專利名稱：一種用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造方法，具體涉及一種用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的的方法。
背景技術(shù)：
用新生鐵等包括廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵，爐料配比廢鋼30%、回爐廢舊鑄鐵35%、新生鐵35% (據(jù)《鑄造工程師手冊(cè)》。)，此配比強(qiáng)度低，不易控制，鐵水白口傾向大，易產(chǎn)生收縮缺陷，易發(fā)生鑄鐵遺傳性缺陷，生產(chǎn)成本高。申請(qǐng)人:系機(jī)床鑄件專業(yè)生產(chǎn)廠家。機(jī)床鑄件要求表面光潔，輪廓清晰，具 有一定強(qiáng)度、硬度等性能。在生產(chǎn)實(shí)踐中鑄造機(jī)床鑄件常遇到所用爐料中的新生鐵往往具有遺傳性，它改變鑄件各種性能，增加鑄造缺陷。I、申請(qǐng)人曾使用過(guò)化學(xué)成分(C. Si. Mn. P. S)均符合要求的新生鐵，從爐前三角試塊控制及對(duì)生產(chǎn)出的鑄件進(jìn)行化學(xué)分析，均在要求范圍，但鑄件的強(qiáng)度、尤其是硬度等力學(xué)性能卻難以達(dá)到預(yù)期。撤換此種新生鐵，鑄件的強(qiáng)度、硬度立即得以恢復(fù)。2、申請(qǐng)人曾遇到和使用另一類新生鐵，其化學(xué)成分與上例一樣符合使用要求，生產(chǎn)過(guò)程中鐵水質(zhì)量很易控制，鑄件強(qiáng)度、硬度也很理想。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)機(jī)床床身油池處有縮松缺陷，造成油池滲油。停止使用此類新生鐵，油池滲漏自行消失。3、申請(qǐng)人生產(chǎn)的某些機(jī)床導(dǎo)軌，須經(jīng)高頻淬火，由于某些新生鐵的遺傳作用，使導(dǎo)軌莫明奇妙地淬火后硬度達(dá)不到要求。所謂的生鐵的遺傳性即在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往可看到由一種金屬爐料改換成另一種金屬爐料，鐵水的主要化學(xué)成分不變，但鑄鐵的組織(石墨化程度、白口傾向以及石墨化形態(tài)等，)卻發(fā)生變化，爐料與鑄件組織之間的這種關(guān)系，通常叫做鑄鐵的遺傳性。一般這種遺傳性與生鐵中的氣體、非金屬夾雜物以及不經(jīng)常分析的微量元素的存在有關(guān)。申請(qǐng)人:原生產(chǎn)的灰鑄鐵機(jī)床鑄件的金屬爐料由新生鐵、回爐鐵(包括廢舊鑄鐵)及鐵合金組成。生鐵的遺傳作用主要由新生鐵引起的?；貭t鐵是經(jīng)過(guò)一次或多次熔煉，其遺傳作用得到不同程度的削弱和遏制，其有害作用難以顯現(xiàn)。申請(qǐng)人思索，配料時(shí)是否不用新生鐵，只用回爐鐵(包括廢舊鑄件)和廢鋼等，這樣就可避開(kāi)新生鐵的遺傳性的不良作用，來(lái)克服以上的問(wèn)題，從而使鑄件性能穩(wěn)定，質(zhì)量得到提高。大量使用回爐鐵需從市場(chǎng)采購(gòu)，這類回爐鐵來(lái)自各個(gè)不同時(shí)期的各種報(bào)廢機(jī)械零部件，由于這些回爐鐵來(lái)源廣，渠道多，即使其中某一報(bào)廢鑄件具有某方面的遺傳作用，但其在配料中所占比例有限，這種遺傳性達(dá)不到有害作用的臨界值，其鑄造缺陷不會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。廢鋼來(lái)源于廢鋼材,鋼材生產(chǎn)時(shí)都經(jīng)過(guò)熔煉、精煉過(guò)程,對(duì)鑄鐵生產(chǎn)來(lái)說(shuō)應(yīng)該是純凈的。因此大量使用回爐鐵及廢鋼，鑄鐵的遺傳性是不存在的。

發(fā)明內(nèi)容
為了緩解現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的的方法，包括以下內(nèi)容(I)按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28_32%，另外稱取總量
I.4-1. 6%的錳鐵，備用；(2)采用兩排大間距沖天爐，加入廢鐵和廢鋼、錳鐵，使廢鐵和廢鋼始終處于沖天爐底焦高位熔化，焦炭選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達(dá)85%以上的焦炭，增碳率在20% 25%之間；底焦送風(fēng)強(qiáng)度選擇在100m3/m2. min左右，控制出爐溫度> 1450°C ；4、鐵水孕育處理，出鐵水時(shí)，從出鐵槽加入備用的硅鐵；5、爐前控制澆注三角試塊，控制三角試塊寬度在3_5mm之間，三角試塊斷口為組 織細(xì)致，呈銀灰色，三角試塊尖端有白口，白口寬度在3-5mm之間。6、鑄鐵中各化學(xué)元素含量為C為3. 08-3. 22%，Si為I. 48-1. 80%，Mn為
O.76-0. 96%，P為O. 21-0. 275%，S為O. 12-0. 14%，余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法，所述的組成原料的重量配比為廢鐵70%和廢鋼30%，另外錳鐵用量為鐵水總重量的I. 5%，所述的錳鐵中錳含量為65%，硅鐵中硅含量為70%。以廢鋼、回爐鐵為主要爐料，會(huì)造成碳、硅量下降，鐵水性能惡化。但本發(fā)明通過(guò)調(diào)整沖天爐爐況，提升碳含量，提高增碳率，本發(fā)明采取的技術(shù)措施主要有本發(fā)明配料時(shí)以廢鐵、廢鋼為爐料，爐料中含碳量降低，要使碳得到預(yù)期的含量，必須在沖天爐中進(jìn)行增碳。在鐵水成分相同的情況下，原始爐料配比中含碳量越低，通過(guò)沖天爐增碳越多，其組織中珠光體組織越多、越細(xì)，A型石墨片越小，鑄鐵的機(jī)械性能越高。加入廢鋼、廢鐵，使廢鐵和廢鋼始終處于高位熔化，是為了熔化的鐵水通過(guò)熾熱的底焦路程增大，便于鐵水增碳。申請(qǐng)?jiān)纯刂坪盟惋L(fēng)強(qiáng)度，鐵液白口傾向大，限制了廢鋼的進(jìn)一步使用。后選擇適當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)強(qiáng)度，使廢鋼和回爐鐵使用量增加。送風(fēng)強(qiáng)度選擇在100m3/m2. min左右，也是為了利于鐵水增碳，并使鐵水溫度不致過(guò)低。選擇適當(dāng)?shù)臓t型，申請(qǐng)人選用兩排大間距沖天爐，爐溫高，增碳率大。選擇灰份少、氣孔率小，固定碳高達(dá)85%以上的焦炭，也是為了鐵水與焦炭接觸過(guò)程，便于鐵水增碳，并獲得高溫鐵水。本發(fā)明選用鑄造型焦炭，其成分如下焦炭主要成分(干基化驗(yàn))
項(xiàng)目名稱~WmψΜ[H
指標(biāo)(％) 11.64I. 58048Φ130X120此焦炭固定碳高達(dá)85%左右，出爐溫度彡1450°C，硫含量〈O. 5%，大爐增碳率約在20% 25%。爐前控制三角試塊，就是檢查和控制獲得的鐵水是否符合高強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。在沖天爐正常運(yùn)行，孕育處理適當(dāng)，這時(shí)三角試塊斷口為組織細(xì)致，呈銀灰色，三角試塊尖端有白口，白口寬度在3-5mm之間。就可以判定其化學(xué)成分以及機(jī)械性能在要求的范圍之內(nèi)，冶金質(zhì)量控制得力，具有良好的冶金質(zhì)量。無(wú)論是力學(xué)性能、鑄造性能還是切削加工性能，都得到良好的統(tǒng)一。如因故大爐運(yùn)行不正常，三角試塊斷口出現(xiàn)晶粒粗大、無(wú)白口或白口寬度大幅增大，說(shuō)明沖天爐生產(chǎn)出來(lái)的鐵水不達(dá)預(yù)期，應(yīng)及時(shí)調(diào)整大爐運(yùn)行狀況，使沖天爐恢復(fù)正
等O本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明以廢鐵廢鋼為爐料生產(chǎn)的高強(qiáng)度鑄鐵鐵水具有良好的鑄造性能。 鑄造性能主要指鐵液的流動(dòng)性和鐵液的收縮性。I)過(guò)熱度高的鐵液含氧量低，鐵水純凈度高，流動(dòng)性能好，有利于非金屬夾雜物聚集、上浮而被除去，對(duì)于消除氣孔、夾渣及澆注出外形完好、輪廓清晰的鑄件有利。2)鑄造收縮性關(guān)系到鑄件有無(wú)縮孔、縮松等缺陷，它是鐵液鑄造性能的又一重要內(nèi)容?；诣T鐵、球鐵等在凝固過(guò)程中由于石墨析出而體積膨脹，膨脹大小、出現(xiàn)早晚，均與鑄鐵的冶金質(zhì)量和冷卻速度不同而變化。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法，包括以下內(nèi)容用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的的方法，包括以下內(nèi)容(I)按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28_32%，另外稱取總量
I.4-1. 6%的錳鐵，備用；(2)采用兩排沖天爐，加入廢鐵和廢鋼、錳鐵，使廢鐵和廢鋼始終處于沖天爐底焦高位熔化，焦炭選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達(dá)85%的焦炭，增碳率在20% 25%之間；底焦送風(fēng)強(qiáng)度選擇在100m3/m2. min左右，控制出爐溫度> 1450 °C ；(3)鐵水孕育處理，出鐵水時(shí)，從出鐵槽加入備用的硅鐵；(4)爐前控制澆注三角試塊，控制三角試塊寬度在3_5mm之間，三角試塊斷口為組織細(xì)致，呈銀灰色，三角試塊尖端有白口，白口寬度在3-5mm之間。(5)鑄鐵中各化學(xué)元素含量為C為3. 08-3. 22%，Si為I. 48-1. 80%，Mn為O. 76-0. 96%，P為O. 21-0. 275%，S為O. 12-0. 14%，余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。猛鐵用量為鐵水總重量的I. 5%,所述的猛鐵中猛含量為65%,娃鐵中娃含量為70%。本發(fā)明的用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵性能檢測(cè)數(shù)據(jù)本發(fā)明的金相檢驗(yàn)為片狀A(yù)型石墨為80-90%，其余的為B型石墨；無(wú)碳化物和磷共晶，本發(fā)明生產(chǎn)的高強(qiáng)度鑄鐵為HT250標(biāo)準(zhǔn)，抗拉強(qiáng)度達(dá)250 Rm (Mpa)就可，實(shí)際抗拉強(qiáng)度高達(dá) 290Rm (Mpa), C 為 3. 08-3. 22%, Si 為 I. 48-1. 80%, Mn 為 O. 76-0. 96%, P 為O. 21-0. 275%, S 為 O. 12-0. 14%。申請(qǐng)人:今年擬生產(chǎn)鑄件9000噸(材質(zhì)為HT200、HT250)，爐料不需新生鐵，9000噸
高強(qiáng)度鑄鐵的原材料全部是廢舊鋼鐵。如采用普通鑄鐵生產(chǎn)，那么9000噸鑄件需要3300余噸新生鐵。這3300噸新生鐵是冶金企業(yè)消耗大量焦炭、礦石、電力而取得的，即以大量能源及資源消耗和環(huán)境污染的重大代價(jià)換取的。列表如下
生產(chǎn)9000噸高強(qiáng)度鑄鐵和普通鑄鐵所耗原材料比較
權(quán)利要求
1.一種用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的的方法，其特征在于包括以下內(nèi)容 (1)按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28-32%，另外稱取總量I.4-1. 6%的錳鐵，備用； (2)采用兩排大間距沖天爐，加入廢鐵和廢鋼、錳鐵，使廢鐵和廢鋼始終處于沖天爐底焦高位熔化，焦炭選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達(dá)85%以上的焦炭，增碳率在20% 25%之間；底焦送風(fēng)強(qiáng)度選擇在IOOmVm2. min左右，控制出爐溫度> 1450°C ； (3)鐵水孕育處理，出鐵水時(shí)，從出鐵槽加入備用的硅鐵； (4)爐前控制澆注三角試塊，控制三角試塊寬度在3-5mm之間，三角試塊斷口為組織細(xì)致，呈銀灰色，三角試塊尖端有白口，白口寬度在3-5mm之間； (5)鑄鐵中各化學(xué)元素含量為C為3.08-3. 22%, Si為I. 48-1. 80%, Mn為O. 76-0. 96%,P為O. 21-0. 275%，S為O. 12-0. 14%，余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法，其特征在于所述的組成原料的重量配比為廢鐵70%和廢鋼30%，另外錳鐵用量為鐵水總重量的I. 5%，所述的錳鐵中錳含量為65%，硅鐵中硅含量為70%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法，包括以下內(nèi)容按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28-32%，另外稱取總量1.4-1.6%的錳鐵，采用兩排沖天爐，使金屬爐料廢鐵和廢鋼始終處于高位熔化，底焦送風(fēng)強(qiáng)度選擇在100m3/m2.min左右，控制出爐溫度≥1450℃，選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達(dá)85%的焦炭，使鐵水始終處于高溫，鐵水充分增碳，最后鐵水孕育處理，出鐵水時(shí)，從出鐵槽加入備用的硅鐵。本發(fā)明鑄件強(qiáng)度高，組織細(xì)密、石墨小；鑄件的鑄造性能和加工性能好，而且生產(chǎn)成本低，無(wú)有害的遺傳性。
文檔編號(hào)C22C37/10GK102888484SQ201210335070
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者俞在宏, 鄭奇, 鄭光玉, 田佳偉 申請(qǐng)人:安徽涇縣金泰機(jī)械有限公司