CN107119168A - 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 - Google Patents
一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107119168A CN107119168A CN201710443903.0A CN201710443903A CN107119168A CN 107119168 A CN107119168 A CN 107119168A CN 201710443903 A CN201710443903 A CN 201710443903A CN 107119168 A CN107119168 A CN 107119168A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blast
- iron
- melted
- casting
- intermediate frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 182
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 84
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 42
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 14
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 11
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007531 graphite casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 244000080575 Oxalis tetraphylla Species 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010057371 Hypoaesthesia oral Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，按以下步骤进行：（1）在中频炉内先放入回炉料和废钢，将高炉铁水倒入中频炉内；（2）凝固前启动中频炉电源，温度1350±10℃时加入硅铁合金和锰铁合金；（3）在1540~1550℃保温13~15min；（4）放置孕育剂，铁水出铁，扒渣浇注获得灰口铸件；将球化剂放置在铁水包内，将部分铁水出铁球化处理，扒渣后加入剩余铁水，冲入孕育剂，扒渣浇注，获得球墨铸铁。本发明通过熔炼时冷却处理、调整合金加入时机和铁水过热控制，细化石墨组织，在缩短工艺流程的同时提高铸件品质。
Description
技术领域
本发明属于冶金铸造技术领域，特别涉及一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法。
背景技术
铸造作为机械行业的基础产业，铸件的市场需求非常大。改革开放以来，铸造行业同其它所有行业一样，有了非常大的发展。铸件产量不断扩大，新技术新工艺不断出现。2015年，我国的铸件年产量为4560万吨，是全球第一大铸件生产国。汽车行业的发展决定了汽车铸件的市场需求，汽车铸件产量约占铸铁件总产量的百分之二十七。
“短流程”工艺是国家铸造协会重点推广的优化技术之一，所谓“短流程”铸造工艺，就是用高炉铁水直接进入中频炉进行升温和调整成分，经变质处理后浇注铸件；省去用生铁锭再重熔成铁水的过程，有效利用高炉铁水的热量；短流程铸造项目是一种节能，高效，低成本，少污染的铸造生产方法；不但能够大幅度降低焦炭或电能的消耗量和污染物的排放量，同时可带来巨大的能源、经济和环境效益。“短流程”工艺生产效率大大提高，生产成本显著降低，各类能耗及污染物排放量大幅度下降，项目符合清洁生产的要求，具有良好的环境保护效益，是冶炼企业延伸产业链转型的一条生存出路。
短流程工艺的优点是：（1）减少二次熔炼，缩短生产流程，显著降低能耗，减少环境污染，降低生产成本，提高产品的市场竞争力；（2）具有高的熔化效率和过热效率；（3）对炉衬的损害较轻，可以延长炉衬的寿命；（4）熔炼时间缩短，故吸气和夹杂减少，铁液较为纯净；（5）成分调整方便，铁水经电磁搅拌使成分和温度均匀，有利于获得高质量铸件。
但是短流程工艺也有以下缺点：（1）早已发现，短流程铁液水凝固组织中过冷D型和E型石墨比常规工艺多，同时发现，短流程凝固组织不如常规流程铸铁组织均匀，存在粗片状石墨；（2）短流程熔炼由于采用高炉铁液作为炉料，石墨易聚集，因此凝固组织不均匀，铸件机械性能低。
因此要想实现短流程铸造稳定化，必须从理论和实践上解决这一问题，弄清楚高炉铁水调质后与高炉铁水浇注成生铁锭后再经过重熔的铁水的差异和解决方法，才能用高炉铁水生产出优质铸件，扩大短流程铸造的应用。
发明内容
针对现有高炉铁水短流程铸造工艺存在的上述问题，本发明提供一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，通过熔炼时冷却处理、调整合金加入时机和铁水过热控制，细化石墨组织，在缩短工艺流程的同时，提高铸件品质。
