球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，包括原鐵水制備；球化處理；孕育處理；澆注鑄件；時(shí)間控制。本發(fā)明通過控制鐵水溫度、時(shí)間以及加入規(guī)定粒度的無硅球化劑，既起球化作用，又不對鐵水增Si，節(jié)約了大量的生鐵等原材料，解決了大量廢料的浪費(fèi)，維護(hù)了生態(tài)平衡，能顯著降低鑄件生產(chǎn)成本，獲得了巨大經(jīng)濟(jì)效益，化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能全部達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熔煉技術(shù)，具體涉及一種球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國大多數(shù)的機(jī)械制造廠球鐵件使用砂鑄、消失模和“V”法鑄造工藝生產(chǎn)。因砂鑄件工藝出品率低，消失模開始試制階段，廢品較多，鐵水利用率很差，澆冒口及廢件占鐵水總質(zhì)量的60%以上。球鐵回爐料的大量堆積，不但占用公司生產(chǎn)成本，而且造成資源浪費(fèi)對環(huán)境也造成了一定的破壞，而球鐵熔煉要進(jìn)行球化和孕育處理，這兩種處理都是增Si過程。
[0003]為了保證鐵水最終化學(xué)成分合格，在配料時(shí)必須使原鐵水Si量很低，對含Si高的球鐵回爐料只能加入30%左右，這樣就有30%以上的回爐料剩余。因此，球鐵回爐料大量剩余是國內(nèi)外砂鑄球鐵件生產(chǎn)中的難題。為保證球鐵件化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能合格，以及提高回爐料配比，只有如下兩個(gè)途徑。a.使用含硅很低的生鐵。b.球化處理時(shí)使用低硅(5%~10% )或無硅(〈5% )的球化劑。目前，含Si很低的生鐵受冶煉技術(shù)的限制，價(jià)格極高，不宜大量使用。
[0004]無硅球化劑的密度(4.5~5.5 g, / cm )小，因而球化反應(yīng)時(shí)球化劑團(tuán)塊易上浮，在鐵水表面與空氣接觸而氧化燃燒，不起球化作用。球化處理時(shí)反應(yīng)易爆發(fā)，反應(yīng)程度劇烈，極易造成球化元素大量燒損，鐵水嚴(yán)重氧化，甚至使整爐鐵水報(bào)廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種既起球化作用，又不對鐵水增Si，節(jié)約了大量的生鐵等原材料，解決了大量廢料的浪費(fèi)，維護(hù)了生態(tài)平衡，能顯著降低鑄件生產(chǎn)成本，獲得了巨大經(jīng)濟(jì)效益，化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能全部達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法。
[0006]其技術(shù)方案是:球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，包括以下步驟:
a、原鐵水制備:熔化設(shè)備為中頻感應(yīng)爐，鐵水材料包括生鐵、廢鋼、球鐵回爐料；
b、球化處理:用1000kg堤壩凹坑式鐵水球化包，沖入法處理，鐵水出爐溫度為1500~1550度，箱體澆注溫1420~1430度，稀土鎂合金粒度5~30mm，無硅球化劑粒度為5mm~30mm ；
C、孕育處理:孕育劑采用75SiBa孕育劑，包括兩次孕育，一次孕育在球化包內(nèi)，孕育劑粒度為3~8mm ;二次孕育在球化后倒包時(shí)隨流進(jìn)行，孕育劑粒度為0.3~0.5mm ;
d、澆注鑄件:控制鑄件質(zhì)量；
e、時(shí)間控制:從球化處理至澆注完的時(shí)間少于lOmin。
[0007] 所述步驟b中控制球化包的高度與直徑之比H / D，H / D為1.8。[0008]所述步驟b中無硅球化劑在鐵水中能逐層進(jìn)行反應(yīng)，包底用耐火磚砌成的半圓柱形凹坑半徑為26mm,高度為20mm。
