一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，所述熔炼工艺包括如下步骤：步骤1：原料选用；步骤2：配料；步骤3：加料熔炼；步骤4：成分微调；步骤5：铁水预处理；步骤6：铁水球化孕育处理；步骤7：浇注孕育。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，通过对生铁、球化剂、孕育剂的选用和微量元素的添加，及对铁水化学成分的控制最终达到消除碎块状石墨的目的。

A melting process to eliminate the broken graphite of Heavy Ductile Iron

【技术实现步骤摘要】
一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺
本专利技术涉及钢铁铸造
，特别涉及一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺。
技术介绍
目前铸造行业面临着炉料价格快速上涨，尤其是生铁价格不断攀升的现实。随着钢铁价格的持续攀升，铸造生铁价格也越来越高。生铁的超高价格和质量上的参差不齐，不仅使球墨铸铁管的生产成本上升，质量上也大受影响，因此探求提高产品质量的新生产工艺和降低生产成本势在必行。厚大件球墨铸铁件在生产时，获得的产品质量不稳定，主要是因为铸件本体金相中容易产生碎块状石墨。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，通过对生铁、球化剂、孕育剂的选用和微量元素的添加，及对铁水化学成分的控制最终达到消除碎块状石墨的目的。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：1.一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其创新点在于：所述熔炼工艺包括如下步骤：步骤1：原料选用：所述生铁采用的组成成分及其质量百分比如下：C4.45%，Si0.18%，Mn0.012%，P0.023%，S0.006%，Cr0.023%，Ti0.008%，V0.020%，Fe余量；所述废钢采用包括组成成分及其质量百分比如下：C0.012%，Si0.11%，Mn0.05%，P0.02%，S0.014%，Cr0.02%，Ti0.027%，V0.038%，Fe余量；所述球化剂包括粒度3-15mm的低稀土球化剂和粒度3-15mm的低镁球化剂，所述低稀土球化剂化学成分如下：Mg6.13%，Al0.41%，Si46.86%，Ca1.78%，CE0.51%；所述低镁球化剂化学成分如下：Mg5.01%，Al0.05%，Si46.13%，Ca1.82%，CE1.43%，Fe余量；所述孕育剂采用粒度3-8mm的硅钙钡孕育剂，其化学成分如下：Si73.18%，Ca1.45%，Ba2.57%，AL1.07%，Fe余量；所述随流孕育剂采用粒度0.2-0.7mm的硫氧随流孕育剂，其化学成分如下：Si73.46%，Ca1.15%，AL1.17%，O0.56%,S0.72%，Fe余量；步骤2：配料：原料中各成分的质量百分比为：生铁45±2%、废钢30±2%、回炉料25±2%；辅料用量：增碳剂为原料质量的0.2%，75硅铁为原料质量的0.5%，球化剂为出铁质量的1.2～1.25%、孕育剂为出铁质量的0.30～0.40%、随流孕育剂为出铁质量的0.12～0.18%；步骤3：加料熔炼：按照废钢、回炉料和生铁的顺序进行加料，且增碳剂和废钢同时加入中频感应电炉，感应电炉中铁水熔炼到3/4时加入碳化硅，每批料加入不可过多，炉中的炉料保持在电炉感应线圈以下便可，待满炉铁水熔化升温到1420～1470℃，对铁水进行光谱取样分析，同时用碳硫仪测定炉中铁水C的含量；步骤4：成分微调：依据步骤3中的光谱分析数据，加入75硅铁、锰铁和铜，其中，锰铁采用包括组成成分及其质量百分比如下：Mn65%和Fe余量，将Si、Mn、铜调至原铁水要求的范围，碳在预处理后调整；步骤5：铁水预处理：从中频感应电炉中倒出1/3的铁水于铁水包中，向中频感应电炉中加入碳含量为30%，硅含量为70%的SiC，加入量为总铁水重量的0.2%，并向炉内加入所需补充的增碳剂，同时电炉升温，炉中铁水温度升至1500～1520℃，将感应电炉功率调至保温状态，铁水静置5～10分钟，同时对炉中铁水进行取样分析确保铁水化学成分符合原铁水标准，最后将倒出的1/3铁水回入电炉中；步骤6：铁水球化孕育处理：先将出铁重量0.6-0.625%的低稀土球化剂加入到球化反应包的球化室内，再将出铁重量0.6-0.625%的低镁球化剂加入到球化反应包的球化室内，然后将出铁重量0.15-0.2%的粒度3-8mm的孕育剂覆盖到球化剂上，接着将出铁重量0.5%的矽钢片覆盖到孕育剂上，再将Sb加入到球化反应包中；最后从电炉中出铁到球化包中，出铁温度控制在1470-1500℃，出铁时对铁水孕育，孕育剂加入量为出铁重量的0.15-0.2%，同时用秒表测量球化爆发时间，55秒到80秒钟之间说明球化反应过程控制合格；步骤7：浇注孕育：将步骤6中的铁水进行浇注，浇注时加入出铁质量0.12～0.18%的硫氧随流孕育剂，浇注温度1340-1360℃，浇注完成后，开箱，得到成品厚大球铁件。进一步地，所述步骤3中感应电炉中铁水熔炼到3/4时，铁水化学成分如下：C3.70～3.80%，Si1.35～1.45%，Mn0.25%～0.30%，P≤0.03%，S0.012～0.018%，Fe余量。进一步地，所述步骤6得到的铁水化学成分如下：C3.58～3.70%，Si2.05～2.15%，Mn0.1%～0.15%，P≤0.03%，S0.009～0.014%，残Mg0.035～0.045%，Fe余量。进一步地，所述步骤7中的开箱温度为≤350℃。本专利技术的优点在于：（1）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，通过对生铁、球化剂、孕育剂的选用和微量元素的添加，及对铁水化学成分的控制最终达到消除碎块状石墨的目的；（2）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，生铁采用纯度较高的生铁，有害元素Mn、P、S微量元素Cr、Ti、V都较低，从而可以降低反石墨化元素对石墨球化的干扰作用；（3）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，废钢采用低锰废钢，防止合金化元素影响石墨球的形态；（4）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，球化剂采用低稀土球化剂和低镁球化剂混合使用，降低了铁水中镁的总含量和稀土总含量，同时又保证铁水中有足量的游离镁元素和稀土来保证铁水中石墨球的球化，且所选的两中球化剂中钙元素的含量在1.7%-1.8%主要是钙能降低球化过程中铁水爆发的剧烈程度从而提高铁水中游离镁元素和稀土的吸收；（5）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，采用硅钙钡孕育剂，钙钡同时使用时孕育效果较强，且钡能降低球化孕育衰退的时间；（6）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，采用硫氧孕育剂随流(粒度0.2-0.7mm),微量S、O遇Mg形成MgSMgO作为结晶形核的核心，有利于石墨球的个数；（7）本专利技术消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其中，采用SiC做预处理剂，SiC做预处理剂的目的提高石墨形核的数量和石墨球的圆整度，并提高铸件力学性能；此外，≤350℃时开箱，开箱温度过高，铸件容易产生变形并影响力学性能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为实施例消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺得到的厚大球铁件的显微镜图。图2为实施例消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺得到的厚大球铁件的金相图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其特征在于：所述熔炼工艺包括如下步骤：/n步骤1：原料选用：所述生铁采用的组成成分及其质量百分比如下：/nC 4.45%，Si 0.18%，Mn 0.012 %，P 0.023%，S 0.006%，Cr 0.023%，Ti 0.008%，V0.020%，Fe 余量；/n所述废钢采用包括组成成分及其质量百分比如下：C 0.012%，Si 0.11%， Mn 0.05 %，P0.02%，S 0.014%，Cr 0.02%，Ti 0.027%，V 0.038%，Fe 余量；/n所述球化剂包括粒度3-15mm的低稀土球化剂和粒度3-15mm的低镁球化剂，所述低稀土球化剂化学成分如下：Mg 6.13%，Al 0.41%，Si 46.86 %，Ca 1.78%，CE 0.51%；所述低镁球化剂化学成分如下：Mg 5.01%， Al 0.05%，Si 46.13 % ，Ca 1.82%，CE 1.43%，Fe 余量；/n所述孕育剂采用粒度3-8mm的硅钙钡孕育剂，其化学成分如下：Si 73.18%， Ca 1.45%，Ba 2.57% ，AL1.07%，Fe 余量；/n所述随流孕育剂采用粒度0.2-0.7mm的硫氧随流孕育剂，其化学成分如下：Si 73.46%，Ca 1.15%， AL1.17%，O 0.56%, S 0.72%，Fe 余量；/n步骤2：配料：原料中各成分的质量百分比为：生铁45±2% 、废钢30±2%、 回炉料25±2%；辅料用量：增碳剂为原料质量的0.2%，75硅铁为原料质量的0.5%，球化剂为出铁质量的1.2～1.25%、孕育剂为出铁质量的0.30～0.40%、随流孕育剂为出铁质量的0.12～0.18%；/n步骤3：加料熔炼：按照废钢、回炉料和生铁的顺序进行加料，且增碳剂和废钢同时加入中频感应电炉，感应电炉中铁水熔炼到3/4时加入碳化硅，每批料加入不可过多，炉中的炉料保持在电炉感应线圈以下便可，待满炉铁水熔化升温到1420～1470℃，对铁水进行光谱取样分析，同时用碳硫仪测定炉中铁水C的含量；/n步骤4：成分微调：依据步骤3中的光谱分析数据，加入75硅铁、锰铁和铜，其中，锰铁采用包括组成成分及其质量百分比如下：Mn65%和Fe 余量，将Si、Mn、铜调至原铁水要求的范围，碳在预处理后调整；/n步骤5：铁水预处理：从中频感应电炉中倒出1/3的铁水于铁水包中，向中频感应电炉中加入碳含量为30%，硅含量为70%的SiC，加入量为总铁水重量的0.2%，并向炉内加入所需补充的增碳剂，同时电炉升温，炉中铁水温度升至1500～1520℃，将感应电炉功率调至保温状态，铁水静置5～10分钟，同时对炉中铁水进行取样分析确保铁水化学成分符合原铁水标准，最后将倒出的1/3铁水回入电炉中；/n步骤6：铁水球化孕育处理：先将出铁重量0.6-0.625%的低稀土球化剂加入到球化反应包的球化室内，再将出铁重量0.6-0.625%的低镁球化剂加入到球化反应包的球化室内，然后将出铁重量0.15-0.2%的粒度3-8mm的孕育剂覆盖到球化剂上，接着将出铁重量0.5%的矽钢片覆盖到孕育剂上，再将Sb加入到球化反应包中；最后从电炉中出铁到球化包中，出铁温度控制在1470-1500 ℃ ，出铁时对铁水孕育，孕育剂加入量为出铁重量的0.15-0.2%，同时用秒表测量球化爆发时间，55秒到80秒钟之间说明球化反应过程控制合格；/n步骤7：浇注孕育：将步骤6中的铁水进行浇注，浇注时加入出铁质量0.12～0.18%的硫氧随流孕育剂，浇注温度1340-1360℃，浇注完成后，开箱，得到成品厚大球铁件。/n...

【技术特征摘要】
20190906 CN 20191084209161.一种消除厚大球铁件碎块石墨的熔炼工艺，其特征在于：所述熔炼工艺包括如下步骤：
步骤1：原料选用：所述生铁采用的组成成分及其质量百分比如下：
C4.45%，Si0.18%，Mn0.012%，P0.023%，S0.006%，Cr0.023%，Ti0.008%，V0.020%，Fe余量；
所述废钢采用包括组成成分及其质量百分比如下：C0.012%，Si0.11%，Mn0.05%，P0.02%，S0.014%，Cr0.02%，Ti0.027%，V0.038%，Fe余量；
所述球化剂包括粒度3-15mm的低稀土球化剂和粒度3-15mm的低镁球化剂，所述低稀土球化剂化学成分如下：Mg6.13%，Al0.41%，Si46.86%，Ca1.78%，CE0.51%；所述低镁球化剂化学成分如下：Mg5.01%，Al0.05%，Si46.13%，Ca1.82%，CE1.43%，Fe余量；
所述孕育剂采用粒度3-8mm的硅钙钡孕育剂，其化学成分如下：Si73.18%，Ca1.45%，Ba2.57%，AL1.07%，Fe余量；
所述随流孕育剂采用粒度0.2-0.7mm的硫氧随流孕育剂，其化学成分如下：Si73.46%，Ca1.15%，AL1.17%，O0.56%,S0.72%，Fe余量；
步骤2：配料：原料中各成分的质量百分比为：生铁45±2%、废钢30±2%、回炉料25±2%；辅料用量：增碳剂为原料质量的0.2%，75硅铁为原料质量的0.5%，球化剂为出铁质量的1.2～1.25%、孕育剂为出铁质量的0.30～0.40%、随流孕育剂为出铁质量的0.12～0.18%；
步骤3：加料熔炼：按照废钢、回炉料和生铁的顺序进行加料，且增碳剂和废钢同时加入中频感应电炉，感应电炉中铁水熔炼到3/4时加入碳化硅，每批料加入不可过多，炉中的炉料保持在电炉感应线圈以下便可，待满炉铁水熔化升温到1420～1470℃，对铁水进行光谱取样分析，同时用碳硫仪测定炉中铁水C的含量；
步骤4：成分微调：依据步骤3中的光谱分析数据，加入75硅铁、锰铁和铜，其中，锰铁采用包...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩虎，章桂林，
申请(专利权)人：江苏力源金河铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32