CN106636523B - 利用全废钢制备球墨铸铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，Si：1.8％～2.0％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；加入已称取的全废钢熔炼，加入增碳剂；加入75硅铁；烤包；精炼、球化、随流孕育；扒渣、随流孕育；进行热处理退火工艺或在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱、进行冷却得到铸态铁素体球墨铸铁。解决了现有技术中利用生铁制备的球墨铸铁的石墨数量少、粗大、不规则，有害元素多，性能差的问题。

Description

利用全废钢制备球墨铸铁的方法
技术领域
本发明属于铸铁冶炼技术领域，涉及一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法。
背景技术
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，其综合性能接近于钢，基于其优异的性能，已成功用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
部分传统的球墨铸铁制备中加入废钢，但废钢用量一般为10％～20％，最多不超过30％；80％～90％传统球墨铸铁的制备中大量加入生铁，由于生铁中原生态石墨很粗大，且有遗传性，含C量在4.0％左右，虽然经过熔炼，但由于铁水熔点在1281℃，石墨熔点在3850±50℃，没有把石墨有效熔化至微小，碳没有完全熔解在纯铁基体中，有害元素多，石墨数量少、不规则、粗大。制备得到的铁素体球墨铸铁的金相组织如图1所示，石墨化率等级为4级，石墨大小为7级，因为没有改变它的本质，球化孕育出来的石墨球粗大、数量少。石墨球化率分为1-6级，1级最好，球状石墨含量大于等于95％；石墨大小等级分为3-8级，8级最好，球状石磨直径小于等于1.5nm，单位面积的石墨数量最多。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，解决了现有技术中利用生铁制备的球墨铸铁的石墨数量少、粗大、不规则，有害元素多，性能差的问题。
本发明的另一目的是提供另一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，Si：1.8％～2.0％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的增碳剂；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500-1520℃时，精炼5分钟，立即停电，等5分钟后出炉，温度控制在1480～1500℃，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理退火工艺得到铁素体球磨铸铁；或在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱、进行冷却得到铸态铁素体球墨铸铁。
进一步的，所述步骤1中，全废钢各成分的质量分数：C：0.20％～0.50％，Si：0.30％～0.50％，Mn：0.40％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁，以上各成分的质量百分比总和为100％。
进一步的，所述全废钢各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.40％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁。
进一步的，所述步骤1中球化剂为稀土硅铁镁合金，按质量比由以下组分组成：稀土0.5％-20％、镁5％-12％、硅35-45％、钙小于5％、钛小于0.5％、铝小于0.5％、锰小于4％，其余为铁；长效孕育剂为钡硅铁，按质量比由以下组分组成：硅63-68％、钙0.8％-2.2％、铝1％-2％、钡4％-6％，其余为铁；增碳剂为电极石墨。
本发明的另一技术方案是，一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.0％～2.2％，Mn：≤0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的增碳剂；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500℃-1520℃时，加入全废钢质量0.5％～1.0％的铜，精炼5分钟后停电，降温至1480～1500℃出炉，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理正火工艺，得到珠光体球墨铸铁；或待铸件浇铸凝固后、铸件温度降至880～900℃立即开箱，进行空冷处理，得到铸态珠光体球墨铸铁。
进一步的，所述步骤1中，全废钢各成分的质量分数：C：0.20％～0.50％，Si：0.30％～0.50％，Mn：0.50～0.60％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁，以上各成分的质量百分比总和为100％。
进一步的，所述全废钢各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.55％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁。
