专利名称：灰铸铁生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及属于铸造领域，特别涉及一种灰铸铁的熔炼工艺。
技术背景
汽车铸铁件主要包括球铸铁件和灰铸铁件两种，这两种铸铁件的生产主要由生 铁、废钢及回炉料按不同配比熔炼成铁水经浇注而成。其中汽车球铸铁件产品有数百种，大 部分铸件轻而簿，生产批量大，每种铸件都有其自身的特殊特性，而汽车铸件内部不允许有 细微缩松，由于生产设备及工艺的限制，所以部分球铸铁件出品率还不到30%，这样每生产 1吨合格球铸铁件将会产生2吨多球铁回炉料，由于球墨铸铁件的工艺性能比灰铸铁件要 差，所以生产球铁铸件产生的球铁回炉料较多。
球墨铸铁熔炼铁水炉料配比一般是生铁20%、废钢30%、回炉料50%，而熔化的 铁水经浇注产品后有70%会变成球铁回炉料，球铁铸件产量越高则球铁回炉料越多，球铁 回炉料无法平衡，这样就造成了物流管理上的难度，分类堆放的料库和周转箱均被球铁回 炉料压积，甚至铸件清理场地也被球铁回炉料大量占用，为此许多多余的球铁回炉料一般 只能用很低的价格外卖。而在另一方面企业又需要花大量资金采购生铁、废钢等金属材料 来满足球铸铁件和灰铸铁件生产的需要，这样就使得企业的生产成本居高不下，使得企业 的竞争力下降。发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种采用球铁回炉料 作为灰铸铁熔炼炉料的方法，从而使球铁回炉料得到充分利用以降低企业的生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案
一种灰铸铁生产工艺，在配制炉料时采用球铁回炉料代替生铁作为炉料的原料， 所述炉料按质量百分比包括20-30%的废钢、40-70%的灰铸铁回炉料、20-30%的球铁回 炉料。
优选的，所述炉料按质量百分比包括25%的废钢、50%的灰铸铁回炉料、25%的 球铁回炉料。
优选的，在熔炼过程中需要向熔炉中增加增碳剂来增碳，所增加的增碳剂与球铁 回炉料的质量比为1 200。
优选的，所述增碳剂采用电极石墨增碳剂。
优选的，熔炼完成后的铁水需在熔炉内保温2-3分钟。
优选的，熔炼完成后铁水的出炉温度控制在1520° -1560°。
优选的，所述炉料中球铁回炉料与生铁可交替作为炉料使用。
上述方案具有如下有益效果该灰铸铁生产工艺采用球铁回炉料代替生铁作为炉 料来熔炼灰铸铁，这样首先可使球铁回炉料得到充分的利用，减少资源的浪费，再有可减少 生铁的使用量，进而降低企业的生产成本，而且采用球铁回炉料作为炉料熔炼灰铸铁也可有效提高灰铸铁的质量，改善铸铁的金相组织。
具体实施方式
该灰铸铁生产工艺，在配制炉料时采用球铁回炉料代替生铁作为炉料的原料，配 制的炉料按质量百分比包括20-30%的废钢、40-70%的灰铸铁回炉料、20-30%的球铁回 炉料，作为一种优选，炉料按质量百分比包括25%的废钢、50%的灰铸铁回炉料、25%的球 铁回炉料。
采用该灰铸铁生产工艺实际上取消了生铁的加入，这样可避免生铁中含有较高的 钛(Ti)钒(V)有害元素和粗大石墨对铸件质量不利影响，从而降低铸件的废品率，改善了 加工性能。但球铁回炉料的含碳量较低，因此采用球铁回炉料作为灰铸铁熔炼的炉料时，在 熔炼过程中需要向熔炉中加入增碳剂，增碳剂与球铁回炉料的质量比为1 200。随增碳剂 的加入，会给铁水带进的有害元素氮将要增加0.沈％，当铁水中含有IOOppm氮时，则有可 能使铸件产生缺陷。由于铁水在熔炼过程中氮会急剧增加，因此铁水熔炼好后，先在熔炉内 保温2-3分钟，这样铁水中氮的含量就会逐渐下降恢复到增碳前的水平。
