一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法
【专利摘要】本发明涉及铸铁工艺技术领域，尤其涉及一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，包括步骤S1，炉料的选择，炉料包括主料和辅料，主料按质量分数配比，其中主料中废钢的含量为40％～60％，其余为生铁；辅料包括硅铁、锰铁和增碳剂；S2，将炉料投入电炉内熔化为铁水；S3，出铁并对铁水进行炉前处理，根据铁水的成分向铁水中加入合金，使处理后的铁水中的硅的含量为3.0％～3.5％；S4，对处理后的铁水进行球化、孕育处理，将球化剂和孕育剂通过钢皮包成线圈形式，通过喂线设备以一定的速度将球化剂和孕育剂加入到铁水内进行球化和孕育处理，即得高强度高延伸率的球墨铸铁。该方法能够精确的控制化学元素的加入量，受人为因素较小，具有安全环保和可批量化生产的优点。
【专利说明】
一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸铁工艺技术领域，尤其涉及一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法。
【背景技术】
[0002]在目前的球铁生产中，生产高强度、高延伸率的球墨铸铁的典型工艺方法是冲入法、又称为三明治方法，是指将球化剂埋在包底，表层覆盖硅铁或者其他类型的覆盖剂，出铁后，铁水与球化剂进行反应，对铁水进行球化处理的工艺方法。
[0003]冲入法生产球墨铸铁主要有以下几点缺点:(I)波动性较大，受人为因素影响；(2)存在光和烟尘的污染；(3)球化率吸收率较低；(4)加料后出铁，处理效果受出铁重量波动的影响，难以生产出高强度高延伸率的球墨铸铁。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是解决现有方法难以生产出高强度高延伸率的球墨铸铁的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，包括步骤SI，炉料的选择，所述炉料包括主料和辅料，所述主料按质量分数配比，其中所述主料中废钢的含量为40 %?60 %，其余为生铁;所述辅料包括硅铁、锰铁和增碳剂;S2，将炉料投入电炉内熔化为铁水;S3，出铁并对铁水进行炉前处理，根据铁水的成分向铁水中加入合金，使处理后的铁水中的硅的含量为3.0 %?3.5 % ; S4，对处理后的铁水进行球化、孕育处理，将球化剂和孕育剂通过钢皮包成线圈形式，通过特定的喂线设备以一定的速度将球化剂和孕育剂均匀的加入到铁水内进行球化和孕育处理，即得高强度高延伸率的球墨铸铁。
[0008]其中，所述步骤S2还包括步骤S21，将炉料在电炉内熔化为铁水后再加热至1500°C，并进行扒渣化验；S22，根据化验结果调整铁水的成分，并加热至1520°C后静置8分钟至12分钟，使出铁温度控制在1480 0C至1500 °C。
[0009]其中，经过所述步骤S22处理后的铁水中的各元素的成分以质量百分比计为:C的含量为3.2%?3.4%，Si的含量为2.0%?2.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量为O?
