专利名称:低稀土高强度连续铸铁管技术的制作方法
本发明是属于冶金铸造工艺。
在已有的技术中，连续铸铁管大多是用普通灰铸铁连续铸造工艺制成的。这种工艺主要包括1.高碳当量的铁水，其成份的重量百分比(以下皆同)范围是C Si Mn P S3.4～4.6 2.0～2.9 0.4～0.6≤0.1≤0.12.铁水出炉温度≤1400℃，浇注温度≥1350℃。
3.采用内外器通水冷却，进水温度5～28℃。
这种技术的优点是ⅰ)投资少，技术简单。ⅱ)对原料及生产批量要求低，适应性强。ⅲ)价格便宜。但是，这种铸造方法存在如下的缺点①石墨片粗大，并且分布不均匀，组织对冷却速度的敏感性大。②金相组织中存在有约10～15%的自由渗碳体。上述缺点造成管子抗拉强度低;耐水压性能差，易渗漏;施工过程中破碎率高等问题。
为保留灰铸铁连续铸管技术的优点并克服其缺点，本发明特提出一种技术条件简单、产品质量高而成本低的低稀土高强度铸铁连续铸管技术。
本发明的主要构思是①把铸铁含Mn量提高到1.0～1.4%。②采用“出铁槽内阻流法”加入少量的稀土合金。③采用炉前的孕育工艺。提高含Mn量是通过在冲天炉炉后随炉料加入锰铁的办法实现的。在铁水温度达到1380～1400℃的条件下，用“出铁槽内阻流法”加入0.2～0.6%的稀土合金(稀土混合物成分RexOy33%，Si38%)。然后用0.2～0.4%的硅铁(75%Si)进行炉前的孕育处理。处理后的铁水成分为C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.05 0.020～0.045这种成分的铁水可按已有拉管工艺进行连续拉管。通过这种处理技术，提高了含Mn量，把S量降低到0.05%以下，使组织致密，石墨细化铸铁管的珠光体含量≥85%，自由渗碳体含量≤3%，从而使抗拉强度提高25%，耐水压性能提高50%，降低了脆性及施工破碎率。
附图是冲天炉“出铁槽内阻流法”加入稀土合金示意图。它主要包括冲天炉〔1〕，出铁槽〔3〕，稀土合金〔4〕，阻流砖〔5〕和出铁口〔6〕。其中阻流砖〔5〕按放在距出铁口〔6〕是整个出铁槽〔3〕长度的2/3处左右。稀土合金〔4〕置于出铁口〔6〕与阻流砖〔5〕之间并接近阻流砖〔5〕。
下面以直径为400mm的铸铁管为例，来说明本发明的具体实施例按已有技术配料方法，并随炉料加入锰铁(65%Mn)，熔化后的铁水成分达到C Si Mn P S3.6～4.2 2.1～2.6 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.1再将5-10mm直径的稀土混合物1.6kg到4.8kg(相当于0.2～0.6%)，置于出铁口〔6〕与阻流砖〔5〕之间并接近阻流砖〔5〕的出铁槽〔3〕内。待冲天炉〔1〕中的铁水温度达到1380-1400℃时，放出铁水〔2〕，使其首先与阻流砖〔5〕附近的稀土合金〔4〕接触，在铁水〔2〕的作用下，稀土合金处于熔融或半熔融状态，并在其前进方向受到阻流砖〔5〕的阻碍，回流以使稀土合金〔4〕与铁水〔2〕充分混合均匀，然后通过阻流砖〔5〕底部的空隙流入浇包内。待出铁达总铁水量的2/3时，在出铁槽〔3〕内加入1.6kg-3.2kg(相当于0.2～0.4%)的硅铁合金(含75%Si)进行孕育处理。处理后的铁水化学成分如下C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4 ≤0.1 ≤0.05 0.020～0.045这种化学成分的铁水，再以已有技术规定的浇注速度和拉管工艺进行连续铸管。阻流砖〔5〕的材料可用普通SiO2砖或Al2O8砖，其大小应以能安放到出铁槽〔3〕内为宜，其高度以铁水〔2〕不从阻流砖〔5〕上方流过为宜。阻流砖〔5〕与出铁槽〔3〕的底部间距为出铁槽〔3〕高度的1/3(约50～80mm)。