再有选用低氮、低硫的增碳剂对使用球铁回炉料熔炼灰铸铁也是必不可少的条 件，电极石墨增碳剂具有低硫、低氮且价格低廉，是一种比较理想的增碳剂，使用电极石墨 增碳剂可使铁水中的含氮量可降低60%，为增加球铁件回炉料的使用提供了质量保证。铁 水出炉温度应控制在1520° -1560°之间，这样也可有效减低铁水中氮气的含量。
由于球铁回炉料中含有残余镁、稀土等反石墨化元素，连续使用球铁回炉料生产 灰铸铁产品有可能对铸件产生不利因素，所以在生产中严格控制残余镁、稀土含量就显得 至关重要。这样需要一方面控制球鉄回炉料加入量，另一方面控制连续使用球铁回炉料的 时间，即使用球铁回炉料生产几天后停用球鉄回炉料，而改用生铁作为炉料生产几天，使球 铁回炉料与生铁交替使用，这样可防止球铁回炉料不利因素在回炉料中的持续积累，进而 保证铸件质量。
灰铸铁生产时使用球铁回炉料替代生铁，由于球铁回炉料中有很多合金成分，所 以合金加入量也可以减少，这不仅节约了生铁的费用，而且也使合金消耗下降，当然铸件的 生产成本也相应下降了。
用回炉料替代生铁，铸件可避免生铁带来的微量有害元素，特别是各地的生铁含 钛都较高，使用球铁回炉料代替生铁可降低铸件中钛的含量，同时用回炉料替代生铁还可 以大量减少合金的加入量。此外，在回炉料种类固定时，由于合金加入量减少，熔炼调整次 数减少，光谱分析次数也可减少，大大缩短铁水成分调整的时间，加快了生产节奏。
由于球铁回炉料替代了生铁，使铁水中的含碳量下降，并存在大量低碳微区，由此 微区形成的先共晶奥氏体预存晶核，使先共晶奥氏体枝晶易形成和发展，从而使共晶团边 界的珠光体得以强化，并使珠光体晶粒细化。同时由于采用增碳剂增碳，故铁水中的晶核数 量显著增多，改善了石墨形核生长的条件，石墨化比较完全，减少白口倾向。在碳当量相同 的情况下试样边缘也仍以片状A型石墨为主，很少出现E型石墨，例如制动盘产品，自调整 炉料配比后，石墨形态均以A型出现，完全符合客户的技术要求，说明了增加回炉料配比完 全可以生产出符合各种金相组织的铸件。同时由于取消生铁的使用，又避免了生铁中粗大 石墨的遗传性带来的石墨恶化的倾向，使熔炼工艺措施变得更简便，更有效，铸件的金相组织得到明显改善。
由于取消了生铁的加入，消除了生铁的不良遗传性，并且铁水中需大量增碳，增碳 使石墨晶核增加了，同时共晶团也相应增加，由于原材料的组成及感应电炉熔炼工艺，为铸 件的凝固过程创造了良好的形核成长条件，降低了各微区凝固时所需的过冷度，同时也创 造了使共晶奥氏体枝晶发达的条件，在相同的化学成分情况下基体以珠光体为主，正由于 组织改善，故促使机械性能提高。在使用球铁回炉料配比的情况下，由于在调整炉料配比 时，工艺技术考虑较全面，控制严格，所以，铸件机械性能全部合格。在生产灰铸铁产品时采 用球铁回炉料熔炼，消除了生铁中钛和钒超标对铸件切削性能的有害影响，生产的灰铸件 综合废品率由5. 65%至今降到3. 77%。
采用球铁回炉料代替生铁，在相同的熔炼条件下生产铸件有以下优点石墨短小、 基体组织珠光体达98%，共晶团细小、抗拉强度提高、白口倾向和壁厚敏感性显著降低、切 削性能良好、铸件缩松废品下降①。用回炉料替代生铁由于回炉料成分就是铸件的要求成 分，所以合金加入量减少，这不仅节约了生铁的费用，而且也使合金消耗下降，当然铸件的 生产成本也相应下降了，在生产成本下降的同时，对铸件质量也有很大的提高。
如灰铸铁年产3万吨铸件为例，平均出品率为50%，废品率为3%。
调整前炉料配比
生铁30%、废钢20%、灰铸铁回炉料50%则需使用生铁和废钢；
3万吨铸件共需熔炼铁水=3万吨/50% /(1-3% ) = 6. 18万吨
生铁使用量=6. 18万吨X 30%= 1.邪4万吨
废钢使用量=6. 18万吨X 20%= 1. 236万吨
