CN113862417B - 一种中频炉生产铁水的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中频炉生产铁水的工艺方法，属于铸铁制造技术领域，包括原材料质量管控、计算所需原材料的重量、炉前预投合金辅料及第一次加入部分重量的原材料后满功率送电生产、继续加入原材料并第二次加入合金辅料、继续加入原材料、继续加入原材料并第三次加入合金辅料且原材料添加至熔化完毕、熔清后升温除渣送检。本发明从原材料管控、配料结构优化及加料顺序等方面进行控制，提高孕育前的铁水质量，为孕育球化操作做好了准备，尤其适用于生产球墨铸铁的铸件，可明显提高铸件的石墨球化率及单位面积的石墨球数。

Description

一种中频炉生产铁水的工艺方法
技术领域
本发明涉及中频炉生产铸铁技术领域，尤其是一种中频炉生产铁水的工艺方法，用于生产球墨铸铁铸件。
背景技术
电炉冶炼氧化期吹氧去磷，钢铁料氧化损耗大，收得率低，环境污染较大。冶炼过程持续造渣，渣料消耗大，电弧加热石墨电极等辅料成本较高，且钢水增碳不稳定，易出现铁水成分不均匀性的问题。相对而言，中频炉生产铸铁件的优势明显：（1）操作简便，升温快，使用能耗低，确保最优化及稳定的熔化过程，减轻熔炉工人操作；（2）工件受感应加热影响，加热均匀，芯表温差极小；（3）应用温控系统实现对温度的精确控制，提高产品质量和合格率；（4）优化工作环境、降低工人劳动强度，实现了熔炼生产无污染、低耗能的发展需求。
另，球墨铸铁比重较钢轻约10%，加工时产生缺陷少，且球墨铸铁减震性、耐磨性、对缺口敏感性等方面优于锻钢。球墨铸铁取代锻钢或铸钢，重点提高韧性，尤其是动态韧性，从降低有害杂质含量，细化晶粒和显微组织，球化或钝化、分散弱相(如石墨)以减小应力集中系数等方面实现。
现有技术在生产球墨铸铁的铁水时存在以下问题：
（1）常规中频炉原料包括生铁、废钢及合金等，废钢原料属于非熔炼生产，种类杂多，供应商分类管理不到位，易出现铁水成分波动问题。
（2）铸铁件采用中频炉生产，传统配料为生铁+废钢和合金等，熔炼铁水质量一般，主要为铁水中形核质点偏少，后续，依靠包底或压入法孕育球化，也易出现不均匀性问题。
（3）中频炉熔炼原料主要为生铁、废钢等，一般是生铁化水后再补加废钢，采用拉碳进限的方式完成熔炼，此种熔炼方式成渣较多。
根据国家绿色钢铁发展要求，进一步开发高效化、节能化的熔炼工艺，减少或取代高能耗、高排放的电炉冶炼工艺，实现绿色熔炼。因此，有必要研发一种中频炉生产铁水的工艺方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种中频炉生产铁水的工艺方法，能够有效提高孕育前的铁水质量，为孕育球化操作做好了准备，尤其适用于生产球墨铸铁的铸件，可明显提高铸件的石墨球化率及单位面积的石墨球数。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种中频炉生产铁水的工艺方法，包括以下步骤：
步骤1，炉前检查生产原料废钢和生铁的质量，保证无锈蚀、无油污；
步骤2，依据需生产铁水量计算好所需废钢的重量和所需生铁的重量；
步骤3，中频炉内提前预投含硅合金辅料若干，随后加入所需生铁的重量的50%的生铁及所需废钢的重量的30%的废钢，满功率送电生产；
步骤4，继续向中频炉内加入废钢，当加入到所需废钢的重量的50%的废钢时，在中频炉内铁水裸露的地方补加入含硅合金辅料若干，依靠中频炉的铁水搅拌能力进行熔化；
步骤5，继续向中频炉内加入所需生铁的重量的30%的生铁，填充废钢空隙；
步骤6，继续熔化并持续加入废钢的量达到所需废钢的重量的80%时，再次补加入含硅合金辅料若干，放于裸露铁水上方，将剩余20%生铁加入炉内，随炉料熔化，补充剩余废钢至熔化完毕；
