CN107686933B - 一种球墨铸铁生产方法及其制备的球墨铸铁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球墨铸铁的生产方法及其制备的球墨铸铁，涉及冶金工业领域，本发明所公开的生产方法，分别在覆盖球化剂时、球化反应结束后第二次出铁水前、出完全部铁水并扒渣后以及浇注时四个时机加入孕育剂，使铁水在整个浇注过程中始终处于有效的孕育状态下，可以获得合格的球状石墨形态及数量，保证了所生产的球墨铸铁的质量。
Description
【技术领域】
本发明涉及冶金工业领域，具体涉及一种球墨铸铁的生产方法及其制备的球墨铸铁。
【背景技术】
球墨铸铁是一种既保持了灰口铸铁的优点又具有钢的柔性和强度的材料，很好地解决了灰铁和钢所不能解决的问题，广泛应用于机械行业及其它行业。球墨铸铁的生产对工艺技术要求非常高，经实验证明，如果生产的球墨铸铁材质中不能生成良好的、数量足够多的球状石墨，其性能还不如低牌号的灰口铸铁，无法使用于工业领域。所以，生产优质球墨铸铁的首要关键就是获得良好的和数量足够多的球状石墨。
现有技术中的球墨铸铁生产工艺，除少量的孕育剂用于覆盖球化剂外，其余的孕育剂在第一次出铁水时随铁流一起冲入球铁包。孕育剂有效时间为8分钟～10分钟，即孕育剂自加入铁水起，8～10分钟后开始孕育衰退。在实际生产中，一包铁水需要浇注多箱铸件，自开始出铁到第一箱铸件开始浇注需要6～8分钟左右的时间，故在4分钟不到的时间内浇完余下的铸件，在生产中是较难做到的。现有技术的生产工艺加入的孕育剂随球化沸腾时烧损严重，并且在球化反应时加速了孕育剂溶入铁水的速度，因此缩短了孕育剂的有效孕育时间。因为过早的加入孕育剂，使得自孕育剂加入开始孕育到铁水浇注之间的时间过长，所以现有技术的生产工艺很难确保每次铁水球化处理都能得到合格的球状石墨形态及数量。因此导致铸件的废品率居高不下，这也成了困扰每个球墨铸铁生产企业的难题。
球墨铸铁广泛地应用于机床类铸件产品。而机床类铸件产品由于其使用特点，要求材料具有良好的抗拉强度以及较高的材料硬度。在现有技术中，生产高强度、高硬度球墨铸铁时，通常添加Cu、Mo、Ni、V、Ti、Cr等元素，来提高球墨铸铁的强度和硬度，这已成为众多铸造企业的首选方案，但是，这种方案在提高了球墨铸铁的抗拉强度和材料硬度的同时，也会导致球墨铸铁的机械加工性能变差，机械加工工时延长，在加工过程中经常出现的磨刀、打刀现象。此外，诸如Mo、Ni、V等金属的价格昂贵，导致铸件的生产成本高昂。
【发明内容】
为解决前述问题，本发明提供了一种球墨铸铁的生产方法，确保球墨铸铁材质中具有合格的球状石墨形态及数量。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种球墨铸铁的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
步骤一：在熔炼设备中加入原料并将原料熔炼成铁水，所述原料包括质量比为35的普通碳素废钢、30～45的球铁回炉铁、25的Q10新生铁、0.5～1的硅铁以及11的层焦；
步骤二：采用球铁专用铁水包，将球铁专用铁水包预热到一定温度，在球铁专用铁水包内放置球化剂，然后在所述球化剂表面覆盖孕育剂，将步骤一所述铁水总量的2/3～3/4倒入所述球铁专用铁水包，并加入Sn，在1460℃-1490℃下进行反应，所述孕育剂与步骤一所述铁水的质量比为0.1～0.2：100，所述Sn与步骤一所述铁水的质量比为0.04～0.05：100；
步骤三：到达反应时间后，向所述球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一所述铁水倒入所述球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，所述孕育剂与步骤一所述铁水的质量比为0.3～0.4：100；
步骤四：对步骤三所述铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，所述孕育剂与步骤三所述铁水的质量比为0.4～0.5：100；
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，所述孕育剂与步骤四所述铁水的质量比为0.05～0.1：100。
进一步的，所述熔炼设备包括冲天炉和电炉，所述步骤一包括如下子步骤：子步骤1：使用冲天炉将所述原料熔炼成初熔铁水，熔炼温度为1440℃-1460℃，熔炼时间为60min；
子步骤2：将所述初熔铁水放入所述电炉并加入铜，所述铜与步骤一所述铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温形成待出铁水，所述待出铁水的温度为1460℃-1490℃；
子步骤3：对所述待出铁水进行静置和除渣；
子步骤4：在所述待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成所述铁水。
可选的，所述步骤二的球铁专用铁水包为带有球化剂坑的球铁专用铁水包，所述球铁专用铁水包设有与所述球化剂坑相匹配的盖板，所述盖板加盖于所述球化剂坑，所述盖板的厚度为15mm～20mm。
进一步的，在步骤二中，所述孕育剂表面覆盖有覆盖剂，所述球化剂、孕育剂和覆盖剂放入所述球化剂坑后，所述盖板加盖于所述球化剂坑，所述覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，所述覆盖剂与步骤一所述铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
可选的，所述球铁专用铁水包在步骤二进行之前加热到250℃～350℃，所述步骤二的球化反应时间为45s～70s，所述步骤三的球化反应时间为2min。
可选的，所述孕育剂的粒度为5mm～15mm或0.2mm～0.7mm，所述孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe；所述球化剂的粒度为5mm-25mm，所述球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，所述球化剂与步骤一所述铁水的质量比为1.7～2.0：100。
