[發明專利]一種制備風力發電設備用鑄件的短流程生產工藝

有效

• 申請號: 201010102832.6
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101787403A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 趙維民;廖波;任廣進;楊蘭明;丁儉;李海鵬;趙陽;扈大勇
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21C7/064;C21C5/52;B22D1/00;C22C37/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術領域

本發明的技術方案涉及鑄鐵合金的制造，具體地說是一種制備風力發電設備用鑄件 的短流程生產工藝。

背景技術

風力發電設備的重要構成部件大多是鑄件，例如風力發電裝置中葉片的輪轂、齒輪 箱體和機械臺架等均是鑄件。由于風力發電設備常常被安裝在高海拔的內陸或海洋上， 溫度較低，工作環境比較惡劣，而且風力發電設備巨大，尤其是齒輪箱體和輪轂等部件 安裝的位置較高，因此吊裝和維修都不易進行，這就要求這些鑄件能穩定可靠地運行20 年以上。此外，風力發電機的鑄件多為主要承載件，所以要求這些大型鑄件在能長期可 靠使用的同時，還具有穩定的力學性能。

由于球墨鑄鐵的力學性能遠優于灰口鐵，甚至接近于鋼，而且具有優良的鑄造性能， 因此風力發電設備用鑄件多采用球墨鑄鐵。隨著風力發電設備向大容量、高質量和高壽 命方向發展，要求風力發電設備用鑄件的尺寸逐漸增大，其斷面也就越來越大(可達200mm 以上)，這使得風力發電設備用鑄件已歸為厚大斷面鑄件的范疇。但厚度的增加往往會產 生鑄件芯部球化不良等問題，這會影響厚大斷面鑄件的使用性能。為了順應風力發電設 備用鑄件斷面尺寸和厚度增大的趨勢，必須保證風力發電設備用厚大斷面鑄件具有穩定 的力學性能并保證它們在低溫氣候及各種惡劣環境下具有良好的韌性，因此對其生產工 藝就提出了更高要求，包括要嚴格控制鑄件的化學成分，即要減少其中P和S雜質的含 量，嚴格控制Mn和Si的含量，保證良好的冶金質量，此外還要保證有良好的球化和孕 育效果。

當前，風力發電設備用鑄件的常規生產流程是：高爐鐵水澆鑄冷卻形成生鐵錠，經 過運輸到達鑄造廠，再將其與廢鋼和回爐料等一起在沖天爐中熔煉，再經球化孕育之后 進行澆注。該流程中煉鐵和鑄造是兩個分開的環節，高爐鐵水的熱量被損失浪費，并且 在沖天爐中生鐵的重熔又會造成吸氣和雜質增多，使得影響冶金質量的不穩定因素增加。 同時，上述流程中一般采用沖入法進行球化處理，即把鐵水倒入底部已加入球化劑的球 化包中，這種方法效率低且污染嚴重，球化效果也不佳；孕育則采用多次孕育的方式， 包括隨流法、型內孕育和澆口杯育絲孕育等方法，在厚大斷面鑄件的孕育過程中易出現 球化衰退現象，無法有效地增加石墨球數。此外，以焦炭為燃料的沖天爐，熔煉過程中 會排放出大量的CO₂和SO₂，對環境造成污染，有悖于國際上減少溫室氣體排放和節能降 耗的大趨勢。由此可見，非常有必要改進現有風力發電設備用鑄件的生產工藝流程。

CN101348846A公開了高爐-中頻爐雙聯熔煉短流程生產技術，其中雖然提到熔煉短流 程技術，但沒有涉及風力發電設備用鑄件的生產及鑄件的厚大斷面問題。CN101407884A 披露了一種風能設備用鑄件的熔煉工藝，其中所述風能設備鑄件的熔煉工藝是將新生鐵 和廢鋼放入熔煉電爐中熔化，則高爐中鐵水的熱量被浪費，且電爐中生鐵的重熔對鐵水 的質量會造成不利影響，同時此專利工藝中的孕育需要四次才能完成，球化孕育過程復 雜，不易控制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種制備風力發電設備用鑄件的短流程生產工 藝，由于采用短流程工藝，從高爐出來的鐵水不經冷卻澆注成生鐵錠，在脫磷處理和脫 硫處理后直接注入中頻感應電爐中，在中頻感應電爐中進行成分調整，后經球化孕育澆 注成型，從而克服了現有技術在風力發電設備用厚大斷面鑄件的生產中，冶金質量的不 穩定，球化效果不佳，球化孕育過程復雜且不易控制，孕育過程中易出現球化衰退現象， 無法有效地增加石墨球數，以及造成環境污染的諸多缺點。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：一種制備風力發電設備用鑄件的短流 程生產工藝，是一種制備風力發電設備用厚大斷面鑄件的短流程生產工藝，具體步驟如 下：

第一步，鐵礦石的燒結和高爐熔煉還原

將鐵礦石粉碎和磁選制成鐵精粉，然后把鐵精粉燒結成燒結礦，再把燒結礦送至 1500℃～1550℃的高爐內，經熱風和焦炭把燒結礦熔煉還原成鐵水；

第二步，脫磷和脫硫處理