[發明專利]一種水冷金屬型離心球墨鑄鐵管的工業制備方法

有效

• 申請號: 201510033556.5
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104480381A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李曉兵;許順;鮮其祥;劉杲
• 申請（專利權）人: 四川省川建管道有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/04;B22D1/00;B22D13/00;C21C1/10;B22D13/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 李培茂

技術領域

本發明是一種水冷金屬型離心球墨鑄鐵管的工業制備方法，具體涉及水冷金屬型離心球墨鑄鐵管的整個制備工藝，屬于鑄鐵管制備技術領域。

背景技術

從20世紀90年代開始，我國已采用內噴涂料離心鑄造法生產出DN2600mm、長度為8000mm的離心球墨鑄鐵管，實現了離心球墨鑄鐵管的批量生產，當然，由于離心球墨鑄鐵管優良的使用性能，很快就被供水系統采用，至今已成為供水管首選材料，并且像其他工業發達國家一樣，在很短時間內就完成了從灰鑄鐵到球墨鑄鐵、從連續鑄造工藝到離心鑄造工藝的轉變，可以說，進入90年代以來，我國的鑄鐵管生產已經進入了一個飛躍發展的時期。

國際標準ISO2531291對球墨鑄鐵管的力學性能有非常嚴格的要求，包括有：抗拉強度≥420MPa，屈服強度≥300MPa，伸長率≥10%?(對于管徑規格DN40～DN1000)，表面硬度≤230HB。近幾年來，我國的鑄鐵管生產企業通過從國外引進和國內的不斷研制，已建成了總生產能力達40萬噸/年的水冷金屬型離心鑄造球鐵管生產設備，但由于工藝措施不當，所生產的球鐵管能符合國際標準ISO2531291要求的僅10余萬噸，只占國內鑄鐵管總產量10%左右，而對于現有的球墨鑄鐵管生產工藝而言，還具有如下工藝難點：

（1）根據鑄鐵管管徑的不同，合理控制鐵液中的碳當量和微量元素，在實際生產工藝中，碳當量可以提高球墨鑄鐵的石墨化程度，但過高的碳當量又會引起石墨漂浮；微量元素硅是促進石墨化元素，微量元素硫會對球化元素進行消耗等。現有專利文獻CN102000797A（一種以釩鈦磁鐵礦為原料生產球墨鑄鐵管件的方法）為例，該專利文獻揭示了一種以以釩鈦磁鐵礦為原料的鑄鐵管生產工藝，半鋼鐵化水中碳含量控制在3.5～3.8%，球化劑中稀土鎂硅鐵的重量比例為1.6～2.0%，鑄鐵管鐵液中含礬量不大于0.02%，含磷量不大于0.08%，含硫量不大于0.02%，實現了釩鈦磁鐵礦資源的合理利用，達到了節約資源的目的。

（2）在生產過程中，對鐵液進行脫硫、球化和孕育的處理工藝不當，嚴重的影響了鐵鑄管的質量。現有專利文獻CN101921945A（球墨鑄鐵管用鐵水孕育工藝，2010.08.31）揭示了一種鐵水孕育工藝，該孕育工藝包括：在原有的球化包孕育和隨流孕育這兩個步驟之間增加中間包孕育工藝，實現對鐵水的長效孕育，能夠有效降低球化鐵水中殘鎂含量，提高抗拉強度和屈服強度，同時為降低高溫退火溫度，穩定球墨鑄鐵管成品的尺寸創造條件。

（3）在鐵鑄管整型和涂覆過程中操作不當，容易造成鐵鑄管使用壽命的縮短。現有專利CN102981492A（一種球墨鐵鑄管退火后的處理工藝，2012.12.13）揭示了適用于鐵鑄管的整型處理，能夠實現管號的自動化管理，提高產品的質量控制水平和產品的可追溯性，提高效率，降低工人的勞動強度。

基于上述情況，結合目前我國對鑄鐵管需求的持續增長，在此基礎上，對鑄鐵管生產工藝：從熔煉、鐵水球化孕育處理、鑄造、熱處理、整型以及涂覆等進行全面改進，形成能穩定獲得優質鑄鐵管的成套生產工藝，以滿足當前鑄鐵管工業的迫切需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水冷金屬型離心球墨鑄鐵管的工業制備方法，本方法揭示了制備優質水冷金屬型離心球墨鑄鐵管過程中從鐵水制備、鐵水球化、離心澆筑再到退火、整型以及涂覆工藝的一系列制備工藝，適用于DN80～1000mm的鑄鐵管的制備，不僅適用范圍廣，還具有外觀質量高、材料組織細密、生產效率高以及使用壽命長等諸多優勢。

本發明通過下述技術方案實現：一種水冷金屬型離心球墨鑄鐵管的工業制備方法，該方法是使用生鐵經鐵水制備、鐵水球化、離心澆注、退火、整型以及涂覆工藝后獲得鑄鐵管成品的制備過程，步驟如下：

（1）鐵水制備：所述的鐵水制備包括使用高爐或沖天爐對生鐵進行高溫冶煉，獲得硫含量≤0.02%、碳當量波動值≤±0.1%的鐵水，鐵水成分穩定，在制備過程中，為控制硫的含量，通常加入脫硫劑，并用氮氣通入鐵水中通過連續多空塞進行脫硫保證，在本發明中，為提高鐵液的流動相，鐵水中的碳當量通常選擇4.3～4.4%，不僅能有效的促進鎂吸收率的提高，還能改善球化效果；