一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，所述的成型工艺包括使用生铁经铁水制备、铁水球化、离心浇筑、退火后获得铸铁管成型品的制备过程，步骤有铁水制备、铁水球化、离心浇筑和退火，送出退火炉的铸铁管经空气冷却后作为铸铁管成型品。该工艺方法揭示了制备优质水冷金属型离心球墨铸铁管成型品过程中从铁水制备、铁水球化、离心浇筑再到退火过程的一系列制备工艺，适用于DN80～1000mm的铸铁管的制备，不仅适用范围广，还具有外观质量高、材料组织细密、生产效率高以及使用寿命长等诸多优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，具体涉及水冷金属型离心球墨铸铁管的制作过程，属于铸铁管制备

技术介绍
从20世纪90年代开始，我国已采用内喷涂料离心铸造法生产出DN2600mm、长度为8000mm的离心球墨铸铁管，实现了离心球墨铸铁管的批量生产，当然，由于离心球墨铸铁管优良的使用性能，很快就被供水系统采用，至今已成为供水管首选材料，并且像其他工业发达国家一样，在很短时间内就完成了从灰铸铁到球墨铸铁、从连续铸造工艺到离心铸造工艺的转变，可以说，进入90年代以来，我国的铸铁管生产已经进入了一个飞跃发展的时期。国际标准ISO2531291对球墨铸铁管的力学性能有非常严格的要求，包括有：抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥300MPa，伸长率≥10% (对于管径规格DN40～DN1000)，表面硬度≤230HB。近几年来，我国的铸铁管生产企业通过从国外引进和国内的不断研制，已建成了总生产能力达40万吨/年的水冷金属型离心铸造球铁管生产设备，但由于工艺措施不当，所生产的球铁管能符合国际标准ISO2531291要求的仅10余万吨，只占国内铸铁管总产量10%左右，而对于现有的球墨铸铁管生产工艺而言，还具有如下工艺难点：（1）根据铸铁管管径的不同，合理控制铁液中的碳当量和微量元素，在实际生产工艺中，碳当量可以提高球墨铸铁的石墨化程度，但过高的碳当量又会引起石墨漂浮；微量元素硅是促进石墨化元素，微量元素硫会对球化元素进行消耗等。现有专利文献CN102000797A（一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法）为例，该专利文献揭示了一种以以钒钛磁铁矿为原料的铸铁管生产工艺，半钢铁化水中碳含量控制在3.5～3.8%，球化剂中稀土镁硅铁的重量比例为1.6～2.0%，铸铁管铁液中含矾量不大于0.02%，含磷量不大于0.08%，含硫量不大于0.02%，实现了钒钛磁铁矿资源的合理利用，达到了节约资源的目的。（2）在生产过程中，对铁液进行脱硫、球化和孕育的处理工艺不当，严重的影响了铁铸管的质量。现有专利文献CN101921945A（球墨铸铁管用铁水孕育工艺，2010.08.31）揭示了一种铁水孕育工艺，该孕育工艺包括：在原有的球化包孕育和随流孕育这两个步骤之间增加中间包孕育工艺，实现对铁水的长效孕育，能够有效降低球化铁水中残镁含量，提高抗拉强度和屈服强度，同时为降低高温退火温度，稳定球墨铸铁管成品的尺寸创造条件。基于上述情况，结合目前我国对铸铁管需求的持续增长，在此基础上，对铸铁管生产工艺：从熔炼、铁水球化孕育处理、铸造、热处理等进行全面改进，形成能稳定获得优质铸铁管成型件的生产工艺，以满足当前铸铁管工业的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，该工艺方法揭示了制备优质水冷金属型离心球墨铸铁管成型品过程中从铁水制备、铁水球化、离心浇筑再到退火过程的一系列制备工艺，适用于DN80～1000mm的铸铁管的制备，不仅适用范围广，还具有外观质量高、材料组织细密、生产效率高以及使用寿命长等诸多优势。本专利技术通过下述技术方案实现：一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，所述的成型工艺包括使用生铁经铁水制备、铁水球化、离心浇筑、退火后获得铸铁管成型品的制备过程，步骤如下：A：铁水制备：所述的铁水制备包括使用高炉或冲天炉对生铁进行高温冶炼，获得硫含量≤0.02%、碳当量波动值≤±0.1%的铁水，铁水成分稳定，在制备过程中，为控制硫的含量，通常加入脱硫剂，并用氮气通入铁水中通过连续多空塞进行脱硫保证，在本专利技术中，为提高铁液的流动相，铁水中的碳当量通常选择4.3～4.4%，不仅能有效的促进镁吸收率的提高，还能改善球化效果；B：铁水球化：将步骤A制得的铁水送入球化站，通过球化站的球化送丝机构将铁水对入球化包进行球化处理，经球化后获得的铁水包含有：碳3.2～3.6%、硫＜0.01%，硅2.3～2.38%、磷＜0.075%、镁≥0.035%、锰＜0.3%、铼＜0.025%，对入铁水前，在球化包内依次加入球化剂和孕育剂，由上述组份可知，经球化后获得的铁水微量元素含量较低，特别是硅、锰等微量元素的合理控制，不仅能有效的降低球化剂的消耗，还能降低成本，减少硅带进的酸性渣，提高打压合格率，同时，由于球化后的铁水的含硫量小于0.01%，更利于生产出质量稳定、合格率更高的铸铁管，各组份配比适当，通常情况下，对于DN80～1000mm的铸铁管，其球化温度为1460 ～1520℃；C：离心浇筑：为适应较高的生产节奏，提高生产效率，温度较高（如：1460 ～1520℃）的铁水球化后其浇筑温度也较高（1310～1460℃），同时，浇筑温度的设定还应满足以下两点，避免浇筑温度过低（＜1310℃）会使插口厚度增加，反之（＞1460℃）会使承口部位壁厚增加，所述的离心浇筑具有以下步骤：（C.1）用天车将步骤B制得的铁水分别对入中间包和扇形包，使用翻包机构将中间包和扇形包内的铁水等速翻入流槽，（C.2）将步骤（C.1）中流入流槽的铁水送入管模，在管模中旋转并通过主机冷却水成型后，获得铁铸管，（C.3）用拔管机将成型后的铁铸管从管模中拔出；在上述离心浇筑步骤中，合理的安排浇筑时间以及浇筑速度等控制参数还能进一步的减少铸铁管的质量缺陷，避免出现承口浇不足或过厚，插口浇不足或插口端壁薄、壁厚，铸铁管轴向壁不均匀等情况，通常情况下，在离心浇注开始时，球化铁水充满承口型腔的过程中需要有一段主机（即：离心加速机）减速时间，时间控制在0.36～2s，如果这段时间控制过长，则在承口已充满的情况下与承口相连的直管部分浇注了过多的铁液。会造成这部分壁厚增大；反之，则有可能造成承口型腔不能充满，承口部分壁厚较薄，在浇注直管部分主机均匀行走，在浇注结束时，为使铸管插口充分成型，主机最后需要一段慢行距离，并与翻包（中间包和扇形包）回落时间相匹配，中间包和扇形包的翻转速度为1～2.5 r/min，出铁量为60～80kg/s，在慢行距离一定的情况下，若翻包回落时间和主机插口减速时间过长，插口部分就会增厚，反之就会变薄。D：退火：将步骤C制得的铸铁管送入退火炉，依次经加热、保温、快冷、缓冷后送出退火炉，控制铸铁管经过退火炉的时间为40～60min，送出退火炉的铸铁管经空气冷却后作为铸铁管成型品。球化剂和孕育剂的加入能有效的提高铁铸管的力学性能，金相组织中石墨呈球状，与普通铁管的片状石墨相比，其基体的割裂破坏作用小很多，铁水经球化、离心浇筑、退火可使基体的铁素体大于85%，最终使其制备得到的铸铁管具有抗拉强度、屈服强度、延伸率等机械性能表现优异等诸多优势，在本专利技术中，所述球化包的底部和球化包堤坝的一侧形成容纳球化剂和孕育剂的凹槽，所述的铁水由球化送丝机构沿未形成凹槽一侧的球化包堤坝进行出铁。