可选的，在步骤四中，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，所述覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，所述覆盖剂与步骤一所述铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
可选的，从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，补加浮硅孕育剂，所述浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
可选的，在步骤五中，浇注温度为1360℃-1390℃，从所述步骤二结束到所述步骤五完成的时间为0-15分钟。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
在整个球墨铸铁生产过程中，铁水需要有一个合适的化学成分范围，除此之外，在铸件完全凝固之前，铁水还应始终保持含有足够量的球墨化元素和铁水始终保持有效孕育状态，才能获得符合产品材质要求的球墨铸铁产品。球墨化元素即Mg元素，Mg元素是一种极易被氧化的元素，Mg被氧化生成氧化镁则失去了球化效果。因此能保护Mg不氧化的微观环境就是铁水的有效孕育微观环境。而要形成铁水的有效孕育微观环境的条件是铁水中必须拥有足够数量的有效孕育质点。有效孕育质点主要的来源是加入孕育剂。而孕育剂只有在分子状态下才会在铁水中形成孕育所需的微观环境，具有孕育效果。一旦孕育剂失去孕育效果，铁水中的Mg就无法得到保护，导致铁水中的Mg含量减少，因而无法得到合格的球状石墨形态及数量。所以，如何在浇注过程中控制孕育剂的加入量和孕育效果的失效时间是球墨铸铁生产的关键。
本发明所提供的生产方法，是将需要加入的孕育剂分不同的时间段加入。将原料在冲天炉熔炼成铁水后倒入电炉继续加热升温，同时在电炉中根据所要生产的球墨铸铁牌号，将铁水成分调整至符合该牌照球墨铸铁的成分要求。而后的每一个生产步骤中均有孕育剂加入，即使铁水前期所加入的孕育剂已经失效，由于在每个步骤中均及时地添加了孕育剂，铁水在整个浇注过程中始终处于有效的孕育状态下，铁水中的Mg得到了保护，避免被氧化，因此可以获得合格的球状石墨形态及数量，保证了所生产的球墨铸铁的质量。
另外，为解决高抗拉强度、高材料硬度的球墨铸铁机械加工性能差、生产成本高的问题，本发明还提供了一种球墨铸铁，所述球墨铸铁由上述任意一项所述的生产方法制备。
所制备出的球墨铸铁，在避免使用价格昂贵的Mo、Ni、V等合金的情况下，同样获得了高抗拉强度、高材料硬度的球墨铸铁，大大降低了生产成本，使产品在市场的竞争力得到了提高，
另外，尽管Gr、Sb等元素能提高球墨铸铁的硬度，但同时也导致了其机械加工性能变差的现象，致使其机械加工困难。而所制备出的球墨铸铁中不加入Gr、Sb等元素，则产品的机械加工性能得到了提高。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式进行详细的揭露。
【具体实施方式】
下面对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一：QT700-2球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用5mm～15mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.1：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.05：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.3：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.5：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.1：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.05:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.55％，Si：2.70％，Mn：0.55％，Cu：0.83％，Sn：0.050％，Mg：0.046％，Re：0.037％，S：0.015％，P：0.048％；拉伸强度：731MPa，屈服强度：565MPa，延伸率：3.86％，铸件本体硬度HB：209；石墨形态：球化率：1-2级；石墨球大小：6级，球化率：90％。
实施例二：QT600-3球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用0.2mm～0.7mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.2：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.04：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.3：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.4：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.1：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.04:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.60％，Si：2.81％，Mn：0.58％，Cu：0.84％，Sn：0.048％，Mg：0.056％，Re：0.042％，S：0.018％，P：0.040％；拉伸强度：658MPa，屈服强度：525MPa，延伸率：4.56％，铸件本体硬度HB：215；石墨形态：球化率：1级；石墨球大小：7级，球化率：92％。
