專利名稱:低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)的制作方法
本發(fā)明是屬于冶金鑄造工藝。
在已有的技術(shù)中，連續(xù)鑄鐵管大多是用普通灰鑄鐵連續(xù)鑄造工藝制成的。這種工藝主要包括1.高碳當(dāng)量的鐵水，其成份的重量百分比(以下皆同)范圍是C Si Mn P S3.4～4.6 2.0～2.9 0.4～0.6≤0.1≤0.12.鐵水出爐溫度≤1400℃，澆注溫度≥1350℃。
3.采用內(nèi)外器通水冷卻，進(jìn)水溫度5～28℃。
這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是ⅰ)投資少，技術(shù)簡(jiǎn)單。ⅱ)對(duì)原料及生產(chǎn)批量要求低，適應(yīng)性強(qiáng)。ⅲ)價(jià)格便宜。但是，這種鑄造方法存在如下的缺點(diǎn)①石墨片粗大，并且分布不均勻，組織對(duì)冷卻速度的敏感性大。②金相組織中存在有約10～15%的自由滲碳體。上述缺點(diǎn)造成管子抗拉強(qiáng)度低;耐水壓性能差，易滲漏;施工過程中破碎率高等問題。
為保留灰鑄鐵連續(xù)鑄管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并克服其缺點(diǎn)，本發(fā)明特提出一種技術(shù)條件簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高而成本低的低稀土高強(qiáng)度鑄鐵連續(xù)鑄管技術(shù)。
本發(fā)明的主要構(gòu)思是①把鑄鐵含Mn量提高到1.0～1.4%。②采用“出鐵槽內(nèi)阻流法”加入少量的稀土合金。③采用爐前的孕育工藝。提高含Mn量是通過在沖天爐爐后隨爐料加入錳鐵的辦法實(shí)現(xiàn)的。在鐵水溫度達(dá)到1380～1400℃的條件下，用“出鐵槽內(nèi)阻流法”加入0.2～0.6%的稀土合金(稀土混合物成分RexOy33%，Si38%)。然后用0.2～0.4%的硅鐵(75%Si)進(jìn)行爐前的孕育處理。處理后的鐵水成分為C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.05 0.020～0.045這種成分的鐵水可按已有拉管工藝進(jìn)行連續(xù)拉管。通過這種處理技術(shù)，提高了含Mn量，把S量降低到0.05%以下，使組織致密，石墨細(xì)化鑄鐵管的珠光體含量≥85%，自由滲碳體含量≤3%，從而使抗拉強(qiáng)度提高25%，耐水壓性能提高50%，降低了脆性及施工破碎率。
附圖是沖天爐“出鐵槽內(nèi)阻流法”加入稀土合金示意圖。它主要包括沖天爐〔1〕，出鐵槽〔3〕，稀土合金〔4〕，阻流磚〔5〕和出鐵口〔6〕。其中阻流磚〔5〕按放在距出鐵口〔6〕是整個(gè)出鐵槽〔3〕長(zhǎng)度的2/3處左右。稀土合金〔4〕置于出鐵口〔6〕與阻流磚〔5〕之間并接近阻流磚〔5〕。
下面以直徑為400mm的鑄鐵管為例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例按已有技術(shù)配料方法，并隨爐料加入錳鐵(65%Mn)，熔化后的鐵水成分達(dá)到C Si Mn P S3.6～4.2 2.1～2.6 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.1再將5-10mm直徑的稀土混合物1.6kg到4.8kg(相當(dāng)于0.2～0.6%)，置于出鐵口〔6〕與阻流磚〔5〕之間并接近阻流磚〔5〕的出鐵槽〔3〕內(nèi)。待沖天爐〔1〕中的鐵水溫度達(dá)到1380-1400℃時(shí)，放出鐵水〔2〕，使其首先與阻流磚〔5〕附近的稀土合金〔4〕接觸，在鐵水〔2〕的作用下，稀土合金處于熔融或半熔融狀態(tài)，并在其前進(jìn)方向受到阻流磚〔5〕的阻礙，回流以使稀土合金〔4〕與鐵水〔2〕充分混合均勻，然后通過阻流磚〔5〕底部的空隙流入澆包內(nèi)。待出鐵達(dá)總鐵水量的2/3時(shí)，在出鐵槽〔3〕內(nèi)加入1.6kg-3.2kg(相當(dāng)于0.2～0.4%)的硅鐵合金(含75%Si)進(jìn)行孕育處理。處理后的鐵水化學(xué)成分如下C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.05 0.020～0.045這種化學(xué)成分的鐵水，再以已有技術(shù)規(guī)定的澆注速度和拉管工藝進(jìn)行連續(xù)鑄管。阻流磚〔5〕的材料可用普通SiO2磚或Al2O8磚，其大小應(yīng)以能安放到出鐵槽〔3〕內(nèi)為宜，其高度以鐵水〔2〕不從阻流磚〔5〕上方流過為宜。阻流磚〔5〕與出鐵槽〔3〕的底部間距為出鐵槽〔3〕高度的1/3(約50～80mm)。