经此实施例处理的低稀土高强度铸铁管，其材料的抗拉强度为σb＝20～24kg/mm2，较已有技术的灰铸铁管抗拉强度提高25%;耐水压P＝30kg/cm2，较已有技术的灰铸铁管耐水压提高50%;管环抗弯强度平均达到40kg/mm2。
本发明的实施工艺适用于φ100～φ600mm的铸铁管。所采用的拉管工艺与灰铸铁管的已有拉管工艺相同。
本发明工艺所采用的锰铁化学成分为含Mn 65%的锰铁，也可用含Mn 45%的锰铁。所采用的稀土合金为1号稀土合金，也可用含稀土18～80%的其它稀土合金(包括稀土硅铁，稀土硅钙，稀土铝硅镁合金等)。所采用的孕育剂为含75%Si的硅铁，也可用含95%Si或45%Si的硅铁。
权利要求
1.一种冶金铸造中低稀土高强度连续铸铁管技术，主要包括冲天炉[1]熔化铁水；1380～1400℃的铁水出炉温度；大于或等于1350℃的浇注温度；内外器循环水的冷却工艺。其特征在于它还包括在冲天炉炉后随炉料加入锰铁，以提高含Mn量；在出铁槽[3]内安放阻流砖[5]，在出铁口[6]与阻流砖[5]之间并靠近阻流砖[5]处放入稀土合金[4]的“出铁槽内阻流法”；及待出铁达总铁水量2/3时，在出铁槽[3]内加入硅铁并进行炉前孕育处理，以达到本技术要求的化学成分范围。
2.根据权利要求
1所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，随炉料加入锰铁，使铁水中含Mn量提高到1.0～1.4%。
3.根据权利要求
1所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，“出铁槽内阻流法”在出铁槽〔3〕内所安放的阻流砖〔5〕的高度以铁水〔2〕不从阻流砖〔5〕上方流过为宜，长度以能安放到出铁槽〔3〕内为宜。阻流砖〔5〕与出铁槽〔3〕底部的间距为出铁槽〔3〕高度的1/3为宜。
4.根据权利要求
1或3所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，“出铁槽内阻流法”所加入稀土合金〔4〕的加入量为0.2～0.6%。
5.根据权利要求
1或4所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，所加入稀土合金〔4〕可以是1号稀土合金，也可以是稀土硅铁，稀土硅钙，稀土铝硅镁合金等。稀土混合物成份为RexOy33%，Si38%。
6.根据权利要求
1所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，进行炉前孕育处理所加硅铁量为0.2～0.4%。所加硅铁化学成份为Si75%。也可用Si45%，Si95%的硅铁。
7.根据权利要求
1所述的低稀土高强度连续铸铁管技术，其中，本技术要求的化学成份范围是C Si Mn P S RexOy3.6～4.2 2.4～3.0 1.0～1.4≤0.1≤0.05 0.020～0.045
专利摘要
一种冶金铸造中低稀土高强度连续铸铁管技术， 是在克服普通灰铸铁连续铸管技术中存在的抗拉强 度低，耐水压性能差，易渗漏等问题而提出来的。本 发明通过增加铸件的含Mn量，并采用“出铁槽内阻 流法”，加入稀土合金从而改善铸件的石墨形态，去渣 除气，提高铸件组织的致密性和珠光体的含量，同时 采用炉前的孕育工艺，从而消除铸管外表皮的自由渗 碳体和组织敏感性，得到组织致密，强度高，耐水压性 能好的铸铁管，使经济效益提高80元/吨。
文档编号B22D1/00GK86106799SQ86106799
公开日1988年7月6日 申请日期1986年10月7日
发明者高钦, 罗其义, 陈育芹 申请人:大连工学院, 鞍山市铸锅厂, 大连铁道学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan