本发明涉及一种炉架用高强度铸铁配方及其制备方法，涉及灰铸铁技术领域。
背景技术：
市场上的铸铁炉架抗拉强度较低，一方面是由于制造炉架时铸铁炉架壁厚较小，一般在5-10mm范围内，造成浇注铁水后冷却较快，易产生白口组织，铁水流动性差，进而造成炉架材质较脆，另一方面是由于现有炉架制造工艺控制不稳定，也导致了抗拉强度较低，因此目前出现炉架断裂不良现象的较多，占比5%以上。所以有必要研究一种工艺较简单、炉架断面无白口组织且质量稳定受控的炉架用高强度灰口铸铁工艺。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种工艺简单、铸件性能质量稳定的炉架用高强度铸铁材质配方及其制备方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种炉架用高强度灰口铸铁，所述的灰口铸铁由如下重量百分比物质组成：
生铁0‐20％；
废钢55‐75％；
回炉铁20-40%；
碳化硅0.8-1.5%；
锰铁1-1.6%；
铬铁0.2-0.6%；
铜0.6-1.0%；
钼铁0.1-0.5%；
镍铁0.1-0.5%；
锡锭0.04-0.12%；
硅钡孕育剂0.3-0.5%；
硅锶孕育剂0.1-0.3%。
优选的，所述的灰口铸铁由如下重量百分比物质组成：
生铁10％；
废钢65％；
回炉铁20%；
碳化硅1.1%；
锰铁1.2%；
铬铁0.4%；
铜锭0.8%；
钼铁0.2%；
镍铁0.4%；
锡锭0.1%；
硅钡孕育剂0.5%；
硅锶孕育剂0.3%。
一种炉架用高强度灰口铸铁的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：
步骤一：炉架用高强度铸铁材质原材料配料及加料
准备各原料：生铁0‐20％，废钢55‐75％，回炉铁20-40%，碳化硅0.8-1.5%，锰铁1.2%，铬铁0.4%，铜0.8%，钼铁0.1-0.5wt%，镍铁0.1-0.5wt%,锡锭0.04-0.12%，硅钡孕育剂：0.3-0.5%,硅锶孕育剂：0.1-0.3%；
加生铁、回炉铁，再加废钢，当炉料熔大约三分之一后，再加入碳化硅、锰铁、铬铁和铜，最后熔清成为原铁水；
调整铁水中相关成分位于以下控制范围：c3.0-3.25wt%，si1.5-1.8wt%，mn0.65-0.85wt%，s0.06-0.09wt%，p＜0.07wt%，cu0.6-1.0wt%，cr0.1-0.4wt%；则原铁水成分合格，否则继续调整成分，直到原铁水成分合格；
原铁水成分合格后，开始精炼，精炼温度为1500-1530℃，然后把铁水渣捞干净，出铁前加入钼铁和镍铁，搅拌均匀，温度在1470-1500℃范围内即可出铁水；
步骤二：炉架用高强度铸铁材质铁水一次孕育处理和加锡
在浇注包内加入硅钡孕育剂和锡锭，进行一次孕育；
步骤三：炉架用高强度铸铁材质铁水二次孕育处理和浇注铁水
采用线上二次随流孕育处理，二次孕育剂为硅锶孕育剂，再进行浇注，浇注温度按1390-1430℃控制。
本发明还提供一种炉架，所述的炉架采用上述的高强度灰口铸铁制作而成。
本发明制备的高强度灰口铸铁，化学成分为：c3.0-3.25wt%，si1.8-2.1wt%，mn0.65-0.85wt%，s0.06-0.09wt%，p＜0.07wt%，cu0.6-1.0wt%，cr0.1-0.4wt%，sn0.04-1.0wt%，mo0.1-0.5wt%，ni0.1-0.5wt%。
所制备的灰铁金相为：基体组织为珠光体98%以上，石墨形态为a型石墨，石墨长度等级为4级，磷共晶+碳化物总含量＜1%。
所制备的灰铁机械性能：试棒强度为320-350mpa，铸件本体强度为310-330mpa，硬度为190-210hb。
采用本发明制备的灰口铸铁制备的灰铁炉架，经统计断坯率＜0.5%。
本发明通过优化液态铸铁化学成分、提高铁液纯净度和成分均匀性，提高碳当量和si／c比，以及加入钼铁、镍铁、锡锭、铜和sic来强化珠光体基体组织，并采用一次孕育硅钡孕育剂和二次孕育硅锶孕育剂，强化和延长铁水孕育效果，形成大量显微晶核，促使共晶团生产，生成细小均匀的a型石墨，细化基体组织，从而使铸件抗拉强度大幅提高。
本发明的有益效果在于：（1）制备的炉架用灰铁材质强度高，不脆，断坯率由＞5%降为0.5%以下；（2）本发明制备工艺较简单，质量稳定受控。
具体实施方式
实施例一
制备重量组分的各物质：生铁20％，废钢55％，回炉铁20%，碳化硅1.4%，锰铁1.2%，铬铁0.4%，铜锭0.8%。先加生铁、回炉铁，再加废钢。当炉料熔大约三分之一后，在加入碳化硅粉、锰铁、铬铁和铜锭，最后熔清成为铁水。
待铁水全部熔清后，取样化验原铁水成分，如原铁水成分满足一下控制范围：c3.25wt%，si1.7%，mn0.82wt%，s0.07wt%，p0.06wt%，cu0.81wt%，cr0.42wt%；则原铁水成分合格，否则继续调整成分，直到原铁水成分合格。原铁水成分合格后，开始精炼，精炼温度为1521℃，然后把铁水渣捞干净，出铁前加入钼铁0.2wt%和镍铁0.4wt%，搅拌均匀，铁水出炉温度1490℃。
在浇注包内加入一次孕育剂和锡锭，一次孕育剂即为硅钡孕育剂，加入量按0.35wt%，锡锭按0.1wt%加入。
采用线上二次随流孕育处理，二次孕育剂即为硅锶孕育剂，加入量按0.15%，浇注温度1415℃。
检验铸件本体化学成分为：
c3.25wt%，si1.93wt%，mn0.82wt%，s0.07wt%，p0.06wt%，cu0.81wt%，cr0.42wt%，sn1.0wt%，
mo0.24wt%，ni0.43wt%。
经检验本体金相为：
基体组织为珠光体98%，石墨形态为a型石墨，石墨长度等级为4级，磷共晶+碳化物总含量＜1%。
经检验本体机械性能：
试棒强度为324mpa，铸件本体强度为312mpa，硬度为197hb。
当批炉架共浇注1719件，断坯8件，断坯率0.465%。
实施例二
生铁10％，废钢65％，回炉铁20%，碳化硅1.1%，锰铁1.2%，铬铁0.4%，铜锭0.8%。先加生铁、回炉铁，再加废钢。当炉料熔大约三分之一后，在加入碳化硅粉、锰铁、铬铁和铜锭，最后熔清成为铁水。
待铁水全部熔清后，取样化验原铁水成分，如原铁水成分满足一下控制范围：c3.15wt%，si1.5%，mn0.82wt%，s0.07wt%，p0.06wt%，cu0.78wt%，cr0.38wt%；则原铁水成分合格，否则继续调整成分，直到原铁水成分合格。原铁水成分合格后，开始精炼，精炼温度为1526℃，然后把铁水渣捞干净，出铁前加入钼铁0.2wt%和镍铁0.4wt%，搅拌均匀，铁水出炉温度1501℃。
在浇注包内加入一次孕育剂和锡锭，一次孕育剂即为硅钡孕育剂，加入量按0.5wt%，锡锭按0.1wt%加入。
采用线上二次随流孕育处理，二次孕育剂即为硅锶孕育剂，加入量按0.3%，浇注温度1419℃。
本发明一种炉架用高强度铸铁材质配方及其制备方法，所制备的灰铁化学成分为：
c3.16wt%，si1.81wt%，mn0.82wt%，s0.07wt%，p0.06wt%，cu0.78wt%，cr0.38wt%，sn0.93wt%，mo0.24wt%，ni0.46wt%。
经检验本体金相为：
基体组织为珠光体98%，石墨形态为a型石墨，石墨长度等级为4级，磷共晶+碳化物总含量＜1%。
经检验本体机械性能：
试棒强度为346mpa，铸件本体强度为327mpa，硬度为214hb。
当批炉架共浇注2109件，断坯1件，断坯率0.047%。
例2的生铁、废钢、回炉铁配比改变，废钢比例增加，且孕育量较例1增加，浇注温度高出4℃，故铸件本体抗拉强度和硬度均比例1高，且炉架断坯率明显减少。