进一步的，所述步骤1中球化剂为稀土硅铁镁合金，按质量比由以下组分组成：稀土0.5％-20％、镁5％-12％、硅35-45％、钙小于5％、钛小于0.5％、铝小于0.5％、锰小于4％，其余为铁；长效孕育剂为钡硅铁，按质量比由以下组分组成：硅63-68％、钙0.8％-2.2％、铝1％-2％、钡4％-6％，其余为铁；增碳剂为电极石墨。
本发明的有益效果是，本发明制备铁素体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁均以全废钢为主要原料，全废钢很纯净，石墨达到纳米级，有害元素S可以达到0.006％以下，有害元素P可以达到0.04％以下，所以制备的球墨铸铁性能优于传统球墨铸铁，提高了球墨铸铁性能，因为球铁生铁的遗传性和原生态石墨粗大，虽然经过熔炼，但由于铁水熔点在1281℃，石墨的熔点高，没有把石墨有效熔化至微小，制备的球墨铸铁球径尺寸大，单位面积球墨数量少；而全废钢的熔点1500℃，经过长时间熔炼，石墨熔化到纳米级，制备的球墨铸铁球径尺寸小，单位面积球墨数量多，石墨数量达到90％，球化率达到2级，球化大小达到7级，石墨球径小机械性能高，优于球铁生铁制备的球墨铸铁。
此外，本发明中，铁素体球墨铸铁的制备中采用高碳低硅大孕育，进行热处理退火工艺得到铁素体球墨铸铁；或延迟开箱时间，在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱，可根据铸件质量延长开箱时间，铸态达到铁素体球铁要求，进行空冷处理，得到铸态铁素体球墨铸铁。珠光体球墨铸铁的制备中采用高碳高硅小孕育，熔化时加入铜，进行热处理正火工艺得到珠光体球墨铸铁；或待铸件浇铸凝固后、铸件温度降至880～900℃立即开箱，进行空冷处理，得到铸态珠光体球墨铸铁。本发明制备工艺简单，制备的球墨铸铁中石墨数量多、球径尺寸小、圆整度高，有害元素少，性能优异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统方法制备的铁素体球墨铸铁的金相组织图像；
图2是本发明制备的铁素体球墨铸铁的金相组织图像。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
技术思路：
球墨铸铁的石墨存在于纯铁基体中，铁水中加入球化剂后从铁水中直接析出石墨球，通过孕育剂加入，白口变为灰口，与铁水的成分无关，亚共晶、共晶和过共晶均是如此。
以全废钢为原料，由于全废钢的纯铁基体中存在石墨，含碳量在0.20％～0.50％，石墨以不规则状态存在于纯铁基体中，但很微小，为纳米级；S、P含量低，加入增碳剂，增碳剂采用电极石墨，纯度为99％，有害元素少；全废钢的熔点在1425℃，增碳剂需要在1500℃以上才能熔解在铁水里面，因为石墨的熔点在3850±50℃，所以需要在铁水里面长时间熔炼，石墨才会熔解在铁水里面，使得石墨数量增多，不规则形状减少，通过球化剂和孕育剂加入，获得优质球墨铸铁。
球墨铸铁中各化学成分的作用：
碳，含碳量高，则析出的石墨数量多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加；
硅，促进石墨化元素，由于硅的孕育作用，使铁素体和珠光体比例均变为百分之百，铁素体抗拉、屈服低、延伸率高、硬度低；珠光体抗拉、屈服高、延伸率低、硬度高；硅在球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大；
锰，珠光体中锰控制在0.6％以下，铁素体中锰控制在0.3％以下；
磷，不影响球化，属于有害元素；
硫，反石墨球化元素，属于有害元素；
铜，得到所期望的珠光体。
本发明制备的球墨铸铁包括：铁素体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁；铁素体球墨铸铁各成分的质量百分比：C：3.8％，硅：1.8％～2.0％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁；珠光体球墨铸铁各成分的质量百分比：C：3.8％，硅：2.0％～2.2％，Mn：0.5％～0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁；铁素体球墨铸铁化学成分和珠光体球墨铸铁化学成分，均满足碳当量CE小于共晶点4.6％；
制备铁素体球墨铸铁的原料为：全废钢、增碳剂、75硅铁、球化剂、长效孕育剂；制备珠光体球墨铸铁的原料为：全废钢、增碳剂、75硅铁、球化剂、长效孕育剂、铜；
全废钢各成分的质量分数：C：0.20％～0.50％，Si：0.30％～0.50％，Mn：0.50～0.80％，S、P均≤0.04％，其余为纯铁，以上各成分的质量百分比总和为100％。
增碳剂，增碳剂采用电极石墨，电极石墨的含碳量为99％；
球化剂为稀土硅铁镁合金，按质量比由以下组分组成：稀土0.5％-20％、镁5％-12％、硅35-45％、钙小于5％、钛小于0.5％、铝小于0.5％、锰小于4％，其余为铁；
长效孕育剂为硅钡合金，按质量比由以下组分组成：硅63-68％、钙0.8％-2.2％、铝1％-2％、钡4％-6％，其余为铁。
各原料的作用：
全废钢：全废钢中石墨数量多，球化率可以做到2级，石墨数量达到90％，由于全废钢中石墨很微小，球化大小可以做到7级(石墨大小分3～8级，7～8级很微小)。因此全废钢制备的球墨铸铁优于球铁生铁配制的球墨铸铁；
增碳剂：增碳剂采用电极石墨，增加含碳量，促使析出的石墨数量增多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加；有害元素少；
75硅铁：补充原始硅制备铁素体和珠光体；根据原始硅量计算75硅铁的加入量，75硅铁用量过多会导致原始硅量增高，使碳当量CE超过共晶点。
球化剂：直接析出球墨，用量为球墨铸铁质量的1.5％，使石墨球圆整度高，若用量减少，石墨球的数量变少，球化效果差，若用量增多造成浪费。
长效孕育剂：作用为消除白口化，长效孕育剂用于补充终硅量，如果长效孕育剂的加入量过高将得到过共晶铸铁，机械性能下降。
铜：要得到所期望的珠光体，添加铜是准确和可靠的方法，铜的加入量过少制备的珠光体含量太少，铜的加入量过多得到的珠光体延伸率下降；
铁素体球墨铸铁的原始硅控制在0.8％，终硅控制在1.8％～2.0％；珠光体球墨铸铁的原始硅控制在1.2％，终硅控制在2.0％～2.2％；铁素体球墨铸铁高碳、低硅、大孕育，得到100％的铁素体；珠光体球墨铸铁高碳、高硅、小孕育，得到100％的珠光体。
实施例1，
利用全废钢制备铁素体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：1.8％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用低锰废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.2％，Si：0.50％，Mn：0.40％，S：0.03％，P：0.03％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1520℃时，精炼5分钟，立即停电，等5分钟后出炉，温度控制在1500℃，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理退火工艺，得到延伸率高的铁素体球墨铸铁QT400-18。
实施例2，
利用全废钢制备铁素体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：1.9％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用低锰废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.40％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1510℃时，精炼5分钟，立即停电，等5分钟后出炉，温度控制在1490℃，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱(根据铸件质量延长开箱时间)、进行冷却得到铸态铁素体球墨铸铁QT450-10。
实施例3，
利用全废钢制备铁素体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.0％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用低锰废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.50％，Si：0.30％，Mn：0.40％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500℃时，精炼5分钟，立即停电，等5分钟后出炉，温度控制在1480℃，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱(根据铸件质量延长开箱时间)、进行冷却得到铸态铁素体球墨铸铁QT450-10。
实施例1-3中，长效孕育剂分别在步骤6、步骤7中各加入一半，如果一次性加入长效孕育剂，容易发生孕育衰退，产生白口，分两次加入，不会出现白口。
此外，步骤8中长效孕育剂加入量为铁素体球墨铸铁质量0.1％，为了得到全部是铁素体的球墨铸铁；如果没有这一步，铁素体的含量不会超过95％，会含有5％左右的珠光体。
实施例4，
利用全废钢制备珠光体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.0％，Mn：≤0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用普通废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.2％，Si：0.50％，Mn：0.40％，S：0.03％，P：0.03％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1520℃时，加入全废钢质量1.0％的铜，精炼5分钟后停电，降温至1500℃出炉，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理正火工艺，得到珠光体球墨铸铁QT700-2。
实施例5，
利用全废钢制备珠光体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.1％，Mn：≤0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用普通废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.55％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1510℃时，加入全废钢质量0.8％的铜，精炼5分钟后停电，降温至1490℃出炉，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，待铸件浇铸凝固后、铸件温度降至880～900℃立即开箱，进行空冷处理，得到铸态珠光体球墨铸铁QT600-3。
实施例6，
利用全废钢制备珠光体球墨铸铁的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.2％，Mn：≤0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％；全废钢采用普通废钢，全废钢中各成分的质量分数：C：0.50％，Si：0.30％，Mn：0.55％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的电极石墨；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；取样，化验检测原始硅含量及C、Mn、S、P的含量；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500℃时，加入全废钢质量0.5％的铜，精炼5分钟后停电，降温至1480℃出炉，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，取样，连续化验检测终硅含量及其他化学成分的最终含量，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，待铸件浇铸凝固后、铸件温度降至880～900℃立即开箱，进行空冷处理，得到铸态珠光体球墨铸铁QT600-3。
实施例4-6中，长效孕育剂分别在步骤6、步骤7中各加入一半，如果一次性加入长效孕育剂，容易发生孕育衰退，产生白口，分两次加入，不会出现白口。
本发明利用全废钢制备球墨铸铁，铸态铁素体球墨铸铁和铸态珠光体球墨铸铁性能优于国家标准，根据检测数据分析，在抗拉强度和屈服强度达到国家标准的基础上，延伸率提高，分别对本发明实施例5制得的珠光体QT600-3、实施例2制得的铁素体QT450-10进行检测：珠光体球墨铸铁QT600-3化学成分：Mn：≤0.6％，S：≤0.008％，P：≤0.035％；终硅：≤2.10％；抗拉强度达到780MPa，延伸率达到5％，石墨球化率等级3级，石墨大小6级；铁素体球墨铸铁QT450-10化学成分：Mn：≤0.3％，S：≤0.003％，P：≤0.010％；终硅：≤2.10％；抗拉强度达到529MPa，屈服强度389MPa，延伸率达到22％，铁素体球墨铸铁QT450-10的金相组织如图2所示，石墨球化率等级3级，石墨大小6级，与传统方法相比本发明得到的铁素体球墨铸铁的石墨球化率等级、石墨大小等级均提高了一个级别；以上全部为铸态检测性能；从检测结果可知本发明全废钢制备的球墨铸铁延伸率高，品质优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中球墨铸铁各元素占总质量百分比为C：3.8％，Si：1.8％～2.0％，Mn：≤0.30％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的增碳剂；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500-1520℃时，精炼5分钟，立即停电，等5分钟后出炉，温度控制在1480～1500℃，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理退火工艺得到铁素体球磨铸铁；或在铸件浇铸完成后保温8小时以后开箱、进行冷却得到铸态铁素体球墨铸铁；
所述全废钢各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.40％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁，以上各成分的质量百分比总和为100％；球化剂为稀土硅铁镁合金，按质量比由以下组分组成：稀土0.5％-20％、镁5％-12％、硅35-45％、钙小于5％、钛小于0.5％、铝小于0.5％、锰小于4％，其余为铁；长效孕育剂为钡硅铁，按质量比由以下组分组成：硅63-68％、钙0.8％-2.2％、铝1％-2％、钡4％-6％，其余为铁；增碳剂为电极石墨。
2.一种利用全废钢制备球墨铸铁的方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：
步骤1，按质量份数比，全废钢：增碳剂：75硅铁：长效孕育剂＝95.6：3.8：0.4：1.2，称取全废钢、增碳剂、75硅铁和长效孕育剂，其中球墨铸铁各元素占总质量百分比为C：3.8％，硅：2.0％～2.2％，Mn：≤0.6％，S：≤0.04％，P：≤0.04％，其余为纯铁；
步骤2，加入已称取的全废钢熔炼，当有1/4体积全废钢熔化成铁水时，一次性加入已称取的增碳剂；
步骤3，当全废钢全部熔化成铁水后，立即加入已称取的75硅铁；
步骤4，当加入的75硅铁熔化1/2体积时，进行烤包，烤至暗红色，干燥后冷却至室温；
步骤5，先在铁水包底部的堤坝里面加入全废钢质量1.5％的球化剂，铁水包上面覆盖已称取的1/2长效孕育剂，长效孕育剂上覆盖厚30mm的珍珠岩，珍珠岩上覆盖厚10mm的铁板或厚80mm的面包铁，必需预留铁水进口；
步骤6，加热升温，当铁水温度到达1500℃-1520℃时，加入全废钢质量0.5％～1.0％的铜，精炼5分钟后停电，降温至1480～1500℃出炉，取出2/3体积的铁水，球化结束后，加入剩余1/3体积的热铁水，并加入已称取的剩余1/2长效孕育剂随流孕育；
步骤7，球化孕育结束后，在铁水上覆盖厚30mm的珍珠岩连续扒渣3次，温度降至1380℃浇铸，浇铸时加入全废钢质量0.1％的长效孕育剂随流孕育；
步骤8，进行热处理正火工艺，得到珠光体球墨铸铁；或待铸件浇铸凝固后、铸件温度降至880～900℃立即开箱，进行空冷处理，得到铸态珠光体球墨铸铁；
