專利名稱：低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球墨鑄鐵件的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的球墨鑄鐵生產(chǎn)普遍采用生鐵和廢鋼做原料，其中生鐵的量占總投料量的60 80%，由于生鐵價格的普遍上漲，造成球墨鑄鐵成本不斷上漲，同時隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的鋼產(chǎn)品更新?lián)Q代，產(chǎn)生了大量的可回收利用的廢鋼，每噸廢鋼的價格比生鐵價格低1000元左右。 因此，在配比中多加廢鋼可降低原材料的成本，但是隨著廢鋼原料加入量的增加，使得增碳劑的加入量也增加，然而增碳劑的加入會使鐵水中游離碳增多，惡化了 了鐵水的質(zhì)量，進(jìn)而使得到的球墨鑄鐵件機(jī)械性能降低。因此需要在合理增加廢鋼原料用量，降低生產(chǎn)成本的同時，保證得到的球墨鑄鐵件的機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有制備球墨鑄鐵件的方法成本高，及隨著廢鋼用量的
增加，增碳劑使用量增大，使得鐵水中游離碳增多，鐵水質(zhì)量下降，導(dǎo)致得到的球墨鑄鐵件
機(jī)械性能下降的問題，本發(fā)明提供了低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法。
本發(fā)明低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、在熔
煉爐中加入生鐵作為爐底料，再依次加入增碳劑、剩余的生鐵、廢鋼、回爐料、錳合金和硅合
金，然后加熱至1520 155(TC，使熔煉爐內(nèi)物質(zhì)熔化成鐵水，然后鎮(zhèn)靜并扒渣，然后控制鐵
水溫度在1490 151(TC時出爐，其中，廢鋼與回爐料的質(zhì)量比為5 : 2，生鐵的總質(zhì)量與回
爐料的質(zhì)量比為3 : 2，增碳劑的質(zhì)量是廢鋼質(zhì)量的3% 4%，控制鐵水中錳的含量為鐵
水總質(zhì)量的0. 2% 0. 4%，鐵水中硅的含量為鐵水總質(zhì)量的2. 5% 2. 9% ;二、加入球化
劑、孕育劑及鐵水凈化劑，對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理，其中，球化劑的
質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1. 3% 1. 5%，孕育劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1% 1. 2%，鐵水凈化
劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的0. 4% 0. 6% ;三、將將步驟二處理后的鐵水吊至爐坑上部進(jìn)行
扒渣處理，將鐵水中的熔渣清除，然后在鐵水表面均勻地撒一層集渣劑，進(jìn)行澆注，即得高
延伸率球墨鑄鐵件。 本發(fā)明步驟一中生鐵的總質(zhì)量為作為爐底料的生鐵和再加入的剩余的生鐵的總 本發(fā)明的制備方法中采用的廢鋼用量幾近原料總量的一半，大大降低了原料成本，同時得到的球墨鑄鐵件的抗拉強(qiáng)度達(dá)到460MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)350MPa，延伸率達(dá)到16. 5%，其機(jī)械性能達(dá)到QT450-15球墨鑄鐵的要求，與現(xiàn)有制備方法得到的球墨鑄鐵件相比，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度達(dá)到了現(xiàn)有水平，延伸率比現(xiàn)有水平高，本發(fā)明的制備方法在沒有熱處理工藝的情況下仍可以使得到的球墨鑄鐵件具有鑄態(tài)性能。在保證鐵水質(zhì)量，即保證球墨鑄鐵件的機(jī)械性能的前提下，本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)1噸球墨鑄鐵的成本可降低20%。 本發(fā)明在增加廢鋼用量的同時，使增碳劑的用量控制在廢鋼質(zhì)量的4%以內(nèi)，很好地控制了鐵水中游離碳的含量，保證了鐵水的質(zhì)量；同時，鐵水凈化劑的加入進(jìn)一步控制了鐵水中C、 Si的含量，凈化了鐵水，保證了鐵水的質(zhì)量，在保證球墨鑄鐵機(jī)械性能的同時大幅度地降低了生產(chǎn)成本，大大地提高了經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、在熔煉爐中加入生鐵作為爐底料，再依次加入增碳劑、剩余的生鐵、廢鋼、回爐料、錳合金和硅合金，然后加熱至1520 155(TC，使熔煉爐內(nèi)物質(zhì)熔化成鐵水，然后鎮(zhèn)靜并扒渣，然后控制鐵水溫度在1490 151(TC時出爐，其中，廢鋼與回爐料的質(zhì)量比為5 : 2，生鐵的總質(zhì)量與回爐料的質(zhì)量比為3 : 2，增碳劑的質(zhì)量是廢鋼質(zhì)量的3% 4%，控制鐵水中錳的含量為鐵水總質(zhì)量的0. 