实施例三：QT700-2球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用0.2mm～0.7mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.15：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.05：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.35：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.45：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.05：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.05:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.60％，Si：2.83％，Mn：0.58％，Cu：0.84％，Sn：0.048％，Mg：0.052％，Re：0.041％，S：0.018％，P：0.040％；拉伸强度：723MPa，屈服强度：572MPa，延伸率：3.76％，铸件本体硬度HB：220；石墨形态：球化率：1级；石墨球大小：7级，球化率：90％。
实施例四：QT600-3球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用5mm～15mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.18：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.04：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.32：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.43：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.07：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.04:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.43％，Si：2.85％，Mn：0.64％，Cu：0.84％，Sn：0.051％，Mg：0.047％，Re：0.040％，S：0.018％，P：0.041％；拉伸强度：695MPa，屈服强度：541MPa，延伸率：3.42％，铸件本体硬度HB：215；石墨形态：球化级别：2级；石墨球大小：6级，球化率：90％。
实施例五：QT700-2球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用0.2mm～0.7mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.2：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.05：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.35：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.4：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.05：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.05:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.51％，Si：2.67％，Mn：0.53％，Cu：0.80％，Sn：0.046％，Mg：0.046％，Re：0.040％，S：0.011％，P：0.041％；拉伸强度：734MPa，屈服强度：500MPa，延伸率：2.29％，铸件本体硬度HB：220；石墨形态：球化率：1-2级；石墨球大小：6级，球化率：90％。
实施例六：QT700-2球墨铸铁，熔炼步骤如下：
步骤一：使用冲天炉将质量比为35的普通废钢、40的球铁回炉铁、25的Q10生铁、0.5～1的硅铁以及11的焦层在1440℃-1460℃温度下熔炼60min形成初熔铁水，再将初熔铁水放入电炉并加入铜，铜与初熔铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温，形成待出铁水，待出铁水的温度为1460-1490℃，再对待出铁水进行静置和除渣，在待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成铁水。
步骤二：采用带有球化剂坑的球铁专用铁水包，球铁专用铁水包设有与球化剂坑相匹配的盖板，盖板的厚度为20mm。将球铁专用铁水包预热到300℃，在球化剂坑内放置球化剂，球化剂的粒度为5mm-25mm，球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，球化剂与步骤一中铁水的质量比为1.7：100；然后在球化剂表面覆盖孕育剂，孕育剂的粒度采用5mm～15mm，孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.1：100；孕育剂表面再覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000；然后将盖板加盖于球化剂坑；将步骤一中铁水总量的2/3～3/4倒入球铁专用铁水包，并加入Sn，Sn与步骤一中铁水的质量比为0.05：100，在1460-1490℃下进行反应，反应时间为45s～70s，
步骤三：到达反应时间后，向球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一中铁水倒入球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，孕育剂与步骤一中铁水的质量比为0.3：100；反应时间为2min。
步骤四：对步骤三中铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，孕育剂与步骤三中铁水的质量比为0.5：100，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，覆盖剂与步骤一中铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，浇注温度为1360℃-1390℃，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，孕育剂与步骤四铁水的质量比为0.1：100，从步骤二结束到步骤五完成的时间为0-15分钟。
本实施例中，球化剂加入量与步骤一中铁水质量比为1.7:100，孕育剂加入总量与步骤一中铁水质量比为1:100，Sn加入量与步骤一中铁水质量比为0.05:100；
另外，当从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，需要补加浮硅孕育剂，浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
本实施例中，铸件化学成分:C：3.59％，Si：2.85％，Mn：0.61％，Cu：0.79％，Sn：0.051％，Mg：0.055％，Re：0.052％，S：0.019％，P：0.043％；拉伸强度：735MPa，屈服强度：506MPa，延伸率：3.42％，铸件本体硬度HB：215；石墨形态：球化率：1级；石墨球大小：7级，球化率：90％。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (10)
1.一种球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括如下步骤：
步骤一：在熔炼设备中加入原料并将原料熔炼成铁水，所述原料包括质量比为35的普通碳素废钢、30～45的球铁回炉铁、25的Q10新生铁、0.5～1的硅铁以及11的层焦；
步骤二：采用球铁专用铁水包，将球铁专用铁水包预热到一定温度，在球铁专用铁水包内放置球化剂，然后在所述球化剂表面覆盖孕育剂，将步骤一所述铁水总量的2/3～3/4倒入所述球铁专用铁水包，并加入Sn，在1460℃-1490℃下进行反应，所述孕育剂与步骤一所述铁水的质量比为0.1～0.2：100，所述Sn与步骤一所述铁水的质量比为0.04～0.05：100；
步骤三：到达反应时间后，向所述球铁专用铁水包内加入孕育剂，再将剩余的步骤一所述铁水倒入所述球铁专用铁水包继续进行反应，反应温度为1360℃-1390℃，所述孕育剂与步骤一所述铁水的质量比为0.3～0.4：100；
步骤四：对步骤三所得铁水进行扒渣处理，再加入孕育剂，所述孕育剂与步骤三所得铁水的质量比为0.4～0.5：100；
步骤五：将步骤四所得铁水浇注到铸型中，在浇注过程中使用随流孕育装置加入孕育剂，所述孕育剂与步骤四所得铁水的质量比为0.05～0.1：100。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述熔炼设备包括冲天炉和保温电炉，所述步骤一包括如下子步骤：
子步骤1：使用冲天炉将所述原料熔炼成初熔铁水，熔炼温度为1440℃-1460℃，熔炼时间为60min；
子步骤2：将所述初熔铁水放入所述保温电炉并加入铜，所述铜与步骤一所述铁水的质量比为0.5-0.8：100，再对加入铜的初熔铁水进行化学成分调整和测温形成待出铁水，所述待出铁水的温度为1460℃-1490℃；
子步骤3：对所述待出铁水进行静置和除渣；
子步骤4：在所述待出铁水的温度为1460℃-1490℃时出铁形成所述铁水。
3.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述步骤二的球铁专用铁水包为带有球化剂坑的球铁专用铁水包，所述球铁专用铁水包设有与所述球化剂坑相匹配的盖板，所述盖板加盖于所述球化剂坑，所述盖板的厚度为15mm～20mm。
4.根据权利要求3所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：在步骤二中，所述孕育剂表面覆盖有覆盖剂，所述球化剂、孕育剂和覆盖剂放入所述球化剂坑后，所述盖板加盖于所述球化剂坑，所述覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，所述覆盖剂与步骤一所述铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
5.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述球铁专用铁水包在步骤二进行之前加热到250℃～350℃，所述步骤二的球化反应时间为45s～70s，所述步骤三的反应时间为2min。
6.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述孕育剂的粒度为5mm～15mm或0.2mm～0.7mm，所述孕育剂各组分质量百分比为Si60％～65％、Ca1.0％～2.0％、Al<1.5％、Ba4.0％～6.0％，其余为Fe；所述球化剂的粒度为5mm-25mm，所述球化剂各组分质量百分比为Mg7.5％～8.5％、Re2.5％～3.5％、Si38％～44％、Al<1％、Ti<1％，其余为Fe，所述球化剂与步骤一所述铁水的质量比为1.7～2.0：100。
7.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：在步骤四中，加入孕育剂后在孕育剂表面覆盖有覆盖剂，所述覆盖剂包括SiO2和Al2O3，各组分之间质量比为65-75：10-15，所述覆盖剂与步骤一所述铁水的质量比为0.05～0.1：1000。
8.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：从步骤二结束到步骤五开始的时间超过8分钟时，补加浮硅孕育剂，所述浮硅孕育剂的补加量与步骤二中剩余铁水的质量比为0.2：100。
9.根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征在于：在步骤五中，浇注温度为1360℃-1390℃，从所述步骤二结束到所述步骤五完成的时间为0-15分钟。
10.一种球墨铸铁，其特征在于：所述球墨铸铁由权利要求1至9之一所述的生产方法制备。
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