一种大型铸件生产的熔炼方法与流程

本发明涉及一种大型铸件生产的熔炼方法，属于铸件生产技术领域。

背景技术：

熔炼是将金属材料及其它辅助材料投入到加热炉熔化并调制，炉料在高温炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的火法冶金过程。熔炼的基本目的是制造出化学成分符合要求，并且熔体纯洁度高的合金，为铸成各种形状的铸锭创造有利条件。中频感应电炉主要应用于熔炼钢、铁、铜、铝及合金等，具有熔化效率高，节电效果好，金属成份均匀，烧损少，温升快，温度容易控制等特点，适合各种金属熔炼场合。现阶段大型吨位的铸件生产，对企业的设备要求较为严格，成本较高，需要具有熔炼能力较大吨位的化铁炉和较大吨位的起重装备。

如现阶段大型80吨铸件生产，对企业设备要求较严格，成本较高，需要我们具有熔炼能力50吨以上的化铁炉2台、80吨以上的起重装备2台。但目前我单位现有设备仅有2台20吨中频感应电炉与一台75吨天车和一台30吨天车，在这种设备状态下，我们想要生产出80吨重的铸件，采用现有工艺技术无法完成。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种大型铸件生产的熔炼方法，实现了利用现有的简单生产设备实现大型铸件的生产，降低了生产成本，节省了资源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型铸件生产的熔炼方法，以80吨铸件为例，我们采用2个30吨铁水包和3个20吨铁水包及2台20吨中频感应电炉来完成。

包括如下步骤：

（1）修砌存放铁水的铁水包：

第一步先在铁水包内铺上一层耐高温材料云母板，云母板可耐温1000℃，之后砌上一层高铝砖，高铝砖可耐温1800℃，在砖缝处采用耐火材料高铝粉加耐火土添实，之后再砌一层高铝砖加耐火材料，表面不需要涂刷任何材料，修砌完毕以后30吨铁水包可容纳铁水约为25吨左右，20吨的铁水包大约可容纳17吨左右。

（2）控制出铁后保温时间、控制铁水温度在1200℃以上、化学成分控制在铁碳合金相图c点在4.3左右，保证铁水不凝固，导包：

铁水出铁温度为1500℃左右，在铁水包内铁水降温速度大约为50~100℃/小时，按降温速度100℃/小时计算，3小时铁水温度大约降至1200℃左右，为了保证铁水不凝固，根据铁碳合金相图可知要将铁水化学成分控制在c在4.3左右时凝固温度为1148℃，所以要在炉料配置时做出高硅高碳低锰的铁水成分来，并且把化学成分曲线凝固温度控制在铁碳合金相图c点之前，才能保证铁水不凝固，能够折回炉内。

导包顺序：

将2台电炉分别标记为1号炉与2号炉，铁水包分别为：3台20吨分别标记为：1、2、3号铁水包，2台30吨铁水包标记为：4、5号铁水包。首先，在1号炉内熔炼20吨铁水温度提至1500℃（大约3小时）后，出铁到1号铁水包内，然后仍然使用1号炉熔炼20吨铁水3小时后，当温度达到1500℃，出铁到2号铁水包内，之后将1号铁水包内的铁水折回到1号炉内，提温至1500℃后，仍出铁到1号铁水包内，然后再用3小时在1号炉内熔炼20吨铁水并提温至1500℃，出铁到3号铁水包内，然后再将1、2两包内铁水分别折回到1、2炉内提温至1500℃后，再出铁至1、2两铁水包内，之后利用1号炉熔炼第四个20吨铁水到1500℃，出铁到4号铁水包内，之后再将2、3、1号铁水包内铁水分别折回1、2炉内提温至1500℃，然后2、3铁水包内铁水装满至20吨，将1号铁水包内的铁水中的10吨出到4号包内，再用2号炉熔炼20吨铁水达到1500℃后，将铁水出至5号铁水包内后，将一号包内剩余的10吨铁水，折回炉内提温至1500℃，也出铁到5号铁水包内，之后再将所有铁水包铁水分别折回两个炉内进行提温并且进行孕育处理。后出铁至2、3、4、5号包内进行浇注。至此导包完成。

本发明的有益效果是：利用简单的设备实现了大型吨位铸件的生产，降低了生产成本，工艺方法科学合理，可靠性高，提高了企业的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为铁碳合金相图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

下面我们以80吨铸件生产为例，描述其具体实施过程。我们采用2个30吨铁水包和3个20吨铁水包及2台20吨中频感应电炉来完成。

（1）修砌存放铁水的铁水包：

铁水包是铸造、浇注设备，用于铸造车间的浇注作业，在炉前承接铁液，之后运送至铸型处进行浇注。由于铁水倒入铁水包时，对包底有较大冲击，所以第一步我们先在铁水包内铺上一层耐高温材料云母板（1000℃），云母板具有优良的耐高温绝缘性能，优良的电气绝缘性能和优良的抗弯强度与加工性能；之后砌上一层高铝砖（1800℃），高铝砖属于高级耐火材料；在砖缝处采用由高铝粉加耐火土组成的耐火材料添实，高铝粉可作为工业填料，性能稳定，耐火度极佳，而耐火土是一种可耐高温的粘土，在添实之后，再砌一层高铝砖加耐火材料，表面不需要涂刷任何涂料。修砌完毕以后的30吨铁水包可容纳铁水约为25吨左右，20吨铁水包大约可容纳17吨左右。

（2）控制出铁后保温时间、控制铁水温度在1200℃以上、化学成分控制在铁碳合金相图c点在4.3左右，保证铁水不凝固，导包：

铁水出铁温度为1500℃左右，在铁水包内铁水降温速度大约为50~100℃/小时，按降温速度100℃/小时计算，3小时铁水温度大约降至1200℃左右，为了保证铁水不凝固，根据铁碳合金相图可知要将铁水化学成分控制在c在4.3左右时凝固温度为1148℃，所以要在炉料配置时做出高硅高碳低锰的铁水成分来，并且把化学成分曲线凝固温度控制在铁碳合金相图c点之前，才能保证铁水不凝固，能够折回炉内。

导包顺序：

将2台电炉分别标记为1号炉与2号炉，铁水包分别为：3台20吨分别标记为：1、2、3号铁水包，2台30吨铁水包标记为：4、5号铁水包。首先，在1号炉内熔炼20吨铁水温度提至1500℃（大约3小时）后，出铁到1号铁水包内，然后仍然使用1号炉熔炼20吨铁水3小时后，当温度达到1500℃，出铁到2号铁水包内，之后将1号铁水包内的铁水折回到1号炉内，提温至1500℃后，仍出铁到1号铁水包内，然后再用3小时在1号炉内熔炼20吨铁水并提温至1500℃，出铁到3号铁水包内，然后再将1、2两包内铁水分别折回到1、2炉内提温至1500℃后，再出铁至1、2两铁水包内，之后利用1号炉熔炼第四个20吨铁水到1500℃，出铁到4号铁水包内，之后再将2、3、1号铁水包内铁水分别折回1、2炉内提温至1500℃，然后2、3铁水包内铁水装满至20吨，将1号铁水包内的铁水中的10吨出到4号包内，再用2号炉熔炼20吨铁水达到1500℃后，将铁水出至5号铁水包内后，将一号包内剩余的10吨铁水，折回炉内提温至1500℃，也出铁到5号铁水包内，之后再将所有铁水包铁水分别折回两个炉内进行提温并且进行孕育处理。后出铁至2、3、4、5号包内进行浇注。至此导包完成，总共可出铁水83吨左右。

图1中相图中各点的温度、含碳量及含义见下表：