0.02%』的含量为O?0.03%，其余为铁。
[0010]其中，所述步骤S3还包括在出铁时向铁水中随流加入75硅铁进行初步孕育，将Si的含量提高到3.0%?3.5%。
[0011]其中，所述步骤S4中，在对处理后的铁水进行球化、孕育处理时，保持铁水的温度在 1450°C 至 1470°C 之间。
[0012]其中，所述步骤S4中，在采用喂线设备对铁水进行球化、孕育处理时，先加球化剂，30秒至50秒后加入孕育剂，完成球化、孕育处理后，同时停止添加球化剂和孕育剂。
[0013]其中，所述步骤S4中，高强度高延伸率的球墨铸铁中各元素的含量以按质量百分比计为:C的含量为3.0%?3.3%，Si的含量为4.0%?4.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量不大于0.02%，P的含量不大于0.04%，Mg的含量为0.03%?0.05%，1^的含量为0.02%?0.04%，其余为铁。
[0014](三)有益效果
[0015]本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的一种尚强度尚延伸率的球墨铸铁的生产方法，包括将废钢、生铁、硅铁、锰铁和增碳剂投入电炉中融化为铁水，然后出铁并对铁水进行炉前处理，根据铁水的成分向铁水中加入合金，使处理后的铁水中的硅的含量为3.0%?3.5%，最后对处理后的铁水进行球化和孕育处理，将球化剂和孕育剂通过钢皮包成线圈形式，通过喂线设备以一定的速度将球化剂和孕育剂均匀的加入到铁水中进行球化和孕育处理，即可得到高强度高延伸率的球墨铸铁，使用喂线法对铁水进行球化处理，能够精确的控制化学元素的加入量，受人为因素较小，具有安全环保和可批量化生产的优点。
[0016]除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提供的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0020]此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
[0021 ]如图1所不，本发明实施例提供的一种尚强度尚延伸率球墨铸铁的生广方法，包括步骤SI，炉料的选择，炉料要求必须纯净，选用优质的球生铁，且炉料中的锰、磷、硫、钛等杂质必须控制在最低水平，炉料包括主料和辅料，主料按质量分数配比，其中主料中废钢的含量为40 %?60 %，其余为生铁，废钢选择的是微量元素含量较低的、成分一致性强的打包废钢;辅料包括硅铁、锰铁和增碳剂，增碳剂经过高温石墨化且固定碳含量达到99%以上，增碳剂的添加使炉料中的微量元素控制在最低水平;S2，将炉料投入到12T中频感应电炉熔化为铁水，在熔化过程中要快速熔化，降低铁水氧化的倾向。S3，出铁并对铁水进行炉前处理，根据铁水的成分向铁水中加入合金，使处理后的铁水中的硅的含量为3.0 %?3.5 %。S4，对处理后的铁水进行球化、孕育处理，将球化剂和孕育剂通过钢皮包成线圈形式，通过特定的喂线设备以一定的速度将球化剂和孕育剂均匀的加入到铁水内进行球化和孕育处理，即得高强度高延伸率的球墨铸铁。
[0022]进一步地，步骤S2还包括步骤S21，将炉料熔化为铁水后再加热至1500°C，并进行扒渣化验；S22，根据化验结果调整铁水的成分，并加热至1520°C后高温静置8分钟至12分钟，使出铁温度控制在1480 °C至1500 °C。
[0023]进一步地，经过步骤S12处理后的铁水中的各元素的成分以质量百分比计为:C的含量为3.2%?3.4%，Si的含量为2.0%?2.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量为O?
0.02%』的含量为O?0.03%，其余为铁。
[0024]进一步地，步骤S3还包括在出铁时向铁水中随流加入75硅铁进行初步孕育，将硅的含量提高到3.0%?3.5%。
[0025]进一步地，步骤S4中，在对处理后的铁水进行球化、孕育处理时，保持铁水的温度在 1450°C 至 1470°C 之间。
[0026]进一步地，步骤S4中，在采用喂线设备对铁水进行球化、孕育处理时，先加球化剂，30秒至50秒后加入孕育剂，完成球化、孕育处理后，同时停止添加球化剂和孕育剂。
[0027]进一步地，步骤S4中，高强度高延伸率的球墨铸铁中各元素的含量以按质量百分比计为:C的含量为3.0%?3.3%，Si的含量为4.0%?4.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量不大于0.02%，P的含量不大于0.04%，Mg的含量为0.03%?0.05%，1^的含量为0.02%?0.04%，其余为铁。
