中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法技术

本发明专利技术公开了中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，属于机械铸造领域，包括对铸铁的化学成分进行配料、对熔炼出的铸铁进行炉前化学成分分析和调整中频电炉内铁水化学成分，调整中频电炉内铁水化学成分是先通过公式对需补加或减少的化学成分进行计算，根据计算结果使用补加同类合金法、补加生铁或增碳剂法、补加废钢法、出铁重配法、延时烧损法的其中一种进行调整，经继续加热熔化，然后再次进行炉前化学成分分析直到铁水化学成分合格。本发明专利技术能够精确地调整炉前化学成分，有效地缩短铸铁的熔炼时间，控制铸铁熔炼过程，保持铸件质量稳定提升，降低铸件生产成本。

Chemical Composition Adjustment Method for Melting Cast Iron in Medium Frequency Furnace

The invention discloses a method for adjusting the chemical composition of cast iron melted in medium frequency furnace, which belongs to the field of mechanical casting. It includes mixing the chemical composition of cast iron, analyzing the chemical composition of cast iron melted in medium frequency furnace and adjusting the chemical composition of hot metal in medium frequency furnace. The chemical composition of hot metal in medium frequency furnace is adjusted by calculating the chemical composition needed to be added or reduced through formula. According to the calculation results, one of the methods of adding similar alloys, adding pig iron or carburizing agent, adding scrap steel, tapping rearrangement and delayed burning loss is used to adjust the calculation results. After continuous heating and melting, the chemical composition of molten iron is analyzed again before the furnace until the chemical composition of molten iron is qualified. The invention can accurately adjust the chemical composition in front of the furnace, effectively shorten the melting time of cast iron, control the melting process of cast iron, keep the quality of castings steadily improved, and reduce the production cost of castings.

【技术实现步骤摘要】
中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法
本专利技术涉及一种熔炼铸造合金化学成分调整方法，尤其是一种熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，属于机械铸造领域。
技术介绍
目前机械铸造合金熔炼技术中，炉前化学成分超标时的调整方法多为铸造熔炼从业人员依靠岗位实践经验来摸索控制，在炉前化学成分调整过程中，不能精确计算需要向熔炼炉内补加的合金炉料重量，导致需要进行多次化学成分调整，增加了熔炼时间，提高了熔炼成本，降低了熔炼效率。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，能够精确地调整炉前化学成分，有效地缩短铸铁的熔炼时间，控制铸铁熔炼过程，保持铸件质量稳定提升，降低铸件生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，包括对铸铁的化学成分进行配料、对熔炼出的铸铁进行炉前化学成分分析和调整中频电炉内铁水化学成分，调整中频电炉内铁水化学成分是先通过下述公式对需补加或减少的化学成分进行计算，根据计算结果使用补加同类合金法、补加生铁或增碳剂法、补加废钢法、出铁重配法、延时烧损法的其中一种进行调整，经继续加热熔化，然后再次进行炉前化学成分分析直到铁水化学成分合格；所述公式为：G＝(Q-H)×(1+Y)/Zu式中：G为炉料补加量，是化学成分调整过程中应向炉内补加的炉料重量，计算单位kg，Q为合金元素要求含量，是该合金元素的工艺要求范围的中心值，单位为％，H为元素实测含量，是炉前化学成分分析结果中该合金元素的实际含量，单位为％，Y为元素烧损率，是该合金元素在熔炼过程中的烧损率，单位为％，Zu为单位元素增量，是向炉内加入单位重量的炉料后该合金元素的含量增值，单位为％/kg；元素烧损率按照下列条件进行取值：熔炼温度调整到1400～1500℃时Si元素烧损率为1～10％，Mn元素烧损率为1～15％，P元素烧损率为1～3％，S元素烧损率为0～10％；熔炼温度调整到1450～1550℃时C元素烧损率为1～7％，Cr元素烧损率为1～20％，Cu元素烧损率为0～10％，Mo元素烧损率为0～10％，Ni元素烧损率为0～5％；单位元素增量按照下述下列条件进行取值：①当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限0.10％及以上时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为80％的增碳剂，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15％/kg取值；②当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限不到0.10％时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为4.3％的生铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05％/60kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.05％/20kg取值；③当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限同时Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为7.8％的高碳Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.01％/2kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.015％/kg取值；④当炉前化学成分分析结果是碳元素高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为0.4％的废钢，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照-0.1％/50kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照-0.1％/17kg取值；⑤当炉前化学成分分析结果是Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Cr量为55％的Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.035％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.10％/kg取值；⑥当炉前化学成分分析结果是Si元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Si量为75％的硅铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15％/kg取值；⑦当炉前化学成分分析结果是Mn元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Mn量为80％的锰铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15％/kg取值；⑧当炉前化学成分分析结果是P元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含P量为24％的磷铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.015％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.045％/kg取值；⑨当炉前化学成分分析结果是Cu元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Cu量为100％的电解铜，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.06％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.2％/kg取值；⑩当炉前化学成分分析结果是Mo元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Mo量为60％的钼铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.04％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.12％/kg取值；当炉前化学成分分析结果是Ni元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Ni量为100％的纯镍，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.06％/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.20％/kg取值。上述单位元素增量的取值情况是指某一种或某几种元素不在工艺要求范围内，此时其它化学成分是合格的，例如①当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限0.10％及以上时，此时其它化学成分是合格的，均在工艺要求范围内。本专利技术技术方案的进一步改进在于元素烧损率按照下列条件进行取值：熔炼温度调整到1400～1500℃时Si元素烧损率为5.5％，Mn元素烧损率为8％，P元素烧损率为2％，S元素烧损率为5％，熔炼温度调整到1450～1550℃时C元素烧损率为4％，Cr元素烧损率为10.5％，Cu元素烧损率为5％，Mo元素烧损率为5％，Ni元素烧损率为2.5％。本专利技术技术方案的进一步改进在于：当炉前化学成分分析结果是C、Si含量均高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是补加含C量为0.4％的废钢，同时根据补加废钢后炉前各种化学成分分析结果补加该化学成分的合金。本专利技术技术方案的进一步改进在于：当炉前化学成分分析结果是多种合金元素含量均高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是采用延时烧损的方法，所述延时烧损的方法是延长熔炼时间10～18min，延长熔炼的过程中随时取样进行炉前化学成分分析，并对含量低的合金元素进行补充。本专利技术技术方案的进一步改进在于：当炉前化学成分分析结果是多种合金元素含量均高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是采用倒出整炉铁液总量10～20％的铁液，然后再补充配料的方法。本专利技术技术方案的进一步改进在于：进行炉前化学成分分析时的取样温度为1330～1390℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：调整中频电炉内铁水化学成分合格后出炉前使铁液静置3～10min，静置温度为1510～1540℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：出炉时温度为1490～1520℃。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，包括对铸铁的化学成分进行配料、对熔炼出的铸铁进行炉前化学成分分析和调整中频电炉内铁水化学成分，其特征在于：调整中频电炉内铁水化学成分是先通过下述公式对需补加或减少的化学成分进行计算，根据计算结果使用补加同类合金法、补加生铁或增碳剂法、补加废钢法、出铁重配法、延时烧损法的其中一种进行调整，经继续加热熔化，然后再次进行炉前化学成分分析直到铁水化学成分合格；所述公式为：G=（Q‑H）×（1+Y）/Zu式中：G为炉料补加量，是化学成分调整过程中应向炉内补加的炉料重量，计算单位为kg，Q为合金元素要求含量，是该合金元素的工艺要求范围的中心值，单位为%，H为元素实测含量，是炉前化学成分分析结果中该合金元素的实际含量，单位为%，Y为元素烧损率，是该合金元素在熔炼过程中的烧损率，单位为%，Zu为单位元素增量，是向炉内加入单位重量的炉料后该合金元素的含量增值，单位为%/kg；元素烧损率按照下列条件进行取值：熔炼温度调整到1400～1500℃时Si元素烧损率为1～10%，Mn元素烧损率为1～15%，P元素烧损率为1～3%，S元素烧损率为0～10%；熔炼温度调整到1450～1550℃时C元素烧损率为1～7%，Cr元素烧损率为1～20%，Cu元素烧损率为0～10%，Mo元素烧损率为0～10%，Ni元素烧损率为0～5%；单位元素增量按照下述下列条件进行取值：①当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限0.10%及以上时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为80%的增碳剂，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15%/kg取值；②当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限不到0.10%时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为4.3%的生铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/60kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/20kg取值；③当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限同时Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为7.8%的高碳Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.01%/2kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.015%/kg取值；④当炉前化学成分分析结果是碳元素高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为0.4%的废钢，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照‑0.1%/50kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照‑0.1%/17kg取值；⑤当炉前化学成分分析结果是Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Cr量为55%的Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.035%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.10%/kg取值；⑥当炉前化学成分分析结果是Si元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Si量为75%的硅铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15%/kg取值；⑦当炉前化学成分分析结果是Mn元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Mn量为80%的锰铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15%/kg取值；⑧当炉前化学成分分析结果是P元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含P量为24%的磷铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.015%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.045%/kg取值；⑨当炉前化学成分分析结果是Cu元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Cu量为100%的电解铜，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.06%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.2%/kg取值；⑩当炉前化学成分分析结果是Mo元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Mo量为60%的钼铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.04%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.12%/kg取值；⑪当炉前化学成分分析结果是Ni元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Ni量为100%的纯镍，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.06%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.20%/kg取值。...

【技术特征摘要】
1.中频电炉熔炼铸铁炉前化学成分调整方法，包括对铸铁的化学成分进行配料、对熔炼出的铸铁进行炉前化学成分分析和调整中频电炉内铁水化学成分，其特征在于：调整中频电炉内铁水化学成分是先通过下述公式对需补加或减少的化学成分进行计算，根据计算结果使用补加同类合金法、补加生铁或增碳剂法、补加废钢法、出铁重配法、延时烧损法的其中一种进行调整，经继续加热熔化，然后再次进行炉前化学成分分析直到铁水化学成分合格；所述公式为：G=（Q-H）×（1+Y）/Zu式中：G为炉料补加量，是化学成分调整过程中应向炉内补加的炉料重量，计算单位为kg，Q为合金元素要求含量，是该合金元素的工艺要求范围的中心值，单位为%，H为元素实测含量，是炉前化学成分分析结果中该合金元素的实际含量，单位为%，Y为元素烧损率，是该合金元素在熔炼过程中的烧损率，单位为%，Zu为单位元素增量，是向炉内加入单位重量的炉料后该合金元素的含量增值，单位为%/kg；元素烧损率按照下列条件进行取值：熔炼温度调整到1400～1500℃时Si元素烧损率为1～10%，Mn元素烧损率为1～15%，P元素烧损率为1～3%，S元素烧损率为0～10%；熔炼温度调整到1450～1550℃时C元素烧损率为1～7%，Cr元素烧损率为1～20%，Cu元素烧损率为0～10%，Mo元素烧损率为0～10%，Ni元素烧损率为0～5%；单位元素增量按照下述下列条件进行取值：①当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限0.10%及以上时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为80%的增碳剂，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15%/kg取值；②当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限不到0.10%时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C为4.3%的生铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/60kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/20kg取值；③当炉前化学成分分析结果是碳元素低于工艺要求下限同时Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为7.8%的高碳Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.01%/2kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.015%/kg取值；④当炉前化学成分分析结果是碳元素高于工艺要求上限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含C量为0.4%的废钢，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照-0.1%/50kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照-0.1%/17kg取值；⑤当炉前化学成分分析结果是Cr元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Cr量为55%的Cr铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.035%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.10%/kg取值；⑥当炉前化学成分分析结果是Si元素低于工艺要求下限时，调整中频电炉内铁水化学成分的方法是向炉内补加含Si量为75%的硅铁，此时1.5吨电炉的单位元素增量按照0.05%/kg取值，0.5吨电炉的单位元素增量按照0.15%/kg取值；⑦当炉前化学成分分析结果是Mn元素低于工艺要求下限时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振一，冯淑花，刘增良，王保民，胡卫中，李建新，王中民，
申请(专利权)人：河北华北柴油机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13