专利名称：一种获得优质金属液的熔炼方法
技术领域：
本发明属于金属熔炼技术领域，涉及一种获得优质金属液的熔炼方法。
背景技术：
上世纪七十年代,我国就有企业向钢液或铁液中吹入IS气来净化钢水和铁水，图I是钢水包底埋置透气砖(塞)进行吹氩精炼过程示意图，金属液中含有的氮、氢向氩气泡中扩散，从而使金属液中含气量降低，悬浮于金属液中的非金属夹杂物吸附于氩气泡表面，随气泡上升带至溶池表面而成熔渣。这样降低了金属液中的含气量及夹杂物含量，金属液得以净化，流动性提高，铸件的晶界干净，机械性能提高。实践表明，钢包吹氩要求钢包中钢水量要大于3T，铁水量要大于1T，因为吹氩过程会降低金属液温度，金属液少时，会造成浇不足铸件。本世纪初，我国已能生产出使用寿命和中频感应电炉的炉衬寿命相匹配的高寿命耐火透气砖。图2是用于中频电炉炉底吹氩用透气砖示意图。这样，对于熔炼出的钢水及铁水量少时，可直接在炉内进行吹氩熔炼。炉底吹氩用透气砖，其本体高度与相应中频炉炉底高度一致，只要在中频炉炉地板中央钻一孔，使通气用钢管从中伸出，以便于炉外的不锈钢软管相接并接到氩气瓶上。透气砖座落在炉底，用修炉材料在周围捣紧，上表面与炉膛内的炉底处于同一平面上，所以装配起来很方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种获得优质金属液的熔炼方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。一种获得优质金属液的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤(I)在中频电炉炉底埋置透气砖，在金属液熔化后进行脱氧，加入合金元素，同时于金属液出炉前通入IS气10-20min (金属液容量少者，时间可短些),流量为5_7L/min,随后停止吹氩，准备浇入浇包中；(2)在浇注到浇包中时，当金属液达到包内1/3时，向包内加入混合稀土(优选RE的wt%=99%) O. 2-0. 3wt%，用以细化碳化物。对于上述步骤(I)进一步部分合金元素在通入氩气的过程中加入；对于步骤(I)进一步优选(尤其针对高铬铸铁)，包括以下步骤在中频感应电炉中熔化炉料，炉料化开后加锰铁，进行预脱氧，调整化学成分；当铁水温度达到出炉温度前，向熔池内加入Ti-Fe (Ti-Fe加入量优选为O. 5wt%，所用的Ti-Fe中优选Ti的wt%=27%)，并加入Al O. 25% (用铝丝或铝块，固定在钢棍上，插入熔池中)。Ti和Al皆能其脱氧作用，而Ti还能与氮和碳成TiN、TiC，它们可做奥氏体结晶核心，使晶粒细化。当铁水熔化后到达出炉温度前，向炉内吹入氩气，氩气流量为5-7L/min，吹氩时间为10_20min，随后停止吹氩，准备浇注到钢包中；在上述加入Ti-Fe的时候，已通入氩气。
对于上述优选的步骤(I)中，在加入锰铁之后通氩气之前，加入钒铁，使V的加入量优选为铁水质量的O. 3%。对于优选 步骤(I)和(2)，对于高铬铸铁用铁水，在浇注到铁水包中时，当铁水量达到包内1/3时，向包内加入混合稀土(RE的wt%=99%)0. 2-0. 3%，用以细化碳化物，经加混合稀土进行变质处理后的高铬白口铸铁，当用钻床铁屑取样时，其铁屑为长的卷曲状，而未变质者为颗粒状。本发明方法可除去金属液中所含的N、H等气体，去除非金属夹杂物，金属液流动性大为提闻，避免铸件形成气孔，晶界干净，碳化物细化，白口铸铁的冲击朝性大为提闻。本熔炼方法也可用来熔化各种不锈钢、优质碳钢，仅在脱氧及精炼工艺上互有区别。
图I为钢包吹氩示意图；图2中频电炉内吹氩用的透气砖示意图；图3为实施例I变质如后铸铁件断口图片；图4为实施例I变质如后铸铁的金相显微组织图片；其中A为变质如图片，B为变质后图片。