本发明的方法按以下步骤进行：
1、在中频炉内先放入回炉料和废钢，将高炉铁水倒入中频炉内，高炉铁水与回炉料和含铁废料换热使铁水凝固；其中高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的50~60%，废钢为高炉铁水总重量的20±1%，其余为回炉料和铁合金；
2、在中频炉内的物料完全凝固前，启动中频炉电源进行加热，当温度达到1350±10℃，向中频炉内的熔体中加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.6~1.9%，，锰的重量百分比在0.5~0.6%，随后升温至1540~1550℃，使铁水成分均匀化，消除由于后加硅铁引起的过孕育作用；
3、将中频炉内的铁水在1540~1550℃保温13~15min，使铁水中的预存石墨核心溶解；
4、在铁水包内放置孕育剂，将铁水出铁进入铁水包，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得灰口铸件；或者将球化剂放置在铁水包内，先将待处理的铁水量的60~70%的铁水出铁进入铁水包进行球化处理，球化处理温度1500±20℃，待反应平稳后，扒渣，然后加入剩余待处理铁水，并同时随加入的铁水冲入孕育剂，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得球墨铸铁。
上述的回炉料为废铸件和/或浇冒口，或者为铁屑、废铸件和浇冒口。
上述的步骤1中，高炉铁水在中频炉内与回炉料和废钢进行热交换，高炉铁水有一个凝固过程，与回炉料和废钢接触的高炉铁水部分凝固。
上述的步骤2中，向中频炉内的物料中加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.0~3.7%求。
上述的孕育剂选用硅铁合金，用量为铁水包内全部物料总重量的0.5~0.6%。
上述的球化剂为稀土镁硅铁合金，牌号为QRMg8RE3，用量为铁水包内全部物料总重量的1.4~1.6%。
上述的增碳剂按重量百分比含C≥98%，挥发分和灰分≤1%，其余为Si 和Mn。
上述的高炉铁水中成分按重量百分比含C 4.14~4.49%，Si 0.5~0.6%，Mn 0.12~0.20%，S≤0.05%，P≤0.16%。
上述的步骤4中，当制备灰口铸铁时，其成分按重量百分比含C 3.2~3.3%，Si 1.9~2.0%，Mn 0.7~0.8%，S≤0.08%，P<0.15%, Cr 0.25~0.3%，余量为Fe和不可避免杂质。
上述的步骤4中，当制备球墨铸铁时，其成分按重量百分比含C 3.8~3.9%，Si 1.5~1.6%，Mn 0.4~0.45%，S≤0.025%，P<0.06%，余量为Fe和不可避免杂质。
上述的灰口铸铁组织为珠光体和铁素体，抗拉强度250~280MPa，硬度（HB）175~177，上述的球磨铸铁组织为珠光体和铁素体，抗拉强度470~480MP，硬度（HB）175~210。
目前铸铁短流程熔炼的工艺流程有三种：
（1）高炉铁液运输到铸造车间，直接浇注铸铁件；这是最佳的短流程熔炼工艺，由于原高炉铁液含碳量较高，杂质也较多，同时由于石墨状态的影响，造成铸件的抗拉强度较低，而且高炉铁液的出炉温度在1400℃以下，再加上运输过程中温度的下降，因此目前高炉铁液直接浇注成铸件工艺主要用于生产低牌号并且要求不高的铸铁件（如HT100、HT150）；由于高炉铁水含碳量在4.0~4.5%之间，在浇注过程中石墨的飞扬是不可避免，影响环境；因此采用高炉铁水直接浇注铸铁件的厂家，应在浇注区域设计除尘系统；
（2）高炉铁水经电炉配料熔炼；由于高炉铁水含碳量较高，生产灰铸铁及球墨铸铁时要合理确定兑入高炉铁水的比例。首先要根据铸件要求的含碳量、回炉料用量和废钢比例，计算出高炉铁水的比例，将高炉铁液倒入中频感应电炉，与废钢、回炉料和中间合金一起熔炼，经调整温度和成分后，出炉经变质或球化处理后浇注铸件；
（3）高炉铁液运输到铸造车间，经过脱碳后，再经电炉配料熔炼，浇注铸铁件和铸钢件；高炉铁液含碳量较高，生产灰铸铁、球墨铸铁或铸钢铁时经过脱碳炉脱碳达到达到要求时，再倒入感应电炉配料熔炼。
本发明为了从根本上解决高炉铁水铸件石墨组织存在的问题，通过实验室实验研究，结合理论分析，研究石墨形成的机理，在理论上破解高炉铁水的遗传性，为高炉铁水短流程工艺提供理论支持；目前短流程工艺的措施主要是从高炉铁水的过热方面考虑，认为通过过热破坏高炉铁水中存在的粗大石墨核心，防止出现块状始末，使凝固组织均匀化；研究发现铁水过热可以消除石墨遗传性的影响，细化石墨，而且过热温度在平衡温度以上时，利用脱碳“沸腾”起到净化铁液的作用；根据铸铁种类的不同，一般过热温度控制范围1500℃以上,在此时间段保温一段时间，主要是为了是高炉铁水中的遗传的石墨核心溶解。
本发明的步骤1中，高炉铁水进入中频炉收到废钢和回炉料冷却，排除一部分高炉铁水中的气体，同时凝固的铁水形成一部分白口组织和麻口组织，同时形成一部分细小的片状石墨，高炉铁水的冷却过程有助于细化熔炼之后的石墨组织，消除粗大片状石墨，改善组织，提高铸件性能。高炉铁水的热量加热废钢和回炉料，热量并不损失。
