CN105349726A - 一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁；熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；出炉：将铁液温度升温准备孕育处理；孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂；浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。本发明选用合适的生铁和废钢原材料，控制碳当量在3.5-4.1，控制铁液的含硫量在0.06%至0.10%之间，选用合理的孕育剂和孕育方法，选择合理的出炉温度和浇注温度，采用该熔炼技术浇注的灰铸铁，A型石墨得到90%以上。
Description
技术领域
本发明涉及灰铸铁的熔炼浇注工艺，具体地说是一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺。
背景技术
为适应环保和铸造自动化生产线的要求，中频感应电炉熔炼是逐步取代冲天炉熔炼的一种熔炼技术。随着中频感应电炉在铸造行业的普及使用，在感应熔炼过程中如何获得高质量的灰铸铁越来越受到各铸铁生产厂家的重视。
灰铸铁中的石墨分布形态及尺寸是决定灰铸铁导热性、抗壁厚敏感性及抗热疲劳等性能的重要因素。石墨形态的分布受到材料及铸型条件、铁水结晶过冷度、铁水本身冶金质量等各种因素的影响，会呈现出A、B、C、D、E等多种形态。石墨形态中的A型石墨由于是均匀分布的无方向性的片状石墨，这种石墨对金属基体的割裂作用较小，机械强度较高，铸造过程中大多数情况下希望得到A型石墨。现在很多出口灰铸铁件要求A型石墨达到90％以上。应尽量避免B型石墨，不要出现C型及E型石墨。
在相同原材料的条件下，感应电炉熔炼的铁液与冲天炉熔炼的铁液其铸件基体组织与石墨形态有较大的差异，电炉熔炼的铁液温度、成分易于控制、相对纯净度较高；但铁液含硫量比冲天炉熔炼的低，往往造成难于得到理想的组织和性能,尤其是难于得到理想的A型石墨。
经过检索，发现公开号104962801A，公开日2015-10-07的中国专利申请，高强度灰铸铁件的熔炼方法，以废钢、生铁和回炉料为原料进行灰铸铁件的熔炼；熔炼具体步骤为先将锰铁和生铁一同加入中频感应电炉中，然后增碳剂和废钢同时加入，熔炼至感应电炉中铁水体积的3/4时，加入碳化硅同时加入回炉料进行熔炼，将原铁水升温至1500～1520℃后，静置5～10分钟；将硅锆孕育剂与原铁水一同冲入出铁包中，铁水表面扒渣干净后浇入铸型型腔。本发明的方法降低了制造成本，且便于回炉料的管理；本方法采用60％的废钢来提高铸件最终的强度；采用碳化硅与炉料同时熔炼的方法对铁水进行预处理，保证了预处理的效果；采用高效孕育剂硅锆孕育剂保证了孕育的效果，铸件本体金相中获得80％以上的A型石墨。本公开技术采用电炉熔炼方式只能使灰铸铁保证到80％A型石墨.
发明内容
本发明的目的在于提供一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，既能普及铸造自动化生产线，又能保证取得理想的数量A型石墨灰铸铁。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：
配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁，其中生铁为60-80份，废钢15-40份，硅铁为0.5-1.5份；
熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；根据分析结果进行成分微调，使碳当量保持在3.5-4.1，使硫含量保持在整个铁液的0.06-0.1％(重量)；
出炉：将铁液温度升温到1510-1540℃，保温5-10分钟，准备孕育处理；
孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂，当采用硅铁孕育剂时，按重量份添加0.5-0.8份，当采用硅钡孕育剂时，按重量份加入0.3-0.6份；
浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。
所述熔炼步骤中的试样分析，采用光谱分析仪分析试样的成分。
分析过后，碳当量的微调方式采用添加废钢或者增碳剂进行调控，硫含量的微调采用加入硫铁进行调控。
所述孕育步骤中无论选用硅铁孕育剂还是硅钡孕育剂，均采用包内孕育或者包嘴随流孕育方式进行孕育。
所述浇注步骤中的浇注温度控制在1350-1390℃。
生铁采用Q10生铁，废钢采用20#钢，硅铁采用75#硅铁。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明能使灰铸铁保证达到90％以上A型石墨灰铸铁，本发明与现有技术两者采用的熔炼原理和步骤不同，本发明通过调控微调和孕育等步骤很容易得到理想数的A型石墨灰铸铁，成分上主要是通过调控碳当量和铁液硫含量来实现。
灰铸铁在采用中频感应电炉熔炼时，选用合适的生铁和废钢原材料，控制碳当量在3.5-4.1，控制铁液的含硫量在0.06％至0.10％之间，选用合理的孕育剂和孕育方法，选择合理的出炉温度和浇注温度，采用该熔炼技术浇注的灰铸铁，A型石墨得到90％以上。既能普及铸造自动化生产线，又能保证取得理想的数量A型石墨灰铸铁。
具体实施方式
实施例1：
一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：
配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁，其中生铁为60份，废钢15份，硅铁为0.5份；生铁采用Q10生铁，废钢采用20#钢，硅铁采用75#硅铁。
熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；根据分析结果进行成分微调，使碳当量保持在3.5，使硫含量保持在整个铁液的0.06％；所述熔炼步骤中的试样分析，采用光谱分析仪分析试样的成分。分析过后，碳当量的微调方式采用添加废钢或者增碳剂进行调控，硫含量的微调采用加入硫铁进行调控。采用光谱分析仪分析试样的成分，是属于现有技术，具体分析方法不再赘述。
出炉：将铁液温度升温到1510℃，保温5分钟，准备孕育处理；
孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂，当采用硅铁孕育剂时，按重量份添加0.5份，当采用硅钡孕育剂时，按重量份加入0.3份；所述孕育步骤中无论选用硅铁孕育剂还是硅钡孕育剂，均采用包内孕育或者包嘴随流孕育方式进行孕育。包内孕育或者包嘴随流孕育方式，均属于现有技术方法，具体孕育步骤不再赘述。
浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。所述浇注步骤中的浇注温度控制在1350℃。得到要求A型石墨达到90％以上灰铸铁件。
实施例2：
一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：
配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁，其中生铁为80份，废钢40份，硅铁为1.5份；生铁采用Q10生铁，废钢采用20#钢，硅铁采用75#硅铁。
熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；根据分析结果进行成分微调，使碳当量保持在4.1，使硫含量保持在整个铁液的0.1％；所述熔炼步骤中的试样分析，采用光谱分析仪分析试样的成分。分析过后，碳当量的微调方式采用添加废钢或者增碳剂进行调控，硫含量的微调采用加入硫铁进行调控。采用光谱分析仪分析试样的成分，是属于现有技术，具体分析方法不再赘述。
出炉：将铁液温度升温到1540℃，保温10分钟，准备孕育处理；
孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂，当采用硅铁孕育剂时，按重量份添加0.8份，当采用硅钡孕育剂时，按重量份加入0.6份；所述孕育步骤中无论选用硅铁孕育剂还是硅钡孕育剂，均采用包内孕育或者包嘴随流孕育方式进行孕育。包内孕育或者包嘴随流孕育方式，均属于现有技术方法，具体孕育步骤不再赘述。
浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。所述浇注步骤中的浇注温度控制在1390℃。得到要求A型石墨达到90％以上灰铸铁件。
实施例3：
一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：
配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁，其中生铁为70份，废钢30份，硅铁为1.2份；生铁采用Q10生铁，废钢采用20#钢，硅铁采用75#硅铁。
熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；根据分析结果进行成分微调，使碳当量保持在3.6，使硫含量保持在整个铁液的0.08％；所述熔炼步骤中的试样分析，采用光谱分析仪分析试样的成分。分析过后，碳当量的微调方式采用添加废钢或者增碳剂进行调控，硫含量的微调采用加入硫铁进行调控。采用光谱分析仪分析试样的成分，是属于现有技术，具体分析方法不再赘述。
出炉：将铁液温度升温到1520℃，保温7分钟，准备孕育处理；
孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂，当采用硅铁孕育剂时，按重量份添加0.6份，当采用硅钡孕育剂时，按重量份加入0.4份；所述孕育步骤中无论选用硅铁孕育剂还是硅钡孕育剂，均采用包内孕育或者包嘴随流孕育方式进行孕育。包内孕育或者包嘴随流孕育方式，均属于现有技术方法，具体孕育步骤不再赘述。
浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。所述浇注步骤中的浇注温度控制在1370℃。得到要求A型石墨达到90％以上灰铸铁件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (6)
1.一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，包括以下步骤：
配料：按照重量份进行称量生铁、废钢和硅铁，其中生铁为60-80份，废钢15-40份，硅铁为0.5-1.5份；
熔炼：先向中频感应炉内加入生铁，待生铁开始熔化后加入废钢和硅铁，待生铁、废钢和硅铁完全熔化后，进行扒渣，取试样，分析试样的成分；根据分析结果进行成分微调，使碳当量保持在3.5-4.1，使硫含量保持在整个铁液的0.06-0.1％；
出炉：将铁液温度升温到1510-1540℃，保温5-10分钟，准备孕育处理；
孕育：选用硅铁孕育剂或者硅钡孕育剂，当采用硅铁孕育剂时，按重量份添加0.5-0.8份，当采用硅钡孕育剂时，按重量份加入0.3-0.6份；
浇注：孕育后的铁液进行扒渣、测温、取样浇注。
2.根据权利要求1所述的一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，其特征在于，所述熔炼步骤中的试样分析，采用光谱分析仪分析试样的成分。
3.根据权利要求2所述的一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，其特征在于，分析过后，碳当量的微调方式采用添加废钢或者增碳剂进行调控，硫含量的微调采用加入硫铁进行调控。
4.根据权利要求1所述的一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，其特征在于，所述孕育步骤中无论选用硅铁孕育剂还是硅钡孕育剂，均采用包内孕育或者包嘴随流孕育方式进行孕育。
5.根据权利要求1所述的一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，其特征在于，所述浇注步骤中的浇注温度控制在1350-1390℃。
6.根据权利要求1所述的一种灰铸铁中频感应炉熔炼浇注工艺，其特征在于，生铁采用Q10生铁，废钢采用20#钢，硅铁采用75#硅铁。
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|---|---|---|---|---|
| CN106676385A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-17 | 广西大学 | 一种抗碱铸铁冷凝器的热处理方法 |
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| CN110117688A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-13 | 重庆银河铸锻有限责任公司 | 一种高强度耐磨滚轮铸件的电炉熔炼方法 |
| CN113234881A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-10 | 浙江汉声精密机械有限公司 | 一种灰铸铁件唐柯缺陷消除工艺 |
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2015
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