具体实施例方式本发明方法是在中频感应电炉炉底埋置耐高温的多孔透气砖，以熔制高铬白口铸铁为例说明其熔炼过程。实施例I用高铬白口铸铁制造锤式破碎机的锤头，破碎煤矿中剔出的煤矸石用以制砖；破碎鹅卵石用以筑路；以及破碎水泥熟料用的锤式破碎机。其锤头是耗量最大的磨损件，需求量大。目前用作锤头的材料有高锰钢、合金球铁、各种合金钢、高铬铸铁等，其中高铬白口铸铁因其硬度高、耐磨性好，得到了广泛的应用。本发明选用重IOKg锤头，采用组合式锤头，锤柄用低合金钢制作，锤头用高铬铸铁制作。两者用销轴螺结固定。其除铁之外的主要化学成分(wt%)如下
~C~ Cr ~Si Mn 3.6 23 07 170"在O. 5T中频感应电炉中熔化铁水，炉料化开后加Mn-Fe，进行预脱氧，调整化学成分，并加V-Fe (优选V wt%=50)，使钒元素的加入量为铁水质量的O. 3%。铁水达到1500°C时准备出炉，出炉前吹入氩气进行除气，除去夹杂物，氩气流量6L/min，吹氩时间IOmin (相当于在出炉前10分钟开始通氩气);在出炉前5min左右(即在吹氩气的前5分钟左右)同时加Ti-Fe (优选Ti wt%=27) O. 4%，并插铝脱氧，加铝量为铁水质量的O. 25%，上述的加合金的过程中一直吹氩气。
出炉铁水浇入浇包中，当铁水达浇包1/3时，向包中加入混合稀土(Re的wt%=99)
O.3%，进行变质处理，细化碳化物。在吹氩及变质处理前与后分别浇铸20mm*20mm*110mm冲击试样，前者冲击能为24J、26J、28J，后者冲击能为 54J、52J、48J。所得高铬白口铸铁，当用钻床钻铁屑取样时，其铁屑为长的卷曲状，而未变质者为颗粒状。实施例2在造纸工业中，纸浆通过距离极近的造纸机的动磨片和静磨片之间，其中的纸屑被磨片磨细。造纸机的磨片除铁之外的化学成分(wt%)如下
权利要求
1.一种获得优质金属液的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)在中频电炉炉底埋置透气砖，在金属液熔化后进行脱氧，加入合金元素，同时于金属液出炉前通入氩气10-20min，流量为5_7L/min，随后停止吹氩，准备浇入浇包中； (2)在浇注到浇包中时，当金属液达到包内1/3时，向包内加入混合稀土RE，RE的量为O. 2-0. 3wt%0
2.按照权利要求I的方法，其特征在于，混合稀土RE的纯度为99%。
3.按照权利要求I的方法，其特征在于，步骤(I)部分合金元素在通入氩气的过程中加入。
4.按照权利要求I的方法，其特征在于，步骤(I)包括以下步骤在中频感应电炉中熔化炉料，炉料化开后加锰铁，进行预脱氧，调整化学成分；当铁水温度达到出炉温度前，向熔池内加入Ti-Fe，并加入Al O. 25% ;当铁水熔化后到达出炉温度前，向炉内吹入氩气，氩气流量为5-7L/min，吹氩时间为10_20min，随后停止吹氩，准备浇注到钢包中；在上述加入Ti-Fe的时候，已通入氩气。
5.按照权利要求I的方法，其特征在于，步骤(I)中，在加入锰铁之后通氩气之前，加入钒铁，使V的加入量为铁水质量的O. 3%。
全文摘要
一种获得优质金属液的熔炼方法，属于金属熔炼技术领域。在中频电炉炉底埋置透气砖，在金属液熔化后进行脱氧，加入合金元素，同时于金属液出炉前通入氩气10-20min，流量为5-7L/min，随后停止吹氩，准备浇入浇包中；在浇注到浇包中时，当金属液达到包内1/3时，向包内加入混合稀土RE，RE的量为0.2-0.3wt%。本发明方法可除去金属液中所含的N、H等气体，去除非金属夹杂物，金属液流动性大为提高，避免铸件形成气孔，晶界干净,碳化物细化，白口铸铁的冲击韧性大为提高。
文档编号C21C7/00GK102839256SQ20121035104
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者苏应龙, 连钠 申请人:北京工业大学