一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身，所述的罐身為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成：C：3.4?3.6％；Si：1.8?2.2％；Mn：0.60?0.80％；Cr：2.0?2.2％；Mo：0.35?0.60％；P＜0.03％；S：0.08?0.10％；Re：0.02?0.03％，余量鐵。本發(fā)明的目的在于提供一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，該渣罐導(dǎo)熱性好、抗高溫抗氧化性強(qiáng)、耐熱疲勞好，使用壽命明顯提升，本發(fā)明還公開(kāi)了該鋼廠渣罐的制備方法。
【專利說(shuō)明】
一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄鐵生產(chǎn)用渣罐領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼廠用來(lái)裝鋼渣的大型渣罐，是一個(gè)消耗型易損件，通常是用碳鋼整體鑄造。由于鋼渣的溫度一般在920—1340 °C，所以渣罐氧化嚴(yán)重，而渣罐底部因鋼渣的反復(fù)的急冷急熱，渣罐內(nèi)壁就會(huì)出現(xiàn)龜裂，當(dāng)裂紋較多較深時(shí)，因鋼渣粘附渣罐，使渣罐倒不完渣，從而使渣罐失效報(bào)廢。另外，鋼的導(dǎo)熱率是25W/m.K，耐熱鑄鐵導(dǎo)熱率是45—53W/m.K，可見(jiàn)鋼的導(dǎo)熱率僅為鑄鐵導(dǎo)熱率的50%;所以鑄鋼渣罐因里外溫差大，雖然鋼的韌性好，但因?qū)岵疃菀桩a(chǎn)生裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，該渣罐導(dǎo)熱性好、抗高溫抗氧化性強(qiáng)、耐熱疲勞好，使用壽命明顯提升，本發(fā)明還公開(kāi)了該鋼廠渣罐的制備方法。
[0004]本發(fā)明的具體的技術(shù)方案為:一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身，所述的罐身為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成:C: 3.4-3.6% ; S1:1.8-2.2% ；Mn:0.60-0.80% ；Cr:2.0-2.2% ；Mo:0.35-0.60% ；P<0.03% ；S:0.08-0.10% ；Re:0.02-0.03%，余量鐵。
[0005]在上述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐中，所述的罐身上還設(shè)有吊耳，所述的吊耳為碳鋼鑲鑄;所述的吊耳由以下重量百分比組分組成:C:0.18-0.22% ; S1:0.35-0.45% ；Mn:0.30-0.55% ；P<0.035% ；S: <0.035%，余量鐵。
[0006]在上述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐中，所述的吊耳抗拉強(qiáng)度550MPa，屈服強(qiáng)度34510^，延伸率40%。
[0007]在上述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐中，所述的罐身的底部設(shè)有渣罐支座。
[0008]同時(shí)，本發(fā)明還提供上述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐的制備方法，將各原料組分按照比例采用中頻電爐熔煉，在1440-1450°C孕育，孕育劑為含RE的稀土合金，在1380-1390°C澆鑄入已備好的鑄型內(nèi)，并在砂型內(nèi)保溫;其中，吊耳預(yù)埋在樹(shù)脂砂砂芯內(nèi)，通過(guò)組芯樹(shù)脂砂造型。
[0009]需要說(shuō)明的是:中頻電爐是環(huán)保型鐵液熔化設(shè)備，是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l(300HZ以上至10KHZ)的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過(guò)的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬爐料，在金屬爐料中產(chǎn)生很大的渦流，從而將金屬爐料熔化成液態(tài)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0011]本渣罐由于充分利用了耐熱鑄鐵導(dǎo)熱性好、抗高溫抗氧化性強(qiáng)、耐熱疲勞好的特點(diǎn)，使用壽命大大優(yōu)于以前整體鑄造的鑄鋼渣罐。而且耐熱鑄鐵的生產(chǎn)成本低于鑄鋼，耐熱鑄鐵表面粗糙度遠(yuǎn)優(yōu)于鑄鋼渣罐。