步骤7，当加入中频炉内的废钢、生铁和含硅合金辅料熔清后提高中频炉内的温度，在铁水表面加入聚渣剂除渣后，取样送检，送检合格后即制备得到高质量的铁水。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1中，检查生产原料废钢的质量具体包括：
（1）考核废钢供应商的供货能力、检测能力及质量管理能力，考核合格后方可纳入合格供应商名单，并购买符合要求的废钢原料；
（2）购买的废钢入库前进行光谱检测，压块后的废钢入库前逐车检测，在车前、车中、车后分别取样2个进行抽检，肉眼观察压块后废钢形状明显不同时，增加单独抽样检测，检测合格后方可作料生产原料。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中，所述预投含硅合金辅料的量为需生产铁水量的1.0%。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中，所述补加入含硅合金辅料的量为需生产铁水量的1.0%。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤6中所述再次补加入加含硅合金辅料的量为需生产铁水量的0.5%。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤7中，提高中频炉内的温度至1400～1440℃。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明从原料来源进行管控，采用废钢源头控制及入厂检测标准制定及执行，有效的提升了废钢的质量，保证了质量的的稳定性，有效的杜绝了废钢导致的铁水残余元素超标所带来的孕育球化问题。
2、本发明优化调整了配料结构，利用含硅合金辅料替代部分合金，在铁水熔融的不同阶段分三次加入，三次加入的量不同，有效的提高了出铁前铁水的孕育质量。
3、本发明优化了加料顺序，将所用废钢、生铁及合金，分阶段、分批次加入，有效的减少了熔渣，更加便于熔炼操作。
4、本发明从原材料管控、配料结构优化及加料顺序等方面进行控制，能够有效提高孕育前的铁水质量，为孕育球化操作做好了准备，尤其适用于生产球墨铸铁的铸件，可明显提高铸件的石墨球化率及单位面积的石墨球数。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明提供了一种中频炉生产铁水的工艺方法，主要应用于中频炉生产铸铁铸件，尤其生产球墨铸铁铸件；主要从原材料管控、配料结构优化及加料顺序等方面进行控制：
1、原材料管控
常规中频炉原料包括生铁、废钢及合金等，废钢原料属于非熔炼生产，种类杂多，供应商分类管理不到位，易出现铁水成分波动问题。因此，须从采购及废钢检测环节建立有效机制：
（1）废钢供应商须具备检测能力及质量管理能力，废钢来源须稳定，不能经常更换厂家，其销售业绩也非常关键，代表其供货能力。
（2）废钢入库前须光谱检测，高质量废钢一般源于轻薄料，但冲压件成分差别也较大，压块后废钢入库前须逐车检测，在前、中、后分别取样2个，肉眼观察压块废钢形状明显不同时，须增加单独抽样检测。
2、配料
（1）优化配料结构
铸铁件采用中频炉生产，传统配料为生铁+废钢和合金等，熔炼铁水质量一般，主要为铁水中形核质点偏少，后续，依靠包底或压入法孕育球化，也易出现不均匀性问题。在配料中加入一定比例的含硅合金辅料，增加铁水中形核质点，利用中频炉自身搅拌能力使铁水均匀化，提高铁水质量。
（2）优化加料顺序
中频炉熔炼原料主要为生铁、废钢等，生铁化水后补加废钢，采用拉碳进限的方式完成熔炼。加入含硅合金辅料，须保证尽可能接触铁水，减少成渣。因此，热炉或炉内剩水下熔炼，可提高收得率。
具体的：
一种中频炉生产铁水的工艺方法，包括以下步骤：