[0028]采用本实施例中的生产高强度高延伸率的球墨铸铁的方法充分利用了喂线法控制的精确性和硅强化对于球墨铸铁性能的改善，开发出能够稳定生产高强度高延伸率球墨铸铁的新工艺，其主要优点有以下几点:
[0029](I)使用喂线法对铁水进行球化处理，球化元素含量能够做到精确控制，受人为因素影响小，并且采用喂线设备进行球化和孕育处理，环境友好，无烟尘等污染。
[0030](2)经过两次孕育保证铸件形成碳化物的倾向小，炉前使用75硅铁，既能起到增硅的作用，并且能够起到初步孕育的作用。球化处理的同时，加入孕育线进行孕育处理，最终保证孕育效果。
[0031 ] (3)在保证球化的基础上，铸件终硅含量控制在4.0 %?4.5 %，通过硅的强化作用，生产出高强度高延伸率的球墨铸铁，且经检测使用该方法所浇筑的球墨铸铁的抗拉强度达到600MPa以上，同时延伸率可以达到12 %以上。
[0032]综上所述，本发明实施例提供的高强度高延伸率的方法主要是利用先进的喂线球化装置精确的控制球化剂的加入量，能够将球化材料均匀地输送到铁水内部，提高球化效果，同时球化剂吸收率提高，能够将球化剂与铁水激烈反应控制在最低限度，进而使球化过程平稳，本发明采用喂线法替代传统的冲入法，提高各种材料的利用率，且材料完全吸收有助于铁水的质量的提高。使用硅对球墨铸铁进行了固溶强化，在低成本的情况下，保证铸件抗拉强度的同时兼顾了材料的延伸率。
[0033]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:包括步骤 Si，炉料的选择，所述炉料包括主料和辅料，所述主料按质量分数配比，其中所述主料中废钢的含量为40%?60%，其余为生铁;所述辅料包括硅铁、锰铁和增碳剂； S2，将炉料投入电炉内熔化为铁水； S3，出铁并对铁水进行炉前处理，根据铁水的成分向铁水中加入合金，使处理后的铁水中的硅的含量为3.0%?3.5%; S4，对处理后的铁水进行球化、孕育处理，将球化剂和孕育剂通过钢皮包成线圈形式，通过特定的喂线设备以一定的速度将球化剂和孕育剂均匀的加入到铁水内进行球化和孕育处理，即得高强度高延伸率的球墨铸铁。2.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:所述步骤S2还包括步骤 S21，将炉料在电炉内熔化为铁水后再加热至1500°C，并进行扒渣化验； S22，根据化验结果调整铁水的成分，并加热至1520°C后静置8分钟至12分钟，使出铁温度控制在1480 °C至1500 °C。3.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:经过所述步骤S22处理后的铁水中的各元素的成分以质量百分比计为:C的含量为3.2%?3.4%，Si的含量为2.0%?2.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量为O?0.02%，P的含量为O?0.03%，其余为铁。4.根据权利要求3所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:所述步骤S3还包括在出铁时向铁水中随流加入75硅铁进行初步孕育，将Si的含量提高到3.0%?3.5%。5.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:所述步骤S4中，在对处理后的铁水进行球化、孕育处理时，保持铁水的温度在1450 °C至1470 °C之间。6.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:所述步骤S4中，在采用喂线设备对铁水进行球化、孕育处理时，先加球化剂，30秒至50秒后加入孕育剂，完成球化、孕育处理后，同时停止添加球化剂和孕育剂。7.根据权利要求1-6任一项所述的高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法，其特征在于:所述步骤S4中，高强度高延伸率的球墨铸铁中各元素的含量以按质量百分比计为:C的含量为3.0%?3.3%，Si的含量为4.0%?4.5%，Mn的含量为O?0.3%，S的含量不大于0.02%，P的含量不大于0.04%，Mg的含量为0.03%?0.05%，Re的含量为0.02%?0.04%，其余为铁。
【文档编号】C21C1/10GK105950814SQ201610525235
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】王安家, 乔进国, 房夺, 庄肃栋, 刘晓东, 杜纪柱, 姜爱龙, 林献辉
【申请人】潍柴动力股份有限公司