[0012]新型渣罐的研發(fā)成功，因耐熱鑄鐵的渣罐使用壽命大幅延長(zhǎng)，減少了鋼廠渣罐的更換次數(shù)，使鋼廠所用大型渣罐的成本降低，充分實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效。
[0013]本發(fā)明基于耐熱鑄鐵的特性，通過(guò)鑲嵌高韌性低碳鋼耳軸，使耐熱鑄鐵的抗氧化、耐熱腐蝕、抗龜裂的優(yōu)越特性和碳鋼吊耳的強(qiáng)韌性完美配合，成功的解決了鋼廠大型渣罐消耗較快的問(wèn)題，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的腐蝕前石墨形態(tài)金相圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的腐蝕后基體組織金相圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1、2和3所示，一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身I，所述的罐身I為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成:C: 3.4% ; S1:1.8% ；Mn:0.80% ；Cr:2.0% ；Mo:
0.60% ；P<0.03% ；S:0.08% ；Re:0.03%，余量鐵。
[0020]所述的罐身上還設(shè)有吊耳2，所述的吊耳2為碳鋼鑲鑄;所述的吊耳2由以下重量百分比組分組成:C:0.22%;S1:0.35% ；Μη:0.55% ;Ρ<0.035% ;S: <0.035%，余量鐵，所述的吊耳抗拉強(qiáng)度550MPa，屈服強(qiáng)度345MPa，延伸率40 %。
[0021]此外，所述的罐身I的底部設(shè)有渣罐支座3。
[0022]其制備方法具體為:
[0023]渣灌的模具采用東北松木質(zhì)實(shí)樣，造型材料:呋喃樹(shù)脂砂，各加入量比例是呋喃樹(shù)脂:固化劑:砂=1.3:0.78:100，樹(shù)脂砂6小時(shí)后的抗拉強(qiáng)度為:2.0MPa。吊耳預(yù)埋在樹(shù)脂砂砂芯內(nèi)，通過(guò)組芯樹(shù)脂砂造型。采用中頻電爐熔煉，100%汽車邊角料+3.71%優(yōu)質(zhì)增碳劑合成鑄鐵熔煉45分鐘，熔化過(guò)程加入0.7%錳鐵、4%鉻鐵、1.0%鉬鐵、2.2%硅鐵、0.15%硫化鐵達(dá)到如上的相應(yīng)成分范圍，鐵液在1440-1450°C出水孕育處理，孕育劑為:稀土合金(稀土(1^)含量:3.1%-3.5%)，加入量:0.4%，然后在1380-1390°(:澆鑄入已備好的砂型內(nèi)，并在砂型內(nèi)保溫:72小時(shí)。砂型、樹(shù)脂砂芯的材料全部是呋喃樹(shù)脂+固化劑+砂按比例1.3:: 0.78:100混制而成。砂型是指渣灌的成型方法，樹(shù)脂砂砂芯是砂型的一部分，組芯是造型的方法。
[0024]汽車邊角料成分(％):C:0.l-0.2，S1:0.05-0.20，Mn:0.3-0.5，P<0.020，S<
0.015
[0025]余Fe
[0026]優(yōu)質(zhì)增碳劑成分(％):固定碳:99，灰分:0.5，揮發(fā)份:0.5，含硫量:0.020
[0027]絡(luò)鐵的成分(％):0:52-57?10，51彡5.0，卩彡0.030，5彡0.030，余卩6
[0028]鉬鐵的成分(％):]?0:55-60?0.20，51彡1.5，？彡0.10，5彡0.15，余卩6
[0029]猛鐵的成分(％):]?11:60-65?7.0，51彡2.0，？彡0.40，5彡0.03，余卩6
[0030]硅鐵的成分(%):Si:72-77，Al 彡 I.5，余 Fe
[0031]硫化鐵的成分(％):S:45-55，余Fe
[0032]本實(shí)施例的罐身化學(xué)成份設(shè)計(jì)目的:
[0033](I)碳(C):碳量在3.4_3.6%，是因?yàn)樘荚诨w組織中，是以片狀晶體石墨存在的，石墨的導(dǎo)熱率是60W/m.K，而鋼材的導(dǎo)熱率是25W/m.K，由此可見(jiàn)，提尚碳量，即增加石墨含量，有利于增加罐身的導(dǎo)熱率，使罐身在急冷急熱過(guò)程中，溫度差減少。
[0034](2)硅(Si):硅有促進(jìn)石墨化的作用，硅鐵加入鐵水中，有強(qiáng)烈的孕育作用。因?yàn)楣奚硎呛t、鉬的碳化物元素，加硅鐵強(qiáng)化孕育，有利于減少鉻、鉬的碳化物，使鉻、鉬盡量多的溶入基體組織中。其次，硅在鐵水中，本身就有抗氧化性。
[0035](3)絡(luò)(0)、鑰(]\10):加入絡(luò)、鑰兀素，絡(luò)提尚了基體組織的電極電位，使鑄鐵提尚了耐腐蝕性;而更為重要的是，絡(luò)形成三氧化二鉻(Cr2O3)5Cr2O3是致密的鈍化膜，這層鈍化膜均勻的包覆在鑄件的表面，阻止了氧原子向鑄鐵內(nèi)部的滲入，使罐身在高溫下有了很強(qiáng)抗氧化性。鉬的作用和鉻類似，但鉬形成的Mo2O3鈍化膜，比Cr2O3鈍化膜更牢固，高溫抗氧化性更強(qiáng)，而且Mo2O3鈍化膜，能耐含硫離子、氯離子的氣體或液體的腐蝕。
[0036](4)磷(P):磷在鑄鐵中容易形成低熔點(diǎn)的三元磷共晶，降低耐熱鑄鐵的熱強(qiáng)性，是需要嚴(yán)格控制的有害元素。
[0037](5)微量稀土元素:稀土化學(xué)性質(zhì)極為活潑，稀土和一些有害元素形成化合物，可以降低或消除有害元素的影響，使耐熱鑄鐵有更好的使用壽命。
[0038](6)硫(S)元素:首先，硫化物可以作為石墨晶核，其次，硫增加碳原子的選擇性吸附，使石墨成片狀，而片狀石墨有更好的導(dǎo)熱性，但硫過(guò)高，會(huì)增加脆性，所以硫控制在0.08-0.10%ο
[0039]其腐蝕前石墨形態(tài)金相圖如圖2(100倍)，金相組織:石墨形態(tài)為粗片狀A(yù)型石墨，優(yōu)點(diǎn):石墨比較粗、厚，兩端較鈍，接近蠕蟲(chóng)狀石墨，分布不規(guī)律，有利于抗高溫氧化性，提高耐熱疲勞性能。
[0040]其圖3為罐身腐蝕后基體組織金相(100倍)，金相組織:為A型石墨珠光體數(shù)量:85 %，形狀:細(xì)片狀，碳化物數(shù)量:1.0 %。優(yōu)點(diǎn)在于:Cr: 2.0-2.2 %，在這種含量?jī)?nèi)并沒(méi)有形成較多的碳化物，而是形成Cr203。珠光體呈細(xì)片狀、分布均勻，對(duì)導(dǎo)熱性有良好的促進(jìn)作用。[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]如圖1和2所示，一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身I，所述的罐身I為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成:C:3.6%;S1:2.2% ；Mn:0.6%；Cr:2.2%；Mo:0.35%；P<0.03% ；S:0.1% ；Re:0.02%，余量鐵。
[0043]所述的罐身上還設(shè)有吊耳2，所述的吊耳2為碳鋼鑲鑄;所述的吊耳2由以下重量百分比組分組成:C:0.18%;S1:0.45% ；Mn:0.3% ;P<0.035% ;S: <0.035%，余量鐵。
[0044]此外，所述的罐身I的底部設(shè)有渣罐支座3。
[0045]其制備方法具體為:
[0046]渣灌的模具采用東北松木質(zhì)實(shí)樣，造型材料:呋喃樹(shù)脂砂，各加入量比例是呋喃樹(shù)脂:固化劑:砂=1.3:0.78:100，樹(shù)脂砂6小時(shí)后的抗拉強(qiáng)度為:2.0MPa。吊耳預(yù)埋在樹(shù)脂砂砂芯內(nèi)，通過(guò)組芯樹(shù)脂砂造型。采用中頻電爐熔煉，100%汽車邊角料+3.93%優(yōu)質(zhì)增碳劑合成鑄鐵熔煉45分鐘，熔化過(guò)程加入0.36%錳鐵、4.2%鉻鐵、0.60%鉬鐵、2.81%硅鐵、
0.17%硫化鐵(均為重量百分比)達(dá)到上述的相應(yīng)成分范圍，鐵液在1440-1450°C出水孕育處理，孕育劑為:稀土合金(稀土(RE)含量:3.1 %-3.5%)，加入量:0.4%，然后在1380-1390°C澆鑄入已備好的砂型內(nèi)，并在砂型內(nèi)保溫:72小時(shí)。
[0047]汽車邊角料成分(％):C:0.l-0.2，S1:0.05-0.20，Mn:0.3-0.5，P<0.020，S<
0.015
[0048]余Fe