本专利技术采用冲入球化法，由电助平车将球化包送入球化反室，并在球化反室内通过球化站的球化送丝机构出铁，在实际操作过程中，所述的球化送丝机构以25～35kg/s的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，其特征在于：所述的成型工艺包括使用生铁经铁水制备、铁水球化、离心浇筑、退火后获得铸铁管成型品的制备过程，步骤如下：A：铁水制备：所述的铁水制备包括使用高炉或冲天炉对生铁进行高温冶炼，获得硫含量≤0.02%、碳当量波动值≤±0.1%的铁水；B：铁水球化：将步骤A制得的铁水送入球化站，通过球化站的球化送丝机构（1）将铁水对入球化包（3）进行球化处理，经球化后获得的铁水包含有：碳3.2～3.6%、硫＜0.01%，硅2.3～2.38%、磷＜0.075%、镁≥0.035%、锰＜0.3%、铼＜0.025%，对入铁水前，在球化包（3）内依次加入球化剂和孕育剂；C：离心浇筑：（C.1）用天车将步骤B制得的铁水分别对入中间包和扇形包，使用翻包机构将中间包和扇形包内的铁水等速翻入流槽，（C.2）将步骤（C.1）中流入流槽的铁水送入管模，在管模中旋转并通过主机冷却水成型后，获得铁铸管，（C.3）用拔管机将成型后的铁铸管从管模中拔出；D：退火：将步骤C制得的铸铁管送入退火炉，依次经加热、保温、快冷、缓冷后送出退火炉，控制铸铁管经过退火炉的时间为40～60min，送出退火炉的铸铁管经空气冷却后作为铸铁管成型品。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，其特征在于：所述的成型工艺包括使用生铁经铁水制备、铁水球化、离心浇筑、退火后获得铸铁管成型品的制备过程，步骤如下：
A：铁水制备：所述的铁水制备包括使用高炉或冲天炉对生铁进行高温冶炼，获得硫含量≤0.02%、碳当量波动值≤±0.1%的铁水；
B：铁水球化：将步骤A制得的铁水送入球化站，通过球化站的球化送丝机构（1）将铁水对入球化包（3）进行球化处理，经球化后获得的铁水包含有：碳3.2～3.6%、硫＜0.01%，硅2.3～2.38%、磷＜0.075%、镁≥0.035%、锰＜0.3%、铼＜0.025%，对入铁水前，在球化包（3）内依次加入球化剂和孕育剂；
C：离心浇筑：
（C.1）用天车将步骤B制得的铁水分别对入中间包和扇形包，使用翻包机构将中间包和扇形包内的铁水等速翻入流槽，
（C.2）将步骤（C.1）中流入流槽的铁水送入管模，在管模中旋转并通过主机冷却水成型后，获得铁铸管，
（C.3）用拔管机将成型后的铁铸管从管模中拔出；
D：退火：将步骤C制得的铸铁管送入退火炉，依次经加热、保温、快冷、缓冷后送出退火炉，控制铸铁管经过退火炉的时间为40～60min，送出退火炉的铸铁管经空气冷却后作为铸铁管成型品。
2.根据权利要求1所述的一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，其特征在于：所述球化包（3）的底部和球化包堤坝的一侧形成容纳球化剂和孕育剂的凹槽（5），所述的铁水由球化送丝机构（1）沿未形成凹槽（5）一侧的球化包堤坝进行出铁。
3.根据权利要求1所述的一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，其特征在于：所述的球化送丝机构（1）以25～35kg/s的出铁量进行出铁，出铁至球化包（3）高度的1/2～1/3处，停顿3～5s，然后以80～120kg/s的出铁量出铁至包满。
4.根据权利要求1所述的一种适用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓兵，许顺，鲜其祥，刘杲，
申请(专利权)人：四川省川建管道有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51