从冶金学原理分析，高炉铁水直接进入中频炉熔炼与生铁炉料熔化的差别就在于，铸造生铁有一个浇注时在金属型内的急冷过程，从而导致铸造重熔后凝固组织的区别；而短流程的目的在于利用高炉铁水的热量，达到节能的目的。如何在不损失高炉铁水热量的同时，在工艺上采取措施，高炉铁水产生一个激冷过程，细化铁水中的石墨核心，从而消除石墨粗化的问题；方法是用熔炼时加入的废钢、回炉料或再加入调整化学成分用的铁合金作为激冷材料，同时吸收高炉铁水的热量，既不损失热量，又有铁水激冷作用，一举多得，将会改变铁水的凝固组织，成产出高品质铸件；按目前生产工艺条件下的出品率和废品率数据，加入高炉铁水完全凝固的释放的热量可把其他炉料加热到600℃以上；
高炉铁水的含碳量高，但含硅量低，一般在0.5~0.6%，去掉浇注时孕育加入的硅量，熔炼时还需要补充一定的硅量，加入硅铁合金补充；以前对这部分硅铁加入时间没有明确的规定，为了减少烧损，往往在炉料完全溶化后出提温调整成分时加入；距离出炉时间较近，而这部分硅铁由于加入量较大，如果加入时间太靠后，也有很强的孕育作用，再加上出炉时加入的孕育剂，和浇口杯的瞬时孕育，有可能产生“过孕育作用”，铸件中出现厚片状石墨，石墨粗大，达不到对石墨组织的要求；为了消除“过孕育”作用，在炉料完全熔化后，扒渣，然后及时把硅铁加入炉中随铁水提温，消除硅铁的孕育作用，充分发挥后续孕育剂的孕育作用；可以有效细化石墨组织。
研究发现，应调整高炉铁液和其他炉料的加入比例，严格控制和优化铁液化学成分（合金元素）；过热温度和保温时间、出炉处理温度、孕育处理方法、孕育剂类型及加入量、浇注温度和浇注过程等。
短流程工艺中铁液要采取过热均匀化和强化孕育的铁液质量调整措施，可以显著改善短流程铁液的状态，最终生产出完全符合使用性能要求的高质量铸铁件，如果铁水含碳量低于逐渐要求的含碳量，可以加入少量增碳剂调整，能够增加石墨化核心，同时必须加强孕育。
附图说明
图1为本发明实施例1的产品金相组织图；
图2为本发明实施例2的产品金相组织图；
图3为本发明实施例3的产品金相组织图；
图4为本发明实施例4的产品金相组织图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的高炉铁水中成分按重量百分比含C 4.14~4.49%，Si 0.5~0.6%，Mn 0.12~0.16%，S≤0.05%，P≤0.16%，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明实施例中采用的含铁废料为铸铁件机加工铁屑，其成分按重量百分比含C3.0~3.7%，Si 1.8~2.8%，Mn 0.5~1.2%，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明实施例中采用的废钢成分按重量百分比含C 0.18~0.25%，Si 0.5~0.8%，Mn0.50~0.65%，P≤0.02%；S≤0.04%，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明实施例中采用的硅铁合金以及孕育剂均为75%Si硅铁合金。
本发明实施例中选用的增碳剂成分按重量百分比含C 98.27%，Si 0.42%，Mn0.38%，挥发分0.44%，灰分0.38%。
本发明实施例中观测高品质铸件组织采用的设备为德国CARL Zeiss的AxioVert.ALM金相显微镜。
本发明实施例中孕育剂、球化剂和增碳剂为市购产品。
本发明实施例中制备的灰口铸铁牌号为HT250，制备的球磨铸铁牌号为QT500-7或QT450-10。
本发明实施例中采用的中频炉为5t中频电炉。
本发明实施例中获得灰口铸铁的石墨长度4-6mm,石墨形态A型。
本发明实施例中获得球墨铸铁的石墨球化等级2~3级,球化率90~95%。
本发明的方法中，当中频炉内锰含量符合要求时，可不加入锰铁合金；当碳含量符合要求时，可不加入增碳剂。
本发明实施例中，当回炉料中含有铁屑时，铁屑占回炉料总重量的10~15%。
实施例1
在中频炉内先放入回炉料和废钢，将高炉铁水倒入中频炉内，高炉铁水与回炉料和含铁废料换热使铁水凝固；其中高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的50%，废钢为高炉铁水总重量的20±1%，其余为回炉料和铁合金；所述的回炉料为废铸件；高炉铁水在中频炉内与回炉料和废钢进行热交换，高炉铁水有一个凝固过程，与回炉料和废钢接触的高炉铁水部分凝固；
在中频炉内的物料完全凝固前，启动中频炉电源进行加热，当温度达到1350±10℃，向中频炉内的熔体中加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.8%，，锰的重量百分比在0.5%，随后升温至1540℃，使铁水成分均匀化，消除由于后加硅铁引起的过孕育作用；向中频炉内的物料中加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.7%；所述的增碳剂按重量百分比含C≥98%，挥发分和灰分≤1%，其余为Si 和Mn；
将中频炉内的铁水在1540℃保温15min，使铁水中的预存石墨核心溶解；
在铁水包内放置孕育剂，将铁水出铁进入铁水包，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得灰口铸件；孕育剂选用硅铁合金，用量为铁水包内全部物料总重量的0.5%；