經(jīng)此實(shí)施例處理的低稀土高強(qiáng)度鑄鐵管，其材料的抗拉強(qiáng)度為σb＝20～24kg/mm2，較已有技術(shù)的灰鑄鐵管抗拉強(qiáng)度提高25%;耐水壓P＝30kg/cm2，較已有技術(shù)的灰鑄鐵管耐水壓提高50%;管環(huán)抗彎強(qiáng)度平均達(dá)到40kg/mm2。
本發(fā)明的實(shí)施工藝適用于φ100～φ600mm的鑄鐵管。所采用的拉管工藝與灰鑄鐵管的已有拉管工藝相同。
本發(fā)明工藝所采用的錳鐵化學(xué)成分為含Mn 65%的錳鐵，也可用含Mn 45%的錳鐵。所采用的稀土合金為1號(hào)稀土合金，也可用含稀土18～80%的其它稀土合金(包括稀土硅鐵，稀土硅鈣，稀土鋁硅鎂合金等)。所采用的孕育劑為含75%Si的硅鐵，也可用含95%Si或45%Si的硅鐵。
權(quán)利要求
1.一種冶金鑄造中低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，主要包括沖天爐[1]熔化鐵水；1380～1400℃的鐵水出爐溫度；大于或等于1350℃的澆注溫度；內(nèi)外器循環(huán)水的冷卻工藝。其特征在于它還包括在沖天爐爐后隨爐料加入錳鐵，以提高含Mn量；在出鐵槽[3]內(nèi)安放阻流磚[5]，在出鐵口[6]與阻流磚[5]之間并靠近阻流磚[5]處放入稀土合金[4]的“出鐵槽內(nèi)阻流法”；及待出鐵達(dá)總鐵水量2/3時(shí)，在出鐵槽[3]內(nèi)加入硅鐵并進(jìn)行爐前孕育處理，以達(dá)到本技術(shù)要求的化學(xué)成分范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，隨爐料加入錳鐵，使鐵水中含Mn量提高到1.0～1.4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，“出鐵槽內(nèi)阻流法”在出鐵槽〔3〕內(nèi)所安放的阻流磚〔5〕的高度以鐵水〔2〕不從阻流磚〔5〕上方流過為宜，長(zhǎng)度以能安放到出鐵槽〔3〕內(nèi)為宜。阻流磚〔5〕與出鐵槽〔3〕底部的間距為出鐵槽〔3〕高度的1/3為宜。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或3所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，“出鐵槽內(nèi)阻流法”所加入稀土合金〔4〕的加入量為0.2～0.6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或4所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，所加入稀土合金〔4〕可以是1號(hào)稀土合金，也可以是稀土硅鐵，稀土硅鈣，稀土鋁硅鎂合金等。稀土混合物成份為RexOy33%，Si38%。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，進(jìn)行爐前孕育處理所加硅鐵量為0.2～0.4%。所加硅鐵化學(xué)成份為Si75%。也可用Si45%，Si95%的硅鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)，其中，本技術(shù)要求的化學(xué)成份范圍是C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4≤0.1≤0.05 0.020～0.045
專利摘要
一種冶金鑄造中低稀土高強(qiáng)度連續(xù)鑄鐵管技術(shù)， 是在克服普通灰鑄鐵連續(xù)鑄管技術(shù)中存在的抗拉強(qiáng) 度低，耐水壓性能差，易滲漏等問題而提出來(lái)的。本 發(fā)明通過增加鑄件的含Mn量，并采用“出鐵槽內(nèi)阻 流法”，加入稀土合金從而改善鑄件的石墨形態(tài)，去渣 除氣，提高鑄件組織的致密性和珠光體的含量，同時(shí) 采用爐前的孕育工藝，從而消除鑄管外表皮的自由滲 碳體和組織敏感性，得到組織致密，強(qiáng)度高，耐水壓性 能好的鑄鐵管，使經(jīng)濟(jì)效益提高80元/噸。
文檔編號(hào)B22D1/00GK86106799SQ86106799
公開日1988年7月6日 申請(qǐng)日期1986年10月7日
發(fā)明者高欽, 羅其義, 陳育芹 申請(qǐng)人:大連工學(xué)院, 鞍山市鑄鍋廠, 大連鐵道學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan