专利名称：一种高炉铁水生产风电铸件的方法
技术领域：
本发明涉及一种风电铸件生产技术，具体是一种用高炉铁水生产风电铸件的方法，属于铸造及黑色金属冶金领域。
背景技术：
风力发电是风能清洁利用最为有效的方式。高质量风电铸件是风力发电机组的可靠运行、有效利用风能的关键。风电发电机组多安装在野外，工况条件苛刻，对风电铸件的质量提出极高要求。铁素体球墨铸铁强韧性优良，是大型风力发电机组铸件首选的材料。但大型风电铸件通常壁厚超过100mm，重量达到数吨乃至于数十吨。这类特大型球墨铸铁件在凝固过程中石墨球容易发生畸变，需要严格控制成分及工艺措施才能获得合格铸件。目前现有的铸件生产过程均是将生铁、废钢等炉料加入电炉或者冲天炉熔化后， 获得铁液，然后再对铁液进行处理后进行浇铸冷却。而生铁则是通过高炉铁水浇入生铁锭模后冷却获得。在这一过程中，生铁等炉料的熔化，需要消耗大量的能源。申请号200810141326. 0的中国发明专利申请公布公开了一种高炉-中频炉双联熔炼短流程生产技术，将高炉铁液引入中频感应电炉，升温后对铁液进行处理，然后直接浇铸铸件。这一方法缩短了工艺流程，大大节约了能源。但是，不足之处在于感应电炉对铁液成分调节控制能力较差，高炉铁液通过感应电炉加热后，无法满足高性能风电铸件生产的要求。
发明内容
本发明提供一种高炉铁水生产风电铸件的方法，通过高炉与电弧炉双联熔炼生产风电铸件。本发明的技术方案如下一种高炉铁水生产风电铸件的方法，包括1)高炉熔炼后获得的原铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；2)铁液温度和成分达到要求后，将原铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；所述的球化剂为稀土硅镁合金；球化剂的加入量是铁液质量的0. 8-1. 0% ；3)将脱硫球化处理后的铁液加入孕育剂进行孕育处理；孕育剂为硅铁合金；孕育剂的加入量是铁液质量的0. 4-0. 6% ；4)对铁液进行微合金化将球化和孕育处理后的原铁液加入微量金属Sb进行微合金化；微量金属Sb加入量是铁液质量的0. ；5)经过以上处理后，将铁液浇入铸型，浇铸温度在1300摄氏度 1340摄氏度，经过缓慢冷却后即可获得性能满足要求的风电铸件。所述高炉熔炼后获得的铁液加入电弧炉中进行升温和成分调整是高炉熔炼后获得的铁液，经过测温和化学成分析后，确定其温度和成分；然后，加入电弧炉中，按照需要获得原铁液的成分和温度，进行冶炼，调整成分和温度，直到获得符合要求的原铁水为止。
所述原铁水温度和成分具体要求是温度1450 1480摄氏度，成分质量百分比为 3. 5% 3. 8% C，0. 8% 1. 2% Si，0. 0. 3% Mn，< 0. 07% P，< 0. 07% S，余量为 Fe 及不可避免的微量杂质。经过球化、孕育和微合金化处理后，获得的球墨铸铁铁液的最终成分质量百分比为3· 5% 3. 8% C，1. 8% 2. 2% Si，0. 1 % 0. 3 % Mn，< 0. 04 % P，< 0. 03 % S, 0. 04% 0. 07% Mg ；0. 02% 0. 04% RE,0. 01% 0. 02% Sb，其余为 Fe 及不可避免的微
量杂质。本发明的有益效果是电弧炉能够方便的通过控制熔炼工艺，控制冶金过程，从而准确控制铁液的化学成分，使之满足大型风电球墨铸铁件生产的要求。大大缩短工艺流程， 提高生产效率，节约成本，对节能降耗具有重要意义。
具体实施例方式下面结合实施例，进一步说明本发明的特征及效果。实施例1高炉熔炼获得的铁水，其温度为1200摄氏度，化学成分(质量百分比)为4. 1% C,0.8% Si,0.6% Μη,Ο. 3% P,0.2% S，余量为！^及不可避免的微量杂质。将其倒入电弧炉中，升温，经过脱碳、增硅、降锰、脱硫、脱磷等熔炼工艺处理后，获得原铁水的成分(质量百分比)为3. 6% C，0. 9% Si，0. 2% Mn, < 0. 04% P, < 0. 06% S，余量为！^及不可避免的微量杂质，温度为1450摄氏度。将此原铁水使用稀土硅镁合金进行球化处理，然后再使用硅铁合金进行孕育处理。处理完毕后，加入微量的金属Sb，处理后获得的最终铁液的化学成分(质量百分比)为 3. 5% C, 1. 9% Si,0. 2% Μη,Ο. 04% P，0· 03% S，0· 05% Mg ；0. 02% RE，0. 02% Sb，其余为 Fe 及不可避免的微量杂质。将此铁液静置到温度1320摄氏度时，浇铸入3MW的风电机组轮毂铸件铸型中，凝固冷却60小时后开箱清理获得铸件。对铸件进行本体组织性能分析，结果表明，球化等级为2级，石墨球大小5级，室温抗拉强度420MPa，室温冲击韧性平均值40J， 最低值26J，_20°C冲击韧性平均值12J，最低值10J。符合风电铸件的要求。实施例2高炉熔炼获得的铁水，其温度为1260摄氏度，化学成分(质量百分比)为4. 3% C,1.2% Si,0. 5%Mn,0. 2% P,0.2% S，余量为！^及不可避免的微量杂质。将其倒入电弧炉中，升温，经过脱碳、增硅、降锰、脱硫、脱磷等熔炼工艺处理后，获得原铁水的成分(质量百分比)为3. 8% C, 1. 2% Si，0. 2% Mn, < 0. 05% P, < 0. 06% S，余量为！^及不可避免的微量杂质，温度为1460摄氏度。使用稀土硅镁合金对原铁水进行球化处理，然后再使用硅铁合金进行孕育处理。 处理完毕后，加入微量的金属Sb，处理后获得的最终铁液的化学成分(质量百分比)为 3. 8% C, 2. 1% Si,0. 2% Μη,Ο. 05% Ρ,Ο. 03% S，0· 06% Mg ；0. 03% RE,0· 01% Sb，其余为 Fe 及不可避免的微量杂质。将此铁液静置到温度1330摄氏度时，浇铸入2MW的风电机组轮毂铸件铸型中，凝固冷却50小时后开箱清理获得铸件。对铸件进行本体组织性能分析，结果表明，球化等级为2级，石墨球大小5级，室温抗拉强度415MPa，室温冲击韧性平均值41J， 最低值^J，-20°C冲击韧性平均值14J，最低值11J。符合风电铸件的要求。
权利要求
1.一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其主要特征在于包括1)将高炉熔炼后获得的铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；2)原铁液温度和成分达到要求后，将原铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；所述的球化剂为稀土硅镁合金；球化剂的加入量是铁液质量的0. 8-1. 0% ；3)将脱硫球化处理后的铁液加入孕育剂进行孕育处理；孕育剂为硅铁合金；孕育剂的加入量是铁液质量的0. 4-0. 6% ；4)对铁液进行微合金化将球化和孕育处理后的原铁液加入微量金属Sb进行微合金化；微量金属Sb加入量是铁液质量的0. ；5)经过以上处理后，将铁液浇入铸型，浇铸温度在1300摄氏度 1340摄氏度，经过缓慢冷却后即可获得性能满足要求的风电铸件。
2.根据权利要求1所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，所述高炉熔炼后获得的铁液加入电弧炉中进行升温和成分调整是高炉熔炼后获得的铁液，经过测温和化学成分析后，确定其温度和成分；然后，加入电弧炉中，按照需要获得原铁液的成分和温度，进行冶炼，调整成分和温度，直到获得符合要求的原铁水为止。
3.根据权利要求2所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，所述原铁水温度和成分具体要求是温度1450 1480摄氏度，成分质量百分比为3. 5% 3. 8% C， 0. 8% 1. 2% Si，0. 0. 3% Mn, < 0. 07% P, < 0. 07% S，余量为 Fe 及不可避免的微量杂质。
4.根据权利要求1所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，经过球化、 孕育和微合金化处理后，获得的球墨铸铁铁液的最终成分质量百分比为3. 5% 3. 8% C，1. 8% 2. 2 % Si，0. 1 % 0. 3% Mn，< 0. 04% P, < 0. 03% S，0. 04 % 0. 07 % Mg ； 0. 02% 0. 04% RE,0. 01% 0. 02% Sb，其余为!^e及不可避免的微量杂质。
全文摘要
本发明公开了一种高炉铁水生产风电铸件的方法，属铸造技术领域。包括1)高炉熔炼后获得的铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；2)铁液温度和成分达到要求后，铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；3)脱硫球化处理后的铁液加入孕育剂进行孕育；4)铁液进行微合金化；5)经过以上处理后，将铁液浇入铸型，浇铸温度控制在1300摄氏度～1340摄氏度，经过缓慢冷却后即可获得性能满足要求的风电铸件。优点是大大缩短工艺流程，提高生产效率，节约成本，对节能降耗具有重要意义。
文档编号C21C1/08GK102312034SQ20111022211
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者刘晓林, 刘静, 孙吉明, 岑启宏, 王治国 申请人:徐州胜海机械制造科技有限公司