[發(fā)明專利]一種球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)裝置

無效

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• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102732664A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃為;陳建平;童攀;廖成智
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙金龍鑄造實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C33/08;C22C37/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬熔煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

球墨鑄鐵是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼。球墨鑄鐵是指鐵液通過球化處理和孕育處理后，碳以球狀石墨析出的一種鑄鐵。球墨鑄鐵的微觀組織以球狀石墨為主，有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，尤其是提高了塑性和韌性。由于球墨鑄鐵具有優(yōu)良的機(jī)械性能，其被成功用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性和耐磨性要求較高的零件。

球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程主要包括以下環(huán)節(jié)：熔煉鐵液、球化處理、孕育處理、爐前檢查、澆注鑄件等，在上述環(huán)節(jié)中，熔煉鐵液是球墨鑄鐵生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。而熔煉鐵液采用的原料及設(shè)備對生產(chǎn)的球墨鑄鐵的力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生很大影響。

現(xiàn)有技術(shù)中一般采用圖1所示的沖天爐熔煉鐵液，沖天爐爐缸（21）的深度為240mm，熔化區(qū)（19）的面積為0.38m²，過熱區(qū)（20）的高度為1.36m~1.46m，爐膛直徑為700mm，爐缸深度是指爐底上表面中心至進(jìn)風(fēng)管中心的距離。在具有上述結(jié)構(gòu)的沖天爐中熔煉鐵液，金屬爐料與焦炭的接觸面積較小，接觸時(shí)間較短，則鐵水中含碳量較少，球化處理后球墨鑄鐵中的石墨球的數(shù)量較少；同時(shí)目前生產(chǎn)球墨鑄鐵采用的原料通常為鑄造生鐵，生鐵中粗大的石墨結(jié)和石墨片具有較強(qiáng)的遺傳效應(yīng)，從而影響球墨鑄鐵基體組織中石墨球的形態(tài)，最終影響球墨鑄鐵的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種力學(xué)性能較好的球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法。

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

a）將金屬爐料置于沖天爐中熔煉成鐵水，流入前爐，所述金屬爐料為碳素鋼廢鐵，所述沖天爐具有曲線爐膛、深度為90mm~140mm的爐缸和高度為1.48m~1.58m的過熱區(qū)；

b）在前爐出鐵槽上方設(shè)置漏斗，將石墨化石油焦增碳劑置于漏斗中，前爐中的鐵水與漏斗中的石墨化石油焦增碳劑流入感應(yīng)電爐中，再次進(jìn)行熔煉；

c）將步驟b）得到的鐵水依次進(jìn)行球化處理、孕育處理和澆注，得到球墨鑄鐵。

優(yōu)選的，步驟a）中所述金屬爐料還包括球墨鑄鐵回爐料。

優(yōu)選的，所述沖天爐為熱風(fēng)堿性沖天爐。

優(yōu)選的，所述步驟b）具體為：

b1）在前爐出鐵槽上方100mm~150mm處設(shè)置漏斗，漏斗的下面設(shè)置流量控制開關(guān)，將石墨化石油焦增碳劑置于漏斗中，前爐鐵水達(dá)到前爐容量的2/3~9/10時(shí)，打開出液口前的堵頭，鐵水從出液口流經(jīng)出鐵槽，打開漏斗下的流量控制開關(guān)，漏斗里的石墨化石油焦增碳劑落到出鐵槽的鐵水中隨鐵水流入感應(yīng)電爐中；

b2）在感應(yīng)電爐中加入硅鐵和錳鐵，并用CaC脫硫，隨后將珍珠巖覆蓋在鐵水表面，感應(yīng)電爐升溫至1500℃~1600℃，再次進(jìn)行熔煉。

優(yōu)選的，所述球化處理具體為：將球化劑置于鐵水處理包底部，并用硅鐵、鋼板和珍珠巖覆蓋在上述球化劑表面，將步驟b）得到的鐵水沖入鐵水處理包，進(jìn)行球化處理。

優(yōu)選的，所述球化劑的質(zhì)量為步驟b）得到的鐵水質(zhì)量的1.1%~1.5%。

優(yōu)選的，所述球化劑為FeSiMg₅RE₁。

優(yōu)選的，其特征在于，所述FeSiMg₅RE₁的粒度為10mm~25mm。

本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)球墨鑄鐵的裝置，包括沖天爐和感應(yīng)電爐，所述沖天爐的爐膛包括用于放置爐缸的下段和設(shè)置在所述下段頂部的過熱區(qū)；所述爐膛的內(nèi)壁為曲面，所述爐缸的深度為90mm~140mm，所述過熱區(qū)的高度為1.48m~1.58m；所述沖天爐的前爐的出鐵槽頂部上方設(shè)置有漏斗。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，一方面，本發(fā)明采用的金屬爐料為碳素鋼廢鐵，碳素鋼廢鐵本身組織致密，組織中不存在粗大的石墨結(jié)和石墨片，在球化處理過程中球化穩(wěn)定，球化級別高，因此球墨鑄鐵基體組織中的石墨大多為球形；另一方面，在熔煉過程中，金屬爐料在具有曲線爐膛的沖天爐中熔煉，與焦炭接觸面積增大，使金屬爐料熔化時(shí)吸收焦炭中更多的碳；鐵水經(jīng)過沖天爐的過熱區(qū)，過熱區(qū)高度的提高，增加了鐵水和焦炭的接觸時(shí)間，使鐵水中的含碳量增加；隨后鐵水進(jìn)入前爐，本發(fā)明在前爐出鐵槽的上方設(shè)置了漏斗，漏斗中添加了石墨化石油焦增碳劑，石墨化石油焦增碳劑流入鐵水中，進(jìn)一步增加了鐵水中的含碳量。