[0009]所述步驟b中通過加強(qiáng)對無硅球化劑的覆蓋，控制球化反應(yīng)開始時(shí)間。
[0010]所述步驟b中嚴(yán)格控制鐵水溫度，確定鐵水出爐溫度為1520~1550°C。
[0011]所述步驟b中無硅球化劑的添加在出鐵水前。
[0012]所述步驟d中澆注鑄件澆注完要趁熱清凈鐵水表面熔渣。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn):用無硅球化劑處理球鐵，球化包的高度與直徑之比為1.8，凹坑為半徑26mm，高度20mm，效果很好；球鐵回爐料配比最高達(dá)到80%，并在任何工藝出口率條件下，均可保持爐料平衡；二次孕育在球化后倒包時(shí)隨流進(jìn)行，孕育劑料粒度0.3~0.5mm，進(jìn)一步增加石墨球的球數(shù)和圓整性，提高球化率；解決了大量廢料的浪費(fèi)，維護(hù)了生態(tài)平衡，能顯著降低鑄件生產(chǎn)成本，獲得了巨大經(jīng)濟(jì)效益；通過控制鐵水溫度、時(shí)間以及加入規(guī)定粒度的無硅球化劑，其化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能不但全部達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，有些指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，包括以下步驟:
a、原鐵水制備:熔化設(shè)備為中頻感應(yīng)爐，鐵水材料包括生鐵、廢鋼、球鐵回爐料；
b、球化處理:用1000kg堤壩凹坑式鐵水球化包，沖入法處理，鐵水出爐溫度為1500~1550度，箱體澆注溫1420~1430度，稀土鎂合金粒度5~30mm，無硅球化劑粒度為5mm~30mm ；
C、孕育處理:孕育劑采用75SiBa孕育劑，包括兩次孕育，一次孕育在球化包內(nèi)，孕育劑粒度為3~8mm ;二次孕育在球化后倒包時(shí)隨流進(jìn)行，孕育劑粒度為0.3~0.5mm ;
d、澆注鑄件:控制鑄件質(zhì)量；
e、時(shí)間控制:從球化處理至澆注完的時(shí)間少于lOmin。
[0015]所述步驟b中控制球化包的高度與直徑之比H / D，H / D為1.8。
[0016]所述步驟b中無硅球化劑在鐵水中能逐層進(jìn)行反應(yīng)，包底用耐火磚砌成的半圓柱形凹坑半徑為26mm,高度為20mm。
[0017]所述步驟b中通過加強(qiáng)對無硅球化劑的覆蓋，控制球化反應(yīng)開始時(shí)間。
[0018]所述步驟b中嚴(yán)格控制鐵水溫度，確定鐵水出爐溫度為1520~1550°C。
[0019]所述步驟b中無硅球化劑的添加在出鐵水前。
[0020]所述步驟d中澆注鑄件澆注完要趁熱清凈鐵水表面熔渣。
[0021]具體操作方法為:a.根據(jù)無硅球化劑的球化反應(yīng)特點(diǎn)，應(yīng)保證鐵水沖人球化包后，球化劑上方有足夠的鐵水壓力，以減少鐵水翻騰，充分吸收Mg蒸汽，使Mg的汽化過程達(dá)到平穩(wěn)均勻。為此，球化包的高度與直徑之比H / D應(yīng)合適，經(jīng)計(jì)算為1.8-2.0。球化包的H / D 改為 1.8。
[0022]b.為保證無娃球化劑在鐵水中能逐層進(jìn)行反應(yīng),要對包底用耐火磚砌成的半圓柱形凹坑進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，使其正好能緊實(shí)地裝滿球化劑、孕育劑及復(fù)蓋材料。凹坑過大會推遲球化反應(yīng)開始時(shí)間，降低鐵水溫度，甚至使球化劑“凍結(jié)”在包底不反應(yīng)；凹坑過小則鐵水剛一沖人就掀開覆蓋材料，造成球化劑裸露使球化元素大量燒損。球化包凹坑經(jīng)計(jì)算改為半徑26mm,高度20 mm,效果很好。
[0023]c.加強(qiáng)對無硅球化劑的覆蓋，控制球化反應(yīng)開始時(shí)間。球化劑加入包底后，要鋪平、搗實(shí)，上面覆蓋用于一次孕育的娃貝鐵粒，再覆蓋一層厚15 mm、粒度I~3 mm的專用覆蓋劑，最后搗實(shí)，壓上厚10 mm的球鐵蓋板。這樣，保證了出完2 / 3鐵水后，球化反應(yīng)剛好進(jìn)行，使整個(gè)反應(yīng)非常平穩(wěn)。