灰口铸铁的成分按重量百分比含C 3.2%，Si 2.0%，Mn 0.8%，S≤0.08%，P<0.15%, Cr0.25%，余量为Fe和不可避免杂质；
灰口铸铁组织为珠光体和铁素体，如图1所示，抗拉强度250MPa，硬度（HB）177。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
（1）高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的55%；所述的回炉料为浇冒口；
（2）加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.7%，，锰的重量百分比在0.55%，随后升温至1545℃；加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.0%；
（3）中频炉内的铁水在1545℃保温14min；
（4）孕育剂用量为铁水包内全部物料总重量的0.55%；
（5）获得的灰口铸铁成分按重量百分比含C 3.3%，Si 1.9%，Mn 0.7%，S≤0.08%，P<0.15%, Cr 0.28%，余量为Fe和不可避免杂质；组织为珠光体和铁素体，如图2所示，抗拉强度269MPa，硬度（HB）176。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
（1）高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的60%；所述的回炉料为废铸件和浇冒口；
（2）加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.6%，，锰的重量百分比在0.6%，随后升温至1550℃；加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.4%；
（3）中频炉内的铁水在1550℃保温13min；
（4）孕育剂用量为铁水包内全部物料总重量的0.6%；
（5）获得的灰口铸铁成分按重量百分比含C 3.3%，Si 1.9%，Mn 0.7%，S≤0.08%，P<0.15%, Cr 0.3%，余量为Fe和不可避免杂质；组织为珠光体和铁素体，抗拉强度250MPa，硬度（HB）175。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
（1）所述的回炉料为铁屑、废铸件和浇冒口；
（2）加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.9%，，锰的重量百分比在0.5%；
（3）将球化剂放置在铁水包内，先将待处理的铁水量的60%的铁水出铁进入铁水包进行球化处理，球化处理温度1500±20℃，待反应平稳后，扒渣，然后加入剩余待处理铁水，并同时随加入的铁水冲入孕育剂，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得球墨铸铁；
球化剂为稀土镁硅铁合金，牌号为QRMg8RE3，用量为铁水包内全部物料总重量的1.4%；
孕育剂用量为铁水包内全部物料总重量的0.5%；
（4）球墨铸铁成分按重量百分比含C 3.8%，Si 1.6%，Mn 0.4%，Mg 0.033%, RE 0.027%,S≤0.025%，P<0.06%，余量为Fe和不可避免杂质；组织为珠光体和铁素体，如图3所示，抗拉强度475MP，硬度（HB）192。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：
（1）高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的55%；所述的回炉料为废铸件和浇冒口；
（2）加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.8%，，锰的重量百分比在0.55%，随后升温至1545℃；加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.0%；
（3）中频炉内的铁水在1545℃保温14min；
（4）将球化剂放置在铁水包内，先将待处理的铁水量的65%的铁水出铁进入铁水包进行球化处理，球化处理温度1500±20℃，待反应平稳后，扒渣，然后加入剩余待处理铁水，并同时随加入的铁水冲入孕育剂，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得球墨铸铁；
球化剂为稀土镁硅铁合金，牌号为QRMg8RE3，用量为铁水包内全部物料总重量的1.5%；
孕育剂用量为铁水包内全部物料总重量的0.55%；
（5）球墨铸铁成分按重量百分比含C 3.8%，Si 1.5%，Mn 0.36%，Mg 0.032%, RE0.025%, S≤0.025%，P<0.06%，余量为Fe和不可避免杂质；组织为珠光体和铁素体，如图4所示，抗拉强度470MP，硬度（HB）210。
实施例6
方法同实施例1，不同点在于：
（1）高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的60%；所述的回炉料为废铸件；