灰铁回炉料使用量=6. 18万吨X 50%= 3. 09万吨
调整后炉料配比
生铁0 %、废钢25 %、灰铸铁回炉料50 %、球铁回炉料25 %，则需使用生铁和废 钢；
3万吨铸件共需熔炼铁水=3万吨/50% /(1-3% ) = 6. 18万吨
废钢使用量=6. 18万吨X 25%= 1. 545万吨
灰铁回炉料使用量=6. 18万吨X 50%= 3. 09万吨
球铁回炉料使用量=6. 18万吨X 25%= 1. 545万吨
灰铸铁生产使用球铁回炉料可以减少废钢0. 309万吨、生铁1. 236万吨，减少了企 业采购废钢、生铁的费用。
由上述描述可知，该灰铸铁生产工艺采用球铁回炉料代替生铁作为炉料来熔炼灰 铸铁，这样首先可使球铁回炉料得到充分的利用，减少资源的浪费，再有可减少生铁的使用 量，进而降低企业的生产成本，而且采用球铁回炉料作为炉料熔炼灰铸铁也可有效提高灰 铸铁的质量，改善铸铁的金相组织。
以上对本发明实施例所提供的灰铸铁生产工艺进行了详细介绍，对于本领域的一 般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综 上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变 都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种灰铸铁生产工艺，其特征在于在配制炉料时采用球铁回炉料代替生铁作为炉 料的原料，所述炉料按质量百分比包括20-30%的废钢、40-70%的灰铸铁回炉料、20-30% 的球铁回炉料。
2.根据权利要求1所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于所述炉料按质量百分比包括 25 %的废钢、50 %的灰铸铁回炉料、25 %的球铁回炉料。
3.根据权利要求1所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于在熔炼过程中需要向熔炉中 增加增碳剂来增碳，所增加的增碳剂与球铁回炉料的质量比为1 200。
4.根据权利要求3所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于所述增碳剂采用电极石墨增 碳剂。
5.根据权利要求1所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于熔炼完成后的铁水需在熔炉 内保温2-3分钟。
6.根据权利要求1所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于熔炼完成后铁水的出炉温度 控制在 1520° -1560°。
7.根据权利要求1所述的灰铸铁生产工艺，其特征在于所述炉料中球铁回炉料与生 铁可交替作为炉料使用。
全文摘要
本发明公开了一种灰铸铁生产工艺，在配制炉料时采用球铁回炉料代替生铁作为炉料的原料，所述炉料按质量百分比包括20-30%的废钢、40-70%的灰铸铁回炉料、20-30%的球铁回炉料。该灰铸铁生产工艺采用球铁回炉料代替生铁作为炉料来熔炼灰铸铁，这样首先可使球铁回炉料得到充分的利用，减少资源的浪费，再有可减少生铁的使用量，进而降低企业的生产成本，而且采用球铁回炉料作为炉料熔炼灰铸铁也可有效提高灰铸铁的质量，改善铸铁的金相组织。
文档编号C21C1/08GK102041427SQ20111002635
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者张波, 王后明, 翟柏顺, 陈培忠, 项大虎 申请人:上海圣德曼铸造有限公司