[0024]d.嚴(yán)格控制鐵水溫度。無硅球化劑對處理溫度很敏感，溫度稍高，球化反應(yīng)劇烈，球化元素?zé)龘p嚴(yán)重；溫度偏低，球化反應(yīng)又明顯減慢，甚至出現(xiàn)球化劑糊死在包底不反應(yīng)的情況。我廠根據(jù)所澆鑄件大小等具體情況，確定鐵水出爐溫度為1520~1550°C。一旦發(fā)現(xiàn)鐵水溫度過高，可在球化反應(yīng)結(jié)束后，出剩余的I / 3鐵水時(shí)，隨流加入0.1%~0.2%的稀土鎂合金，補(bǔ)充元素的燒損。當(dāng)鐵水溫度較低時(shí)，可用鋼釬在包底攪動，強(qiáng)制鐵水與球化劑發(fā)生反應(yīng)。
[0025]e.因無硅球化劑中Mg是以純鎂粉狀態(tài)存在的，熔點(diǎn)很低，在球化包剛用完的情況下立刻加入無硅球化劑會造成Mg燃燒，使球化失效。因此，高溫的熱包必須在臨出鐵水前加球化劑，加完立即出鐵水，中間停留時(shí)間不能超過30S。
[0026]f.無硅球化劑反應(yīng)后的渣多，易糊死包坑，澆注完要趁熱清凈熔渣，以備再用。
[0027]采用上述工藝，使無硅球化劑的應(yīng)用完全達(dá)到了單獨(dú)使用稀土鎂合金的效果。
[0028]熔煉時(shí)增大回爐料配比
因無硅球化劑基本無 硅，故其所占比例越大，其帶入鐵水中的Si就越少，越可增大含Si高的球鐵回爐料的配比。根據(jù)無硅球化劑所占比例的不同，確定不同回爐料加入量，試驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0029]表1根據(jù)無硅球化劑與稀土鎂合金的比例確定回爐料配比
【權(quán)利要求】
1.球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:包括以下步驟: a、原鐵水制備:熔化設(shè)備為中頻感應(yīng)爐，鐵水材料包括生鐵、廢鋼、球鐵回爐料； b、球化處理:用1000kg堤壩凹坑式鐵水球化包，沖入法處理，鐵水出爐溫度為1500~1550度，箱體澆注溫1420~1430度，稀土鎂合金粒度5~30mm，無硅球化劑粒度為5mm~30mm ； C、孕育處理:孕育劑采用75SiBa孕育劑，包括兩次孕育，一次孕育在球化包內(nèi)，孕育劑粒度為3~8mm ;二次孕育在球化后倒包時(shí)隨流進(jìn)行，孕育劑粒度為0.3~0.5mm ; d、澆注鑄件:控制鑄件質(zhì)量； e、時(shí)間控制:從球化處理至澆注完的時(shí)間少于lOmin。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟b中控制球化包的高度與直徑之比H / D，H / D為1.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟b中無硅球化劑在鐵水中能逐層進(jìn)行反應(yīng)，包底用耐火磚砌成的半圓柱形凹坑半徑為26mm,高度為20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟b中通過加強(qiáng)對無硅球化劑的覆蓋，控制球化反應(yīng)開始時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟b中嚴(yán)格控制鐵水溫度，確定鐵水出爐溫度為1520~1550°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟b中無硅球化劑的添加在出鐵水前。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鐵熔煉中應(yīng)用無硅球化劑處理球鐵回爐料的方法，其特征在于:所述步驟d中澆注鑄件澆注完要趁熱清凈鐵水表面熔渣。
【文檔編號】C22C33/10GK104004959SQ201410219500
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】曹洪光, 劉運(yùn)家 申請人:東營恒誠機(jī)械有限公司