球铁熔炼中应用无硅球化剂处理球铁回炉料的方法技术

本发明专利技术公开了一种球铁熔炼中应用无硅球化剂处理球铁回炉料的方法，包括原铁水制备；球化处理；孕育处理；浇注铸件；时间控制。本发明专利技术通过控制铁水温度、时间以及加入规定粒度的无硅球化剂，既起球化作用，又不对铁水增Si，节约了大量的生铁等原材料，解决了大量废料的浪费，维护了生态平衡，能显著降低铸件生产成本，获得了巨大经济效益，化学成分、金相组织、力学性能全部达到国家标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种熔炼技术，具体涉及一种。
技术介绍
目前，中国大多数的机械制造厂球铁件使用砂铸、消失模和“V”法铸造工艺生产。因砂铸件工艺出品率低，消失模开始试制阶段，废品较多，铁水利用率很差，浇冒口及废件占铁水总质量的60%以上。球铁回炉料的大量堆积，不但占用公司生产成本，而且造成资源浪费对环境也造成了一定的破坏，而球铁熔炼要进行球化和孕育处理，这两种处理都是增Si过程。为了保证铁水最终化学成分合格，在配料时必须使原铁水Si量很低，对含Si高的球铁回炉料只能加入30%左右，这样就有30%以上的回炉料剩余。因此，球铁回炉料大量剩余是国内外砂铸球铁件生产中的难题。为保证球铁件化学成分、金相组织、力学性能合格，以及提高回炉料配比，只有如下两个途径。a.使用含硅很低的生铁。b.球化处理时使用低硅(5%~10% )或无硅(〈5% )的球化剂。目前，含Si很低的生铁受冶炼技术的限制，价格极高，不宜大量使用。无硅球化剂的密度(4.5~5.5 g, / cm )小，因而球化反应时球化剂团块易上浮，在铁水表面与空气接触而氧化燃烧，不起球化作用。球化处理时反应易爆发，反应程度剧烈，极易造成球化元素大量烧损，铁水严重氧化，甚至使整炉铁水报废。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种既起球化作用，又不对铁水增Si，节约了大量的生铁等原材料，解决了大量废料的浪费，维护了生态平衡，能显著降低铸件生产成本，获得了巨大经济效益，化学成分、金相组织、力学性能全部达到国家标准的。其技术方案是:，包括以下步骤: a、原铁水制备:熔化设备为中频感应炉，铁水材料包括生铁、废钢、球铁回炉料； b、球化处理:用1000kg堤坝凹坑式铁水球化包，冲入法处理，铁水出炉温度为1500~1550度，箱体浇注温1420~1430度，稀土镁合金粒度5~30mm，无硅球化剂粒度为5mm~30mm ； C、孕育处理:孕育剂采用75SiBa孕育剂，包括两次孕育，一次孕育在球化包内，孕育剂粒度为3~8mm ;二次孕育在球化后倒包时随流进行，孕育剂粒度为0.3~0.5mm ; d、浇注铸件:控制铸件质量； e、时间控制:从球化处理至浇注完的时间少于lOmin。 所述步骤b中控制球化包的高度与直径之比H / D，H / D为1.8。所述步骤b中无硅球化剂在铁水中能逐层进行反应，包底用耐火砖砌成的半圆柱形凹坑半径为26mm,高度为20mm。所述步骤b中通过加强对无硅球化剂的覆盖，控制球化反应开始时间。所述步骤b中严格控制铁水温度，确定铁水出炉温度为1520~1550°C。所述步骤b中无硅球化剂的添加在出铁水前。所述步骤d中浇注铸件浇注完要趁热清净铁水表面熔渣。本专利技术与现有技术相比较，具有以下优点:用无硅球化剂处理球铁，球化包的高度与直径之比为1.8，凹坑为半径26mm，高度20mm，效果很好；球铁回炉料配比最高达到80%，并在任何工艺出口率条件下，均可保持炉料平衡；二次孕育在球化后倒包时随流进行，孕育剂料粒度0.3~0.5mm，进一步增加石墨球的球数和圆整性，提高球化率；解决了大量废料的浪费，维护了生态平衡，能显著降低铸件生产成本，获得了巨大经济效益；通过控制铁水温度、时间以及加入规定粒度的无硅球化剂，其化学成分、金相组织、力学性能不但全部达到国家标准，有些指标优于国家标准。【具体实施方式】，包括以下步骤: a、原铁水制备:熔化设备为中频感应炉，铁水材料包括生铁、废钢、球铁回炉料； b、球化处理:用1000kg堤坝凹坑式铁水球化包，冲入法处理，铁水出炉温度为1500~1550度，箱体浇注温1420~1430度，稀土镁合金粒度5~30mm，无硅球化剂粒度为5mm~30mm ； C、孕育处理:孕育剂采用75SiBa孕育剂，包括两次孕育，一次孕育在球化包内，孕育剂粒度为3~8mm ;二次孕育在球化后倒包时随流进行，孕育剂粒度为0.3~0.5mm ; d、浇注铸件:控制铸件质量； e、时间控制:从球化处理至浇注完的时间少于lOmin。所述步骤b中控制球化包的高度与直径之比H / D，H / D为1.8。所述步骤b中无硅球化剂在铁水中能逐层进行反应，包底用耐火砖砌成的半圆柱形凹坑半径为26mm,高度为20mm。所述步骤b中通过加强对无硅球化剂的覆盖，控制球化反应开始时间。所述步骤b中严格控制铁水温度，确定铁水出炉温度为1520~1550°C。所述步骤b中无硅球化剂的添加在出铁水前。所述步骤d中浇注铸件浇注完要趁热清净铁水表面熔渣。具体操作方法为:a.根据无硅球化剂的球化反应特点，应保证铁水冲人球化包后，球化剂上方有足够的铁水压力，以减少铁水翻腾，充分吸收Mg蒸汽，使Mg的汽化过程达到平稳均匀。为此，球化包的高度与直径之比H / D应合适，经计算为1.8-2.0。球化包的H / D 改为 1.8。b.为保证无娃球化剂在铁水中能逐层进行反应,要对包底用耐火砖砌成的半圆柱形凹坑进行准确计算，使其正好能紧实地装满球化剂、孕育剂及复盖材料。凹坑过大会推迟球化反应开始时间，降低铁水温度，甚至使球化剂“冻结”在包底不反应；凹坑过小则铁水刚一冲人就掀开覆盖材料，造成球化剂裸露使球化元素大量烧损。球化包凹坑经计算改为半径26mm,高度20 mm,效果很好。c.加强对无硅球化剂的覆盖，控制球化反应开始时间。球化剂加入包底后，要铺平、捣实，上面覆盖用于一次孕育的娃贝铁粒，再覆盖一层厚15 mm、粒度I~3 mm的专用覆盖剂，最后捣实，压上厚10 mm的球铁盖板。这样，保证了出完2 / 3铁水后，球化反应刚好进行，使整个反应非常平稳。d.严格控制铁水温度。无硅球化剂对处理温度很敏感，温度稍高，球化反应剧烈，球化元素烧损严重；温度偏低，球化反应又明显减慢，甚至出现球化剂糊死在包底不反应的情况。我厂根据所浇铸件大小等具体情况，确定铁水出炉温度为1520~1550°C。一旦发现铁水温度过高，可在球化反应结束后，出剩余的I / 3铁水时，随流加入0.1%~0.2%的稀土镁合金，补充元素的烧损。当铁水温度较低时，可用钢钎在包底搅动，强制铁水与球化剂发生反应。e.因无硅球化剂中Mg是以纯镁粉状态存在的，熔点很低，在球化包刚用完的情况下立刻加入无硅球化剂会造成Mg燃烧，使球化失效。因此，高温的热包必须在临出铁水前加球化剂，加完立即出铁水，中间停留时间不能超过30S。f.无硅球化剂反应后的渣多，易糊死包坑，浇注完要趁热清净熔渣，以备再用。采用上述工艺，使无硅球化剂的应用完全达到了单独使用稀土镁合金的效果。熔炼时增大回炉料配比 因无硅球化剂基本无 硅，故其所占比例越大，其带入铁水中的Si就越少，越可增大含Si高的球铁回炉料的配比。根据无硅球化剂所占比例的不同，确定不同回炉料加入量，试验结果见表1。表1根据无硅球化剂与稀土镁合金的比例确定回炉料配比本文档来自技高网...

