表面，可避免渣进入型腔。
本发明的平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法，代替的一般摇包球化后扒渣浇注时铁水上表面渣无法彻底去除易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂的不足之处，提供一种高效、简便的球化工艺方法，其特征在于改变球化包的型式、无须球化后扒渣，直接可以浇注铸件，无须挡渣等操作，铸造出几何尺寸、壁厚差异大、尺寸精度高、承受高压的铸件。本发明球墨铸铁平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法与现有技术相比，球化孕育处理后的铁水可直接浇注无须挡渣或翻包，球化等级1～3级。
采用上述技术方案的有益效果是：
本发明的平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法，代替的一般摇包球化后扒渣浇注时铁水上表面渣无法彻底去除易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂的不足之处，提供一种高效、简便的球化工艺方法，其特征在于改变球化包的型式、无须球化后扒渣，直接可以浇注铸件，无须挡渣等操作，铸造出几何尺寸、壁厚差异大、尺寸精度高、承受高压的铸件。本发明球墨铸铁平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法与现有技术相比，球化孕育处理后的铁水可直接浇注无须挡渣或翻包，球化等级1～3级。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明：
一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，采用如下步骤：
步骤一：平底塞杆式底注钢水包塞杆的安装与检查：
首先在未安装塞杆前用油将钢水包烘红，再安装陶塞杆，特别对陶塞杆塞头在安装前反复与水口进行研磨，避免出现缝隙漏液；
步骤二：球化剂、孕育剂、覆盖剂的填放：
在经过烘烤的钢包中先竖立放置厚度3～5mm的硅钢片与钢包壁围成球化反应室，高度以放入量为球化剂1.4-1.7%、孕育剂1.0%、覆盖剂量根据球化反应室面积进行适量增减使覆盖层厚度在5～10mm范围内，在硅钢片与钢包壁之间依次放入量为球化剂1.7%、孕育剂0.3%、5～10mm厚度的覆盖剂，舂紧，上面再覆盖随形3～5mm的硅钢片；球化反应室应距离出铁时直接冲刷部位大于100mm，以免铁液直接冲刷烧损过大造成球化不良；
步骤三：钢包的烘烤：
因铁液的穿透力强，为避免陶塞杆烘烤时间过长导致耐火材料产生裂纹，钢水包烘烤时间为30分钟以下；
步骤四：球化控制：
为保证球化效果，球化出铁温度应≥1470℃，待球化反应结束后直接在出钢槽上冲入硅铁进行二次孕育，球化孕育后可直接进行浇注；
步骤五：浇注：
球化孕育后的铁液，通过控制陶塞杆行程实现浇注的流速控制，此时渣完全浮于铁液上表面，可避免渣进入型腔。
本技术解决方案是在现有的普通平底塞杆式底注钢水包内，放置球化剂、孕育剂、覆盖剂于包内，铁水冲入包内进行球化处理和孕育，采用普通平底塞杆式底注钢水包代替一般摇包球化后扒渣浇注时铁水上表面渣无法彻底去除易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂的缺点，同时采用底注时可增大浇注速度和压力，提高铸件成型效果。
本发明的平底塞杆式底注钢水包球化处理工艺方法由钢包准备、熔炼、球化、孕育、浇注等阶段构成。对本发明作进一步详述。材料采用QT500-7，浇注重量7吨的铸件，对平底塞杆式底注钢水包球化处理工艺进行详述。
本发明的QT500-7铸件平底塞杆式底注钢水包球化处理工艺，采用4台中频感应电炉（3吨、2吨、2.5吨、1吨）提供钢水，控制化学成分为（C3.9～4.2%，Si：1.2～1.6%，Mn：0.2～0.6%，S、P≤0.030%、Cu：0.001%），球化剂加入量为1.4～1.7%，孕育剂量1%。
本发明平底塞杆式底注钢水包球化处理工艺在于利用钢水包浇注铁液，不用扒渣和转包的方式直接浇注铸件，代替的一般摇包球化后扒渣浇注时铁水上表面渣无法彻底去除易进入型腔造成铸件夹渣报废或采用普通摇包球化后再转入茶壶包在注入铸件造成铁液温降大，操作复杂的不足之处，提供一种高效、简便的球化工艺方法，其特征在于改变球化包的型式、无须球化后扒渣，直接可以浇注铸件，无须挡渣等操作，铸造出几何尺寸、壁厚差异大、尺寸精度高、承受高压的铸件。本发明球墨铸铁平底塞杆式底注钢水包直接球化孕育处理工艺方法与现有技术相比，球化孕育处理后的铁水可直接浇注无须挡渣或翻包，球化等级可达到1～3级。
为解决底注包直接球化浇注中漏包、塞杆破裂、球化不良等问题，对于塞杆包塞头采用AL203材料压制而成，装配前预研磨使其与水口配合良好，用于构成球化室的硅钢片厚度为3～5mm，放置位置距离出铁直接冲刷部位大于100mm，装入球化剂（1.7%）、孕育剂（0.3%）必须舂紧，再用炭化稻壳覆盖后，最后覆盖一层3～5mm硅钢片，同时控制装好陶塞杆的钢水包烘烤时间不约30分钟。待3吨炉铁液温度达到1470℃左右吊包进行球化，带球化反应结束后，分别出2吨、1吨铁水，最后出2.5吨，同时随流冲入0.7%的孕育剂，球化孕育结束后，测温直接浇注铸件。
通过以上实施过程后得到一种具有尺寸精度高，内部组织致密，流道内腔无粘砂、夹渣、冷隔缺陷的泵体铸件，按GB/T1348-2009浇注Y型单铸试块测定力学性能均满足QT500-7要求，按GB/T9441进行金相检测，球化等级为1～3级，化学成分按GB/T223分析，成品化学成分为（C3.4～3.8%，Si：2.2～2.6%，Mn：0.3～0.5%，S、P≤0.020%、Cu：0.001%、Re、Mg：0.02～0.03%）。
以上适当举例说明了本项发明，但本发明并不局限于此，在不出本项发明的技术事项范畴之内可以将各种形式的塞杆钢水包球化方法具体化。

Claims (3)

1.一种平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，其特征在于：采用如下步骤：
步骤一：平底塞杆式底注钢水包塞杆的安装与检查：
首先在未安装塞杆前用油将钢水包烘红，再安装陶塞杆，特别对陶塞杆塞头在安装前反复与水口进行研磨，避免出现缝隙漏液；
步骤二：球化剂、孕育剂、覆盖剂的填放：
在经过烘烤的钢包中先竖立放置厚度3～5mm的硅钢片与钢包壁围成球化反应室，高度以放入量为球化剂1.4-1.7%、孕育剂1.0%、覆盖剂量根据球化反应室面积进行适量增减使覆盖层厚度在5～10mm范围内，在硅钢片与钢包壁之间依次放入量为球化剂1.7%、孕育剂0.3%、5～10mm厚度的覆盖剂，舂紧，上面再覆盖随形3～5mm的硅钢片；球化反应室应距离出铁时直接冲刷部位大于100mm，以免铁液直接冲刷烧损过大造成球化不良；
步骤三：钢包的烘烤：
因铁液的穿透力强，为避免陶塞杆烘烤时间过长导致耐火材料产生裂纹，钢水包烘烤时间为30分钟以下；
步骤四：球化控制：
为保证球化效果，球化出铁温度应≥1470℃，待球化反应结束后直接在出钢槽上冲入孕育剂硅铁量为0.7%的孕育剂进行二次孕育，球化孕育后可直接进行浇注；
步骤五：浇注：
球化孕育后的铁液，通过控制陶塞杆行程实现浇注的流速控制，此时渣完全浮于铁液上表面，可避免渣进入型腔，即得成品。
2.根据权利要求1所述平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，其特征在于：所述钢水，化学成分为：C3.9～4.2%，Si：1.2～1.6%，Mn：0.2～0.6%，S、P≤0.030%、Cu：0.001%。
3.根据权利要求1所述平底塞杆式底注钢水包球化处理的工艺方法，其特征在于：所述成品化学成分为：C3.4～3.8%，Si：2.2～2.6%，Mn：0.3～0.5%，S、P≤0.020%、Cu：0.001%、Re、Mg：0.02～0.03%。
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