一种厚大断面球墨铸铁的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种厚大断面球墨铸铁的生产方法。
【背景技术】
[0002] 厚大断面球墨铸铁件主要针对壁厚多60mm的铸件，此类铸件冷却条件恶劣，容易 造成铸件厚壁中心或热节石墨畸变，石墨球数减少，组织粗大和石墨漂浮等问题，导致铸件 的力学性能下降，出现较多的废品。废品高导致成本增加，利润降低，回报减少等诸多问题， 造成恶性循环，使铸件质量在较低层次徘徊。
[0003] 随着球铁生产技术的不断改进与提高，球墨铸铁件在制造业中得到了越来越广泛 的应用。变质处理过程是生产球墨铸铁件的关键工序之一，其处理工艺直接影响球墨铸铁 的质量。国内外铸造工作者一直注重球化剂及球化处理工艺的开发与应用研宄，开发出了 许多方法，主要有：钟罩法、压力加镁法、冲入法和喂线法等。其中冲入法的应用最为广泛。 冲入法操作简单，容易掌握，但有许多不足之处：（1)操作过程影响因素多，稳定性差，球化 不良现象时有发生；（2)造渣量多，影响铸件的综合性能；（3)工作环境差，烟尘多，镁光 大。近年来，国内、外一些铸造厂家开始进行喂线变质处理球铁技术的研宄、开发与应用， 喂线变质处理工艺能够提高回炉料用量，降低生产成本，提高劳动效率，但是因喂线工艺不 当，还是存在墨球数少，球化不均匀等。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术中球墨铸铁材料预处理工艺存在的问题，提供一种厚大断面 球墨铸铁的生产方法，以提高球铁铁水预处理的质量，从而提高厚大断面球铁件的铸件质 量，降低废品率。
[0005] 本发明的目的是这样实现的，一种厚大断面球墨铸铁的生产方法，包括如下过 程： 1) 铁水熔炼依次连续向熔炼炉中加入废钢、回炉料和球生铁，保持炉内连续不间断的 有铁水熔化，最终炉内原铁水的质量组份为：C :3· 5%?3. 8%，Si : 1. 8%?2. 3%，Mn彡0. 3%， P彡0.05%，S彡0.03%，将最终铁水在1470° -1490°的过热温度下保持3 - 5min; 2) 在浇包内加入0. 2~0. 4%的SiC对铁水进行预处理； 3) 将铁水移入浇包内，浇包的高径比要大于1. 2,将浇包移至喂线机； 4) 对浇包内铁水在1400° -1440°温度范围内进行喂线处理，喂线处理的包芯线包括 孕育包芯线和球化包芯线，所述孕育包芯线和球化浇包线的喂线速度为0. 4~0. 5倍浇包内 铁液高度，包芯线均匀喂入浇包内铁水液面底部；所述孕育包芯线的总喂线长度为使孕育 包芯线内的芯粉重量为铁为重量的0. 35 - 0. 4%，所述球化包芯线喂入铁入内球化结束后， 使最终铁水中残余镁含量为〇. 035- 0. 055%。
[0006] 5)将步骤4)喂线处理后的铁水扒渣处理后进行铸件浇注，浇注铸件时，随铁水流 均匀的加入0. 1~〇. 3%粒度为0. 3~1. Omm的Si-Ba孕育剂进行瞬时孕育。
[0007] 为进一步保证球化和孕育的均匀性并缩短喂线处理的时间，所述步骤4)中喂线处 理时，根据处理铁水的量采用单线喂线、双线喂线或三喂线。
[0008] 作为本发明的又一步改进，所述孕育包芯线的芯粉为Si-Ba孕育剂，其中质量含 量为：Si 68-72%，Ba 2. 5-6. 7%，All. 0-1. 5%, CaL 0-1. 3%, Mg 彡 0· 25, RE 彡 0· 5%，余 量为铁；所述球化包芯线的芯粉为稀土镁合金，其中质量含量为Si 34- 48%，Mg28- 30%， All. 0 - I. 5%, CaL 0-5. 0%，RE0. 8-2. 7%，余量为铁。
[0009] 作为本发明的一种优选，所述孕育包芯线和球化包芯线采用厚度为0. 3 - 0. 5mm 碳钢包覆，所述孕育包芯线和球化包芯线的线径为Φ9- Φ 16mm。本发明的包芯线的选用主 要根据浇包中处理的铁水的重量有关，具体包芯线的线径规格可以制成Φ 9、Φ 13和Φ 16， 具体线径根据处理铁水的量进行选择，当处理铁水的量小于2吨时，包芯线径选择Φ 9,处 理铁水重量大于10吨，选择Φ 16,在2吨~10吨范围内的，选择Φ 13的。不同线径的包芯 线单位长度的芯粉重量为，Φ 13的球化包芯线，单位长度芯粉重量不小于200g/m，Φ 16的 球化线不小于300 g/m，Φ9的不小于100 g/m;对于孕育包芯线，Φ 13的单位长度芯粉重 量不小于240 g/m，Φ16不小于360 g/m，Φ9不小于120 g/m。
[0010] 本发明的厚大断面球墨铸铁的生产方法，将预处理技术与喂线法相结合，在浇注 时进行同步瞬时孕育。出铁前在浇包内加入〇.2~0. 4%的SiC对铁水进行预处理。在喂线 过程中，孕育包芯线和球化包芯线以设定的速度均匀的喂入铁水内部，使孕育包芯线和球 化包芯线在浇包底部与铁水发生反应，使球化剂中的镁蒸汽与浇包内的铁水充分接触，保 证了球化剂中Mg和稀土元素的吸收率，由于球化时铁水的搅拌作用，保证了球化、孕育的 均匀性，在浇注铸件时，随铁水流均匀的加入0. 1~〇. 3%粒度为0. 3~1. Omm的Si-Ba孕育 剂进行瞬时孕育，提高孕育效果，增加形核核心，使本发明的球墨铸铁的球化率达到95%以 上，石墨球数量达到130个/mm2以上。同时本发明的球墨铸铁生产方法，与现有技术中的 其它变质处理工艺相比，使包内预处理技术、喂线技术和瞬时孕育工艺有机结合，改善了厚 大断面球墨铸铁的球化、孕育效果，节约了生产成本。
【附图说明】
[0011] 图1为各实施例中浇注产品附铸试块的尺寸示意图。
[0012] 图2为实施例1中的试件1的石墨形态和金相织图。
[0013] 图3为实施例2中的试件2的石墨形态和金相织图。
[0014] 图4为实施例3中的试件3的石墨形态和金相织图。
【具体实施方式】
[0015] 以下实施例为分别采用本发明的方法处理球墨铸铁液，然后浇注附铸如图1所示 的Y75试块的铸件，并对试块的力学性能和金相组织进行分析对比。
[0016] 实施例1 本发明的厚大断面球墨铸铁的生产方法具体过程如下。
[0017] 1)铁水熔炼依次连续向熔炼炉中加入废钢、回炉料和生铁料，保持炉内连续不间 断的有铁水熔化，使最终炉内原铁水的质量组份为：C :3. 5, Si :1. 8%，Mn :0. 3%，P :0. 04%， S :0. 02%，其余为铁，将上述最终铁水在1470° -1490°的过热温度下保持3 - 5min ; 2) 在浇包内加入8kg的SiC对铁水进行预处理； 3) 将铁水移入浇包内，浇包的高径比为1. 25,铁水的重量为4t，铁水的液面高度为 〇· 9m，再将浇包移至喂线机旁； 4) 当浇包内铁水温度降到1430~140°时，开启喂线机，向铁水内喂入孕育包芯线和球 化包芯线，其