步骤1，炉前检查生产原料废钢和生铁的质量，保证无锈蚀、无油污；使用烘烤后的中频炉或炉内剩水生产；检查生产原料废钢的质量具体包括：
（1）考核废钢供应商的供货能力、检测能力及质量管理能力，考核合格后方可纳入合格供应商名单，并购买符合要求的废钢原料；
（2）购买的废钢入库前进行光谱检测，压块后的废钢入库前逐车检测，在车前、车中、车后分别取样2个进行抽检，肉眼观察压块后废钢形状明显不同时，增加单独抽样检测，检测合格后方可作料生产原料。
步骤2，依据需生产铁水量计算好所需废钢的重量和所需生铁的重量；
步骤3，中频炉内提前预投入需生产铁水量的1.0%的含硅合金辅料，随后加入所需生铁的重量的50%的生铁及所需废钢的重量的30%的废钢，满功率送电生产；
步骤4，继续向中频炉内加入废钢，当加入到所需废钢的重量的50%的废钢时，在中频炉内铁水裸露的地方补加入需生产铁水量的1.0%的含硅合金辅料，依靠中频炉的铁水搅拌能力进行熔化；
步骤5，继续向中频炉内加入所需生铁的重量的30%的生铁，填充废钢空隙；所述废钢为压块废钢；
步骤6，继续熔化并持续加入废钢的量达到所需废钢的重量的80%时，再次补加入需生产铁水量的0.5%的含硅合金辅料，放于裸露铁水上方，将剩余20%生铁加入炉内，随炉料熔化，补充剩余废钢至熔化完毕；
步骤7，当加入中频炉内的废钢、生铁和含硅合金辅料熔清后提高中频炉内的温度至1400～1440℃，在铁水表面加入聚渣剂除渣后，取样送检，送检合格后即制备得到高质量的铁水。
以上所制备的高质量的铁水成功组织生产多支球墨铸铁产品，性能检测满足用户需求。
综上所述，本发明从原材料管控、配料结构优化及加料顺序等方面进行控制，提高孕育前的铁水质量，为孕育球化操作做好了准备，尤其适用于生产球墨铸铁的铸件，可明显提高铸件的石墨球化率及单位面积的石墨球数。

Claims (3)

1.一种中频炉生产铁水的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，炉前检查生产原料废钢和生铁的质量，保证无锈蚀、无油污；
步骤2，依据需生产铁水量计算好所需废钢的重量和所需生铁的重量；
步骤3，中频炉内提前预投含硅合金辅料若干，随后加入所需生铁的重量的50％的生铁及所需废钢的重量的30％的废钢，满功率送电生产；
所述预投含硅合金辅料的量为需生产铁水量的1.0％；
步骤4，继续向中频炉内加入废钢，当加入到所需废钢的重量的50％的废钢时，在中频炉内铁水裸露的地方补加入含硅合金辅料若干，依靠中频炉的铁水搅拌能力进行熔化；
所述补加入含硅合金辅料的量为需生产铁水量的1.0％；
步骤5，继续向中频炉内加入所需生铁的重量的30％的生铁，填充废钢空隙；
步骤6，继续熔化并持续加入废钢的量达到所需废钢的重量的80％时，再次补加入含硅合金辅料若干，放于裸露铁水上方，将剩余20％生铁加入炉内，随炉料熔化，补充剩余废钢至熔化完毕；
所述再次补加入含硅合金辅料的量为需生产铁水量的0.5％；
步骤7，当加入中频炉内的废钢、生铁和含硅合金辅料熔清后提高中频炉内的温度，在铁水表面加入聚渣剂除渣后，取样送检，送检合格后即制备得到高质量的铁水。
2.根据权利要求1所述的一种中频炉生产铁水的工艺方法，其特征在于：步骤1中，检查生产原料废钢的质量具体包括：
(1)考核废钢供应商的供货能力、检测能力及质量管理能力，考核合格后方可纳入合格供应商名单，并购买符合要求的废钢原料；
(2)购买的废钢入库前进行光谱检测，压块后的废钢入库前逐车检测，在车前、车中、车后分别取样2个进行抽检，肉眼观察压块后废钢形状明显不同时，增加单独抽样检测，检测合格后方可作料生产原料。
3.根据权利要求1所述的一种中频炉生产铁水的工艺方法，其特征在于：步骤7中，提高中频炉内的温度至1400～1440℃。
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