（2）加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.7%，，锰的重量百分比在0.6%，随后升温至1550℃；加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.3%；
（3）中频炉内的铁水在1550℃保温13min；
（4）将球化剂放置在铁水包内，先将待处理的铁水量的70%的铁水出铁进入铁水包进行球化处理，球化处理温度1500±20℃，待反应平稳后，扒渣，然后加入剩余待处理铁水，并同时随加入的铁水冲入孕育剂，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得球墨铸铁；
球化剂为稀土镁硅铁合金，牌号为QRMg8RE3，用量为铁水包内全部物料总重量的1.6%；
孕育剂用量为铁水包内全部物料总重量的0.6%；
（5）球墨铸铁成分按重量百分比含C 3.9%，Si 1.5%，Mn 0.45%，Mg 0.035%, RE 0.028,S≤0.025%，P<0.06%，余量为Fe和不可避免杂质；组织为珠光体和铁素体，抗拉强度480MP，硬度（HB）175。
Claims (10)
1.一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）在中频炉内先放入回炉料和废钢，将高炉铁水倒入中频炉内，高炉铁水与回炉料和含铁废料换热使铁水凝固；其中高炉铁水占中频炉中全部物料总重量的50~60%，废钢为高炉铁水总重量的20±1%，其余为回炉料和铁合金；
（2）在中频炉内的物料完全凝固前，启动中频炉电源进行加热，当温度达到1350±10℃，向中频炉内的熔体中加入硅铁合金和锰铁合金，使中频炉内全部物料中硅的重量百分比在1.6~1.9%，，锰的重量百分比在0.5~0.6%，随后升温至1540~1550℃，使铁水成分均匀化，消除由于后加硅铁引起的过孕育作用；
（3）将中频炉内的铁水在1540~1550℃保温13~15min，使铁水中的预存石墨核心溶解；
（4）在铁水包内放置孕育剂，将铁水出铁进入铁水包，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得灰口铸件；或者将球化剂放置在铁水包内，先将待处理的铁水量的60~70%的铁水出铁进入铁水包进行球化处理，球化处理温度1500±20℃，待反应平稳后，扒渣，然后加入剩余待处理铁水，并同时随加入的铁水冲入孕育剂，扒渣并在15 min之内完成浇注，获得球墨铸铁。
2.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的回炉料为废铸件和/或浇冒口，或者为铁屑、废铸件和浇冒口。
3.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于步骤（2）中，向中频炉内的物料中加入增碳剂，控制全部物料中碳的重量百分比在3.0~3.7%。
4.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的孕育剂选用硅铁合金，用量为铁水包内全部物料总重量的0.5~0.6%。
5.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的球化剂为稀土镁硅铁合金，牌号为QRMg8RE3，用量为铁水包内全部物料总重量的1.4~1.6%。
6.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的增碳剂按重量百分比含C≥98%，挥发分和灰分≤1%，其余为Si 和Mn。
7.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的高炉铁水中成分按重量百分比含C 4.14~4.49%，Si 0.5~0.6%，Mn 0.12~0.20%，S≤0.05%，P≤0.16%。
8.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于步骤（4）中，当制备灰口铸铁时，其成分按重量百分比含C 3.2~3.3%，Si 1.9~2.0%，Mn 0.7~0.8%，S≤0.08%，P<0.15%, Cr 0.25~0.3%，余量为Fe和不可避免杂质。
9.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于步骤（4）中，当制备球墨铸铁时，其成分按重量百分比含C 3.8~3.9%，Si 1.5~1.6%，Mn 0.4~0.45%，S≤0.025%，P<0.06%，余量为Fe和不可避免杂质。
10.根据权利要求1所述的一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法，其特征在于所述的灰口铸铁组织为珠光体和铁素体，抗拉强度250~280MPa，硬度（HB）175~177，所述的球磨铸铁组织为珠光体和铁素体，抗拉强度470~480MP，硬度（HB）175~210。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710443903.0A CN107119168B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710443903.0A CN107119168B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107119168A true CN107119168A (zh) | 2017-09-01 |
