专利名称：一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法
技术领域：
本发明涉及一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法，将钒钛磁铁矿原 料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，含钒铁水转入吹氧转炉内进行三脱处理生成提钒半钢铁 水，将达到球化孕育条件的半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生成铸管铁液，将所述 铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件。
背景技术：
中国专利01107155. 9公开了一种高抗磨离心铸管生产方法，其特点是冶炼以废 钢及合金为主要原料，采用0. 5-3. Ot电弧炉或0. 25-0. 5t中频感应炉熔炼，熔炼中多次进 行炉前分析(例如化学法或直读光谱仪)，根据炉前分析结果调整钢水成分，至钢水成分 符合材料组成后出炉，钢水出炉温度为1500-1650°C;型筒的准备型筒在第一次使用时，先 进行烘烤，然后对型筒内表面进行喷涂石英或锆英涂料，喷涂后，再对内表面进行烘烤；离 心浇铸在离心机上，放置经烘烤喷涂的型筒，将钢水浇铸于型筒内成型；脱模当铸管内 壁温度降到400-80(TC时(根据不同材料配方确定)停车脱模，将铸管与型筒分离；采用本 发明离心铸管，具有高抗磨性能的金相组织；采用本发明方法，生产工艺简短，生产的铸管 不开裂、变形小，离心铸造工艺可以生产薄壁(例如8mm厚)的铸管，管子两端壁厚均勻性 好，组织致密，无疏松，夹杂物少，从而提高铸管的力学性能；用作输送固体颗粒和浆体的管 道，抗磨性能明显提高，使用寿命比16Mn焊管提高3-6倍。但是，该专利仅以废钢及合金为 主要原料，不能以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件。因此，有必要提出一种以钒钛磁铁 矿为原料生产球墨铸铁管件的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法，将钒 钛磁铁矿原料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，含钒铁水转入吹氧转炉内进行三脱处理生成 半钢铁水，将达到球化孕育条件的提钒半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生成铸管 铁液，将所述铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件。本发明合理利用钒钛磁铁矿 资源，达到资源优化配置，并且占地面积小，工艺流程短，节约资源和能源。本发明的目的是由下述技术方案实现的一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁 管件的方法，其特征在于，所述方法的步骤是A、将钒钛磁铁矿原料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，所述钒钛磁铁矿料中钒元 素、钛元素、铁元素的重量比为0. 2-5 0.1-15 35-40 ；B、将含钒铁水送入脱硫预处理炉内加入脱硫剂进行脱硫预处理，预处理后的含钒 铁水转入吹氧转炉内进行三脱处理生成半钢铁水，在所述的含钒铁水中加入提钒入渣辅料 Ca0、Si02、CaC2，吹氧升温，进行提钒处理；在所述的含钒铁水中加入脱磷剂，吹氧升温，进行 脱磷处理，在所述的含钒铁水中加入脱硫剂进行脱硫处理；C、将所述半钢铁水吹氧升温达到球化孕育温度，添加辅料将半钢铁水中的碳含量控制在3.5% -3. 8%范围内；D、将所述达到球化孕育条件的半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生 成铸管铁液，球化包内加入球化剂、孕育剂，所述球化剂是稀土镁硅铁，其重量比例为 1.6% -2.0%，所述孕育剂是FeSi75，其重量比例为0.8% -1.0% ；所述球化处理温度为 14200C -1450°C ；所述铸管铁液中含矾量不大于0. 02%，含磷量不大于0. 08%，含硫量不大 于 0. 02% ；E、将所述铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件，铸管铁液注入温度为 14000C -1420"C。本发明与已有技术相比，具有如下的优点1、由于本发明以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件，具有合理利用钒钛磁铁矿 资源，达到资源优化配置的特点。2、由于本发明采用短流程工艺，工艺灵活控制，设备少，投资小。3、由于本发明占地面积小，工艺流程短，节约资源和能源，给企业带来更好的经济 效益和社会效益。4、本发明可以利用现有小高炉，避免重复建设。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1、本发明的工艺流程示意图
具体实施例方式实施例一参见图1，本发明的以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法，所述方法的步 骤是A、将钒钛磁铁矿原料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，所述钒钛磁铁矿料中钒元 素、钛元素、铁元素的重量比为0.2-5 0.1-15 35-40 ；通常情况下，钒钛磁铁矿原料中 矾钛含量小于20%，铁含量35%-40%，原料经过筛选(磁选)后与配料混合配比进入高炉 进行冶炼，通过对原料的控制以及对冶炼中对高炉进行精细工艺控制，使其冶炼的含钒铁 水杂质元素少，质量高；B、将含钒铁水送入脱硫预处理炉内加入脱硫剂CaO、CaF2进行脱硫预处理，预处 理后的含钒铁水转入吹氧转炉内进行三脱处理生成半钢铁水，在所述的含钒铁水中加入 提钒入渣辅料CaO、SiO2, CaC2，吹氧升温，进行提矾处理；在所述的含钒铁水中加入脱磷剂 CaO，吹氧升温，进行脱磷处理，在所述的含钒铁水中加入脱硫剂进行脱硫处理；通常情况 下，使用铁水罐车将含钒铁水运送到脱硫预处理炉(也称为KR)，运输过程中，含钒铁水中 添加镁(Mg)、CaC2等辅料除去部分硫、磷等杂质；在进行三脱处理之前，首先对含钒铁水 进行测温取样，了解含钒铁水中各元素成分的含量，并在处理过程中进行控制；提矾处理 时，所述铁水温度控制在1350°C -1400°C，反应过程为V+02 — V2O5 ；V2O5入渣；脱磷处理 时，所述铁水温度控制在1250°C -1350°C，反应过程为Fe0+P+Ca0 — Fe+CaP04, CaPO4入 渣，所述脱磷剂是CaO ；脱硫处理时，所述的脱硫剂是CaO、CaF2, CaC2,所述铁水温度控制在1130°C _1180°C，反应过程为:C+S+CaO — CaS+CO (脱硫),CaO+S+Si — CaS+Ca2Si04 (脱硫， 脱硅)，CaC2+S — CaS+C石墨(脱硫)，CaS入渣；C、将所述半钢铁水吹氧升温达到球化孕育温度，添加辅料将半钢铁水中的碳含量 控制在3.5% -3. 