【技术保护点】
球铁熔炼中应用无硅球化剂处理球铁回炉料的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、原铁水制备：熔化设备为中频感应炉，铁水材料包括生铁、废钢、球铁回炉料；b、球化处理：用1000kg堤坝凹坑式铁水球化包，冲入法处理，铁水出炉温度为1500～1550 度，箱体浇注温1420～1430 度，稀土镁合金粒度5～30mm，无硅球化剂粒度为5mm～30mm；c、孕育处理：孕育剂采用75SiBa孕育剂，包括两次孕育，一次孕育在球化包内，孕育剂粒度为3～8mm；二次孕育在球化后倒包时随流进行，孕育剂粒度为0.3～0.5mm；d、浇注铸件：控制铸件质量；e、时间控制：从球化处理至浇注完的时间少于10min。

【技术特征摘要】
1.球铁熔炼中应用无硅球化剂处理球铁回炉料的方法，其特征在于:包括以下步骤: a、原铁水制备:熔化设备为中频感应炉，铁水材料包括生铁、废钢、球铁回炉料； b、球化处理:用1000kg堤坝凹坑式铁水球化包，冲入法处理，铁水出炉温度为1500~1550度，箱体浇注温1420~1430度，稀土镁合金粒度5~30mm，无硅球化剂粒度为5mm~30mm ； C、孕育处理:孕育剂采用75SiBa孕育剂，包括两次孕育，一次孕育在球化包内，孕育剂粒度为3~8mm ;二次孕育在球化后倒包时随流进行，孕育剂粒度为0.3~0.5mm ; d、浇注铸件:控制铸件质量； e、时间控制:从球化处理至浇注完的时间少于lOmin。2.根据权利要求1所述的球铁熔炼中应用无硅球化剂处理球铁回炉料的方法，其特征在于:所述步骤b中控制球化包的高度与直径之比H / D，H / ...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹洪光，刘运家，
申请(专利权)人：东营恒诚机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37