[0049]優(yōu)質(zhì)增碳劑成分(％):固定碳:99，灰分:0.5，揮發(fā)份:0.5，含硫量:0.020
[0050]絡(luò)鐵的成分(％):0:52-57?10，51彡5.0，卩彡0.030，5彡0.030，余卩6
[0051]鉬鐵的成分(％):]?0:55-60?0.20，51彡1.5，？彡0.10，5彡0.15，余卩6
[0052]猛鐵的成分(％):]?11:60-65?7.0，51彡2.0，？彡0.40，5彡0.03，余卩6
[0053]硅鐵的成分(％):31:72-77，厶1彡1.5，余卩6
[0054]硫化鐵的成分(％):S:45-55，余Fe
[0055]實(shí)施例3
[0056]如圖1和2所示，一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身I，所述的罐身I為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成:C:3.5%;S1:2.0% ；Mn:0.7%；Cr:2.1%；Mo:0.5%；P<
0.03% ；S:0.09% ；Re:0.025%，余量鐵。
[0057]所述的罐身上還設(shè)有吊耳2，所述的吊耳2為碳鋼鑲鑄;所述的吊耳2由以下重量百分比組分組成:C:0.2%;S1:0.4% ；Mn:0.45% ;P<0.035% ;S: <0.035%，余量鐵。
[0058]此外，所述的罐身I的底部設(shè)有渣罐支座3。
[0059]其制備方法具體為:
[0060]渣灌的模具采用東北松木質(zhì)實(shí)樣，造型材料:呋喃樹(shù)脂砂，各加入量比例是呋喃樹(shù)脂:固化劑:砂=1.3:0.78:100，樹(shù)脂砂6小時(shí)后的抗拉強(qiáng)度為:2.0MPa。吊耳預(yù)埋在樹(shù)脂砂砂芯內(nèi)，通過(guò)組芯樹(shù)脂砂造型。采用中頻電爐熔煉，100%汽車邊角料+3.82%優(yōu)質(zhì)增碳劑合成鑄鐵熔煉45分鐘，熔化過(guò)程加入0.52%錳鐵、4.1%鉻鐵、0.88%鉬鐵、2.46%硅鐵、
0.16%硫化鐵達(dá)到如上述的相應(yīng)成分范圍，鐵液在1440-1450°(:出水孕育處理，孕育劑為:稀土合金(稀土 (RE)含量:3.I % -3.5 % )，加入量:0.4 %，然后在1380-1390 °C澆鑄入已備好的砂型內(nèi)，并在砂型內(nèi)保溫:72小時(shí)。
[0061]以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，包括罐身，其特征在于，所述的罐身為耐熱鑄鐵，由以下重量百分比組分組成:C: 3.4-3.6%; S1:1.8-2.2% ； Mn: 0.60-0.80 % ； Cr: 2.0-2.2% ；Mo:0.35-0.60% ；P<0.03% ;S:0.08-0.10% ；Re:0.02-0.03%，余量鐵以及不可除去雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，其特征在于，所述的罐身上還設(shè)有吊耳，所述的吊耳為碳鋼鑲鑄;所述的吊耳由以下重量百分比組分組成:C:0.18-0.22%;S1:0.35-0.45% ；Mn:0.30-0.55% ；P<0.035% ；S: <0.035%，余量鐵以及不可除去雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，其特征在于，所述的吊耳抗拉強(qiáng)度550MPa，屈服強(qiáng)度345MPa，延伸率40 %。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐，其特征在于，所述的罐身的底部設(shè)有渣罐支座。5.—種如權(quán)利要求1至4任一所述的用耐熱鑄鐵生產(chǎn)的鋼廠渣罐的制備方法，其特征在于，將各原料組分按照比例采用中頻電爐熔煉，在1440-1450°C孕育處理，孕育劑為含RE的稀土合金，在1380-1390°C澆鑄入已備好的砂型內(nèi)，并在砂型內(nèi)保溫;其中，吊耳預(yù)埋在樹(shù)脂砂砂芯內(nèi)，通過(guò)組芯樹(shù)脂砂造型。
【文檔編號(hào)】C22C33/08GK106011337SQ201610653746
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月10日
【發(fā)明人】柯志敏, 陳永成, 張紅林, 初文雄
【申請(qǐng)人】廣東中天創(chuàng)展球鐵有限公司