2% 0. 4%，鐵水中硅的含量為鐵水總質(zhì)量的2. 5% 2. 9% ;二、加入球化劑、孕育劑及鐵水凈化劑，對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理，其中，球化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1.3% 1.5%，孕育劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1% 1. 2%，鐵水凈化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的0. 4% 0. 6% ;三、將步驟二處理后的鐵水吊至爐坑上部進(jìn)行扒渣處理，將鐵水中的熔渣清除，然后在鐵水表面均勻地撒一層集渣劑，進(jìn)行澆注，即得高延伸率球墨鑄鐵件。 本實(shí)施方式步驟一中生鐵的總質(zhì)量為作為爐底料的生鐵和再加入的剩余的生鐵的總量。步驟三中集渣劑的用量依據(jù)鐵水的質(zhì)量控制在1 2Kg。 本實(shí)施方式得到的球墨鑄鐵件的抗拉強(qiáng)度達(dá)到460MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)350MPa，延伸率達(dá)到16. 5%，其機(jī)械性能達(dá)到QT450-15球墨鑄鐵的要求。在保證鐵水質(zhì)量，即保證球墨鑄鐵件的機(jī)械性能的前提下，本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)1噸球墨鑄鐵的成本可降低20%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中加熱至1530 1540°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中加熱至1535°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是步驟一中鎮(zhèn)靜并扒渣處理之前，向鐵水中撒入聚渣劑，鎮(zhèn)靜5 10分鐘后扒渣。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。 本實(shí)施方式中所用聚渣劑是日本進(jìn)口復(fù)合集渣劑。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四不同的是步驟一中控制鐵水溫度在150(TC時出爐。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五不同的是步驟一中增碳劑為石墨，錳合金為錳鐵合金，硅合金為硅鐵合金。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五相同。 本實(shí)施方式中石墨中固定碳的含量為90% 96% (質(zhì)量)，硫的含量為0.01% 0.3% (質(zhì)量)，揮發(fā)物的含量為0.01% 0. 1% (質(zhì)量)。
本實(shí)施方式中錳合金和硅合金均為市售產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六不同的是步驟二中對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理是按如下方式進(jìn)行的在堤壩包內(nèi)鐵水沖不到的一側(cè)首先放入球化劑，然后在球化劑上面覆蓋孕育劑，再在孕育劑上覆蓋鐵水凈化劑，然后蓋上包蓋后出鐵水沖入包底發(fā)生球化反應(yīng)，同時對鐵水進(jìn)行凈化處理。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施一至六相同。 本實(shí)施方式采用沖入法對鐵水進(jìn)行球化、孕育及凈化處理，促進(jìn)鐵水中碳元素的石墨化，同時凈化鐵水，控制出爐鐵水中C、 Si的含量。 具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七不同的是步驟二中球化劑為稀土鎂合金。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七相同。
本實(shí)施方式中球化劑為市售產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八不同的是步驟二中孕育劑為FeSi75、FeCaBa復(fù)合孕育劑中的一種或者兩種。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八相同。 本實(shí)施方式中孕育劑為市售產(chǎn)品。 本實(shí)施方式中當(dāng)孕育劑為兩種的混合物時，F(xiàn)eSi75和FeCaBa復(fù)合孕育劑為任意比混合。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九不同的是步驟二中鐵水凈化劑是齊齊哈爾市建華區(qū)金子化工有限公司生產(chǎn)提供的。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九相同 具體實(shí)施方式
十一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十不同的是步驟三中扒渣處理方法為在鐵水表面均勻地撒一層集渣劑，用鐵耙攪拌使之與熔渣混合，然后一同扒掉，可重復(fù)操作以上步驟，直到扒凈熔渣。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十相同。
本實(shí)施方式中集渣劑為市售產(chǎn)品。
本實(shí)施方式中依鐵水質(zhì)量，控制集渣劑的用量為1 2kg。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十一不同的是步驟三中在澆注爐前采用HF 2002T型鐵水質(zhì)量管理儀對鐵水進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、在熔煉爐中加入生鐵作為爐底料，再依次加入增碳劑、生鐵、廢鋼、回爐料、錳合金和硅合金，然后加熱至153(TC，使熔煉爐內(nèi)物質(zhì)熔化成鐵水，然后鎮(zhèn)靜并扒渣，然后控制鐵水溫度在150(TC時出爐，其中，廢鋼與回爐料的質(zhì)量比為5 : 2，生鐵與回爐料的質(zhì)量比為3 : 2，增碳劑的質(zhì)量是廢鋼質(zhì)量的4%，控制鐵水中錳的含量為鐵水總質(zhì)量的0. 3%，鐵水中硅的含量為鐵水總質(zhì)量的2. 7% ;二、加入球化劑、孕育劑及鐵水凈化劑，對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理，其中，球化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1. 5%，孕育劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1. 2%，鐵水凈化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的0. 6%;三、將步驟二處理后的鐵水吊至爐坑上部進(jìn)行扒渣處理，將鐵水中的熔渣清除，然后在鐵水表面均勻撒一層集渣劑，進(jìn)行澆注，即得高延伸率球墨鑄鐵件，其中在澆注爐前采用HF-2002T型鐵水質(zhì)量管理儀對鐵水進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。
本實(shí)施方式中澆注模具為錨錠桿，得到錨錠桿鑄件，對錨錠桿鑄件的本體取樣進(jìn)行機(jī)械性能測試，和鑄件化學(xué)成份測試，測試結(jié)果如表1所示。測試結(jié)果顯示，本實(shí)施方式得到的錨錠桿鑄件達(dá)到QT450-15球墨鑄鐵的要求，其中延伸率達(dá)到15%以上。
作為對比，本實(shí)施方式利用現(xiàn)有制備方法制備得到球墨鑄鐵件，同時進(jìn)行機(jī)械性能測試和鑄件化學(xué)成份測試，測試結(jié)果如表1所示。 表1是現(xiàn)有制備方法得到的球墨鑄鐵件和本實(shí)施方式得到的球墨鑄鐵件的機(jī)械性能和化學(xué)成份含量。表中I行為現(xiàn)有制備方法的原料配比得到的球墨鑄鐵件的測試結(jié)果，II行為本實(shí)施方式得到的球墨鑄鐵件的測試結(jié)果。 機(jī)械性能測試采用電子拉伸試驗(yàn)機(jī)，鑄件化學(xué)成份測試采用意大利F20型光譜分析儀。 表1
、能 方式\抗拉 強(qiáng)度 肌腿 強(qiáng)度 /fa延伸 率球墨鑄鐵1牛化學(xué)成份(質(zhì)l百分含量)CSSiPRe
I470355153.662.750,160.0320.0220.056
11柳35016.53.600.0122.680.140.0280.0280.050 由表1可見，本實(shí)施方式的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度達(dá)到現(xiàn)有水平，延伸率達(dá)到16. 5%，比現(xiàn)有水平高，球墨鑄鐵件的化學(xué)成份也均在要求范圍內(nèi)。說明本實(shí)施方式的制備方法在成本降低的同時，球墨鑄鐵件機(jī)械性能在保持現(xiàn)有水平的同時，延伸率還有所提高。
權(quán)利要求
低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、在熔煉爐中加入生鐵作為爐底料，再依次加入增碳劑、剩余的生鐵、廢鋼、回爐料、錳合金和硅合金，然后加熱至1520～1550℃，使熔煉爐內(nèi)物質(zhì)熔化成鐵水，然后鎮(zhèn)靜并扒渣，再控制鐵水溫度在1490～1510℃時出爐，其中，廢鋼與回爐料的質(zhì)量比為5∶2，生鐵的總質(zhì)量與回爐料的質(zhì)量比為3∶2，增碳劑的質(zhì)量是廢鋼質(zhì)量的3％～4％，控制鐵水中錳的含量為鐵水總質(zhì)量的0.2％～0.4％，鐵水中硅的含量為鐵水總質(zhì)量的2.5％～2.9％；二、加入球化劑、孕育劑及鐵水凈化劑，對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理，其中，球化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1.3％～1.5％，孕育劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的1％～1.2％，鐵水凈化劑的質(zhì)量為鐵水總質(zhì)量的0.4％～0.6％；三、將步驟二處理后的鐵水吊至爐坑上部進(jìn)行扒渣處理，將鐵水中的熔渣清除，然后在鐵水表面均勻地撒一層集渣劑，然后進(jìn)行澆注，即得高延伸率球墨鑄鐵件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟一中加熱至1530 1540°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟一中加熱至1535°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟一中控制鐵水溫度在150(TC時出爐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟一中增碳劑為石墨，錳合金為錳鐵合金，硅合金為硅鐵合金。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟二中對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理是按如下方式進(jìn)行的在堤壩包內(nèi)鐵水沖不到的一側(cè)首先放入球化劑，然后在球化劑上面覆蓋孕育劑，再在孕育劑上覆蓋鐵水凈化劑，然后蓋上包蓋后出鐵水沖入包底發(fā)生球化反應(yīng)，同時對鐵水進(jìn)行凈化處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟二中球化劑為稀土鎂合金。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或7所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟二中孕育劑為FeSi75、FeCaBa復(fù)合孕育劑中的一種或者兩種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟三中扒渣處理方法為在鐵水表面撒均勻地撒一層集渣劑，用鐵耙攪拌使之與熔渣混合，然后一同扒掉，可重復(fù)操作以上步驟，直到扒凈熔渣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5、7或9所述的低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，其特征在于步驟三中在澆注爐前采用HF-2002T型鐵水成份檢測儀對鐵水進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。
全文摘要
低成本制備高延伸率球墨鑄鐵件的方法，它涉及一種球墨鑄鐵件的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有制備球墨鑄鐵件的方法成本高，及隨著廢鋼用量的增加，增碳劑使用量增大，使得鐵水中游離碳增多，鐵水質(zhì)量下降，導(dǎo)致得到的球墨鑄鐵件機(jī)械性能下降的問題。本發(fā)明的方法是一、在熔煉爐中加入原料熔煉為鐵水，然后出爐；二、對鐵水進(jìn)行球化、孕育處理的同時進(jìn)行凈化處理；三、進(jìn)行澆注，即得球墨鑄鐵件。本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)1噸球墨鑄鐵的成本可降低20％，得到的球墨鑄鐵件的抗拉強(qiáng)度達(dá)到460MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)350MPa，延伸率達(dá)到16.5％，其機(jī)械性能達(dá)到QT450-15球墨鑄鐵的要求。
文檔編號C22C33/00GK101698895SQ20091030956
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者王德軍, 鮑玉龍 申請人:齊齊哈爾市精鑄良鑄造有限責(zé)任公司