| CN107119168B CN107119168B (zh) | 2018-11-30 |
Family
ID=59730460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710443903.0A Active CN107119168B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107119168B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108193127A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-22 | 芜湖市金贸流体科技股份有限公司 | 一种轨道交通套筒类铸件的铸造成型方法 |
| CN108504805A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-07 | 芜湖新兴新材料产业园有限公司 | 一种控制高炉短流程铸造石墨漂浮的方法 |
| CN109338025A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-02-15 | 杭州幽若科技有限公司 | 一种环保的废钢生产球墨铸铁井盖流水线工艺 |
| CN109355554A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-19 | 西安理工大学 | 一种短流程水平连铸球墨铸铁型材的方法 |
| CN114703420A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种新型含氮商用车缸体材料生产方法 |
| CN116254454A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-06-13 | 昌黎县众创精密机件有限公司 | 一种短流程弧形连铸生产球墨铸铁型材方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101773989A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 迁安市津唐球墨铸管有限公司 | 短流程熔炼、水玻璃砂造型生产球墨铸铁件的工艺 |
| CN101787403A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-28 | 河北工业大学 | 一种制备风力发电设备用铸件的短流程生产工艺 |
| CN102304602A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-01-04 | 林州市银桥机械制造有限公司 | 一种短流程生产的蠕墨铸铁及其生产方法和应用 |
| CN103343178A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-09 | 李明弟 | 高强度铸铁短流程快速自净化熔炼技术 |
| CN106319129A (zh) * | 2015-06-26 | 2017-01-11 | 姜蕾 | 一种制备风力发电设备铸件的短流程生产方法 |
-
2017
- 2017-06-13 CN CN201710443903.0A patent/CN107119168B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101773989A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 迁安市津唐球墨铸管有限公司 | 短流程熔炼、水玻璃砂造型生产球墨铸铁件的工艺 |
| CN101787403A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-28 | 河北工业大学 | 一种制备风力发电设备用铸件的短流程生产工艺 |
| CN102304602A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-01-04 | 林州市银桥机械制造有限公司 | 一种短流程生产的蠕墨铸铁及其生产方法和应用 |
| CN103343178A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-09 | 李明弟 | 高强度铸铁短流程快速自净化熔炼技术 |
| CN106319129A (zh) * | 2015-06-26 | 2017-01-11 | 姜蕾 | 一种制备风力发电设备铸件的短流程生产方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108193127A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-22 | 芜湖市金贸流体科技股份有限公司 | 一种轨道交通套筒类铸件的铸造成型方法 |