8%范围内；冶炼过程中需在时间点测温取样对工艺严格控制，对各成分 进行调节，在吹炼中通过转化阀吹氧继续提升温度以达到球化孕育温度，出炉温度控制在 14900C _1510°C，最后加入适量的碳线保证去除多余的氧；D、将所述达到球化孕育条件的半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生 成铸管铁液，球化包内加入球化剂、孕育剂，所述球化剂是稀土镁硅铁，其重量比例为 1.6% -2.0%，所述孕育剂是FeSi75，其重量比例为0.8% -1.0% ；所述球化处理温度为 14200C -1450°C ；所述铸管铁液中含钒量不大于0. 02%，含磷量不大于0. 08%，含硫量不大 于0. 02% ；所述的球化孕育处理是冲入法处理，球化孕育处理时间是10分钟，所述冲入法 处理顺序是球化包内预先按比例加入球化剂、孕育剂，所述球化剂、孕育剂上覆盖铁屑层， 将所述半钢铁水自上而下注入球化包内；所述提钒半钢铁水温度为1490°C -1510°C，优选 的温度是1500°C。Ε、将所述铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件，铸管铁液注入温度为 14000C -1420°C。所述球化包内的铸管铁液全部注入离心铸管设备中的过程不大于15分 钟。本发明中，采用冲入法孕育处理过程是球磨铸管生产过程的一个重要环节，它不 仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并且使石墨变得更细小、更 圆整、分布更均勻，从而提高球磨铸铁管件的力学性能。其主要操作流程是将配好的球化剂 和孕育剂提前加入到球化包中，并在上面覆盖一层铁屑。铁液进行球化后在15分钟内浇注 完毕，防止球化衰退，本发明中，利用钒钛磁铁矿为原料进行冶炼铸管技术在转炉提钒后留少量的钒， 可增加铸管的强度和耐磨性，通过工艺控制使微量元素总含量(包括钒、钛以及其它微量 元素)不超过0. 可生产优质球墨铸管；本发明中涉及的各元素的比例、添加剂的比例、 辅料的比例均为重量百分比。本发明中，炼铁高炉、脱硫预处理炉(也称为KR)、铁水罐车、吹氧转炉、球化包、离 心铸管设备都属于常规设备，不作详细描述，所述生产过程中涉及冶炼铁水、半钢铁水的温 度测量，化学成分的测量均属于现有技术范畴，不作详细描述。
权利要求
1.一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于，所述方法的步骤是A、将钒钛磁铁矿原料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，所述钒钛磁铁矿料中钒元素、钛 元素、铁元素的重量比为0.2-5 0.1-15 35-40 ；B、将含钒铁水送入脱硫预处理炉内加入脱硫剂进行脱硫预处理，预处理后的含钒铁水 转入吹氧转炉内进行三脱处理生成半钢铁水，在所述的含钒铁水中加入提钒入渣辅料CaO、 Si02、CaC2,吹氧升温，进行提矾处理；在所述的含钒铁水中加入脱磷剂，吹氧升温，进行脱磷 处理，在所述的含钒铁水中加入脱硫剂进行脱硫处理；C、将所述半钢铁水吹氧升温达到球化孕育温度，添加辅料将半钢铁水中的碳含量控制 在3. 5% -3. 8%范围内；D、将所述达到球化孕育条件的提钒半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生 成铸管铁液，球化包内加入球化剂、孕育剂，所述球化剂是稀土镁硅铁，其重量比例为 1.6% _2.0%，所述孕育剂是FeSi75，其重量比例为0.8% -1.0% ；所述球化处理温度为 14200C -1450°C ；所述铸管铁液中含钒量不大于0. 02%，含磷量不大于0. 08%，含硫量不大 于 0. 02% ；E、将所述铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件，铸管铁液注入温度为 14000C -1420°C。
2.根据权利要求1所述的生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于所述的脱硫剂是 CaO、CaF2, CaC2,所述脱磷剂是CaO。
3.根据权利要求2所述的生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于所述的球化孕育处 理是冲入法处理，球化孕育处理时间是10分钟，所述冲入法处理顺序是球化包内预先按比 例加入球化剂、孕育剂，所述球化剂、孕育剂上覆盖铁屑层，将所述半钢铁水自上而下注入 球化包内；所述半钢铁水温度为1490°C -1510°C。
4.根据权利要求3所述的生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于所述球化包内的铸 管铁液全部注入离心铸管设备中的过程不大于15分钟。
全文摘要
本发明涉及一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法，将钒钛磁铁矿原料按照炼铁工艺冶炼成含钒铁水，含钒铁水转入吹氧转炉内进行三脱处理生成半钢铁水，所述半钢铁水吹氧升温达到球化孕育温度，将达到球化孕育条件的半钢铁水转入球化包进行球化孕育处理，生成铸管铁液，将所述铸管铁液注入离心铸管设备生成球墨铸铁管件，铸管铁液注入温度为1400℃-1420℃；铸管铁液中含矾量不大于0.02％，含磷量不大于0.08％，含硫量不大于0.02％。
文档编号B22D13/02GK102000797SQ200910170099
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者卢建锐, 张维田, 霍岭 申请人:唐山市嘉恒实业有限公司