专利名称：用硼生铁熔炼硼、硼钒钛铸铁的方法
技术领域：
本发明属于熔融态下铁类合金的处理方法。
现有的冶金、矿山、建材等行业使用的衬板、磨球等极易磨损件往往采用白口铸铁、中锰球铁，以及钒钛铸铁。这些铸铁一个共同的问题是其抗磨性能较差，用白口铸铁制的衬板使用寿命为2-4个月，中锰球铁衬板使用寿命为3-6个月，钒钛铸铁的使用寿命也只有12-18个月。研究表明含硼铸铁的抗磨性能更为优良，现有技术中含硼铸铁的制取都是在铁水包中加入硼铁合金，从而得到含硼铸铁。
本发明的目的在于提供一种利用含硼生铁直接熔炼硼、硼钒钛铸铁的生产方法。
本发明的主要内容包括硼、硼钒钛两种铸铁的成分设计，炉料配比及熔炼工艺。
本发明的硼铸铁设计成分范围(%)C、3.4-4.0，Si、1.0-2.5Mn、4.0-8.0，P＜0.1，S＜0.05，B、0.05-0.30，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，SQY-4型变质剂，余量、Fe。
炉料配比(%)硼生铁(含硼1%左右)40-50，普通生铁15-25，废钢30-35。
本发明的硼钒钛铸铁设计成分范围(%)C、3.0-4.0，Si、1.0-2.5，Mn、3.0-6.0，P＜0.1，S＜0.05，V、0.1-0.4，Ti、0.05-0.4，B、0.05-0.2，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，余量、Fe。
炉料配比硼生铁(含硼1%左右)、20-25，钒50生铁、55-65，废钢、15-20。
下面结合制造硼铸铁衬板、硼钒钛铸铁衬板的实施例来说明本发明的工艺方法。
制造硼铸铁衬板的炉料配比(%)硼生铁(含硼1%左右)、47，普通生铁、20，废钢、33。制造硼钒钛抗磨铸铁衬板的炉料配比(%)硼生铁(含硼1%左右)、23，V50生铁、60，废钢、17。熔炼设备选5吨两排大间距冲天炉。其熔炼过程是将炉料首先投炉，在炉内预热1-1.5小时后开始送风熔炼，为防止硼氧化，要缩短熔炼时间。为提高铸铁韧性，开炉初期减少底焦高度，提高熔化速度，缩短铁水流经底焦的距离，减少铁水与焦炭的接触时间，以减少增碳。具体操作是在装炉加底焦时，把底焦总量减少10-15%，待炉料熔化结束后，再补加底焦维持正常熔炼底焦高度。铁水出炉温度为1400℃硼的回收率接近60%。由于铁水在冲天炉内脱硫比较困难，所以采用炉外脱硫法，采用凹坑式或堤坝式浇包处理，将稀土镁合金和SQY-4型变质剂放在包底铁水流的对面处，加适量的草灰椿实，出铁水时，把铁水控制到最大流量，在铁水槽里加入占铁水量的0.5%的苏打脱硫，严格控制炉渣不能进入包内，铁水出完后加草灰搅拌扒渣，取三角试片后，再加草灰复盖铁水表面进行保温。三角试片断口观察合格后，浇注铸件和试样。衬板浇注温度控制在1360-1310℃范围内。铸件不需要进行热处理和机械加工。为满足互换性要求，严格控制衬板两孔中心距。在铸造过程中严格掌握型砂水分小于5.5%，透气性高于80。所得硼铸铁衬板成分(%)C、3.33，Si、2.28，Mn、4.76，P、0.060，S、0.0081，B、0.224，Mg、0.042，Re、0.040，SQY-4型变质剂。
硼钒钛铸铁衬板的成分(%)C、3.68，Si、1.93，Mn、3.72，P、0.081，S、0.0076，B、0.112，V、0.29，Ti、0.10，Mg、0.024，Re、0.022。
铸件轮廓清晰，表面光洁无气孔。
在硼铸铁中由于B与C、N形成硼碳化物和硼氮化物，所以显微硬度(Hv)很高，可达1100以上，因此具有良好的抗磨性能。
在硼钡钛铸铁中，除原来的钒、钛的碳、氮化物外，又增加了一定量的B与C、N化物的硬质相，所以其抗磨性能比V、Ti铸铁有大幅度提高。
硼铸铁和硼钒钛铸铁的显微组织都是由珠光体、莱氏体和渗碳体组成，三者占的体积分数不同。二种铸铁衬板经现场挂片试验，其使用寿命都超过三年。
利用本发明的方法制造的硼铸铁和硼钒钛铸铁其抗磨性能优良，成本较低;可节省大量Cr、Ni、Mo等贵重金属。
权利要求
1.一种用冲天炉熔炼生铁与废钢生产硼铸铁的方法，其特征在于所用的生铁为硼生铁(含B1%左右)和普通生铁，其原料配比(%)为硼生铁(含B1%左右)、40-50，普通生铁、15-25，废钢3.0-3.5；成分设计(%)C、3.4-4.0，Si、1.0-2.5，Mo、4.0-8.0，P＜0.1，S＜0.05，B、0.05-0.30，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，SQY-4型变质剂，余量、Fe。
2.一种用冲天炉熔炼生铁与废钢生产硼钒钛铸铁的方法，其特征在于所用的生铁为硼生铁(含B1%左右)，钒50生铁，其原料配比(%)为硼生铁(含B1%左右)，20-25，钒50生铁、55-65，废钢、15-20;成分设计(%)C、3.0-4.0，Si、1.0-2.5，Mn、3.0-6.0，P＜0.1，S＜0.05，V、0.1-0.4，Ti、0.05-0.4，B、0.05-0.2，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，余量、Fe。
3.如权利要求1、2所述的用冲天炉熔炼生铁与废钢，生产硼、硼钡钛铸铁的方法，其特征在于熔炼过程中a).炉料投炉后在炉内予热1-1.5小时后开始熔炼;b).在装炉加底焦时，使底焦总量减少10-15%，待炉料熔化结束后，再补加底焦到正常熔炼高度。
4.如权利要求1、2所述的用冲天炉熔炼生铁与废钢，生产硼、硼钒钛铸铁的方法，其特征在于进行铁水炉外脱硫时，在包内加了SQY-4型变质剂。
全文摘要
本发明属于熔融态下铁类合金的处理方法，其主要技术特征是在冲天炉内熔融含硼生铁(含B1％左右)及普通生铁，钒50生铁和废钢制取硼铸铁和硼钒钛铸铁。其炉料配比分别是硼铸铁原料配比(％)硼生铁(含B1％左右)40—50，普通生铁15—25，废钢30—35；硼钒钛铸铁炉料配比(％)硼生铁(含B1％左右)20—25，钒50生铁55—65，废钢15—20。用本发明的方法生产的硼、硼钒钛铸铁抗磨性能优良、成本低，且可节省多种贵重金属。
文档编号C22C33/08GK1093757SQ9311012
公开日1994年10月19日 申请日期1993年2月25日 优先权日1993年2月25日
发明者马家祥, 王继尧, 刘勃然, 赵秉军, 高晓农, 胡庆茂, 刘慧明, 徐忠俊, 苏吉仁, 丛本滋, 阎运奎 申请人:东北工学院, 沈阳矿山机器厂, 凤城钢铁厂