所述全废钢各成分的质量分数：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.55％，S：0.04％，P：0.04％，其余为纯铁，以上各成分的质量百分比总和为100％；球化剂为稀土硅铁镁合金，按质量比由以下组分组成：稀土0.5％-20％、镁5％-12％、硅35-45％、钙小于5％、钛小于0.5％、铝小于0.5％、锰小于4％，其余为铁；长效孕育剂为钡硅铁，按质量比由以下组分组成：硅63-68％、钙0.8％-2.2％、铝1％-2％、钡4％-6％，其余为铁；增碳剂为电极石墨。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107365935A (zh) * 2017-08-03 2017-11-21 南京威尔特铸造材料科技有限公司 100%废钢生产优质球铁方法及精炼净化剂生产方法
CN108311704A (zh) * 2018-01-03 2018-07-24 湖南精量重工科技有限公司 一种精密铸件生产工艺
CN108436063A (zh) * 2018-05-04 2018-08-24 合肥东凌铸件工业有限公司 一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法
CN109023031B (zh) * 2018-09-27 2021-06-15 陕西柴油机重工有限公司 一种厚大断面铁素体基球墨铸铁材料及其熔炼方法
CN109487148A (zh) * 2018-11-26 2019-03-19 山东圣鑫管业有限公司 一种利用废旧钢材熔炼水暖管件铁水的方法
CN109594010B (zh) * 2019-01-04 2020-12-11 云南云内动力机械制造有限公司 一种采用全废钢生产铸态qt950-4曲轴的方法
CN110144429A (zh) * 2019-06-11 2019-08-20 南通国盛机床部件有限公司 一种铸件金属配方及生产工艺
CN110484676B (zh) * 2019-09-26 2021-05-11 天润曲轴股份有限公司 球墨铸铁中硅量的添加控制方法、球墨铸铁的铸造方法、铸件
CN111676416A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 飞龙汽车部件股份有限公司 一种奥氏体蠕墨铸铁材料
CN112063913A (zh) * 2020-09-03 2020-12-11 四川青江机器股份有限公司 一种利用废钢生产球铁铸件的方法
CN112322821A (zh) * 2020-11-10 2021-02-05 吉林省博镪机械制造有限责任公司 全废钢生产高强韧性qt600-10球墨铸铁的方法
CN113897538A (zh) * 2021-10-12 2022-01-07 安徽裕隆模具铸业有限公司 一种高强度、高伸长率铸态qt500-18球墨铸铁及其制备方法
CN114990419B (zh) * 2022-06-22 2023-10-27 吉林省诚鼎精密铸造有限公司 一种废钢冶炼铸铁方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101363097A (zh) * 2008-10-07 2009-02-11 辽宁隆达集团百星达铸造有限责任公司 一种耐低温冲击大断面铸态球铁及其生产方法
CN102120253A (zh) * 2010-12-29 2011-07-13 常州华德机械有限公司 零下40℃下动车组转向架用球墨铸铁轴箱的铸造方法
CN103757172A (zh) * 2014-02-19 2014-04-30 恒天重工股份有限公司 一种球墨铸铁的制备方法
CN104233048A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 青阳县天平机械制造有限公司 一种转向桥用铸态高强高韧球铁合金及其制备方法
CN105648305A (zh) * 2016-04-18 2016-06-08 宝鸡市晨瑞鑫铸造有限责任公司 高强度灰口铸铁材料及其制备方法
CN105950814A (zh) * 2016-07-05 2016-09-21 潍柴动力股份有限公司 一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101363097A (zh) * 2008-10-07 2009-02-11 辽宁隆达集团百星达铸造有限责任公司 一种耐低温冲击大断面铸态球铁及其生产方法
CN102120253A (zh) * 2010-12-29 2011-07-13 常州华德机械有限公司 零下40℃下动车组转向架用球墨铸铁轴箱的铸造方法
CN103757172A (zh) * 2014-02-19 2014-04-30 恒天重工股份有限公司 一种球墨铸铁的制备方法
CN104233048A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 青阳县天平机械制造有限公司 一种转向桥用铸态高强高韧球铁合金及其制备方法
CN105648305A (zh) * 2016-04-18 2016-06-08 宝鸡市晨瑞鑫铸造有限责任公司 高强度灰口铸铁材料及其制备方法
CN105950814A (zh) * 2016-07-05 2016-09-21 潍柴动力股份有限公司 一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法

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