| CN108504805A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-07 | 芜湖新兴新材料产业园有限公司 | 一种控制高炉短流程铸造石墨漂浮的方法 |
| CN109338025A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-02-15 | 杭州幽若科技有限公司 | 一种环保的废钢生产球墨铸铁井盖流水线工艺 |
| CN109355554A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-19 | 西安理工大学 | 一种短流程水平连铸球墨铸铁型材的方法 |
| CN114703420A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种新型含氮商用车缸体材料生产方法 |
| CN116254454A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-06-13 | 昌黎县众创精密机件有限公司 | 一种短流程弧形连铸生产球墨铸铁型材方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107119168B (zh) | 2018-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107119168B (zh) | 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 | |
| CN107338390B (zh) | 一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材及其制备方法 | |
| CN106811676A (zh) | 一种高强度高韧性铸态qt700‑10及其生产方法 | |
| CN104404360B (zh) | 一种大直径灰铸铁型材材料及其制备方法 | |
| KR102204170B1 (ko) | 회주철 접종제 | |
| CN107267855A (zh) | 一种高强度含镍灰铸铁及其铸造方法 | |
| CN105385935B (zh) | 一种高硅钼蠕墨铸铁及其生产方法 | |
| CN106191640A (zh) | 一种球墨铸铁材料及其制备方法 | |
| CN110819753B (zh) | 一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺 | |
| CN104152793B (zh) | Qt500-7厚壁件质量和成分控制的方法 | |
| CN105200305B (zh) | 一种灰铸铁及其制备方法 | |
| CN105886693A (zh) | 一种中等强度高延伸率球铁的熔炼方法 | |
| CN102337452B (zh) | 一种低合金耐热铸铁的制备方法 | |
| CN109988964A (zh) | 球墨铸铁材料、其制备方法和应用 | |
| CN102115801A (zh) | 一种优质球墨铸铁的生产方法及由其制备的球墨铸铁 | |
| CN104593663B (zh) | 一种耐磨白口铸铁及其制备方法 | |
| CN110484810A (zh) | 一种高负载性能的球墨铸铁、制作方法、用途及刹车盘 | |
| CN115261711B (zh) | 一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN114457280B (zh) | 一种高强度、高延伸粘土砂铸态qt700-10球铁铸件的制备方法 | |
| CN105695856A (zh) | 载重高端叉车高韧性驱动桥壳用球墨铸铁及其生产方法 | |
| CN1436862A (zh) | 高强度钢性球铁的制造方法 | |
| CN111687380B (zh) | 珠光体基体超高强度韧性球墨铸铁曲轴的生产方法 | |
| CN104946849B (zh) | 多元铝铁合金脱氧剂及其制备方法 | |
| CN101921890B (zh) | 一种注余钢锭锰元素的回收方法 | |
| CN115261705B (zh) | 一种高强高韧耐磨抗疲劳型钢导板的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240513 Address after: 132000 Shengli Street, Mingcheng Town, Panshi City, Jilin City, Jilin Province Patentee after: Panshi Jianlong Steel Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 132301 Gongnong street, Mingcheng Town, Panshi City, Jilin Province Patentee before: PANSHI HUAXING AUTO PARTS MANUFACTURE Co.,Ltd. Country or region before: China |