專利名稱：灰鑄鐵生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種灰鑄鐵的熔煉工藝。
技術(shù)背景
汽車鑄鐵件主要包括球鑄鐵件和灰鑄鐵件兩種，這兩種鑄鐵件的生產(chǎn)主要由生 鐵、廢鋼及回爐料按不同配比熔煉成鐵水經(jīng)澆注而成。其中汽車球鑄鐵件產(chǎn)品有數(shù)百種，大 部分鑄件輕而簿，生產(chǎn)批量大，每種鑄件都有其自身的特殊特性，而汽車鑄件內(nèi)部不允許有 細(xì)微縮松，由于生產(chǎn)設(shè)備及工藝的限制，所以部分球鑄鐵件出品率還不到30%，這樣每生產(chǎn) 1噸合格球鑄鐵件將會(huì)產(chǎn)生2噸多球鐵回爐料，由于球墨鑄鐵件的工藝性能比灰鑄鐵件要 差，所以生產(chǎn)球鐵鑄件產(chǎn)生的球鐵回爐料較多。
球墨鑄鐵熔煉鐵水爐料配比一般是生鐵20%、廢鋼30%、回爐料50%，而熔化的 鐵水經(jīng)澆注產(chǎn)品后有70%會(huì)變成球鐵回爐料，球鐵鑄件產(chǎn)量越高則球鐵回爐料越多，球鐵 回爐料無法平衡，這樣就造成了物流管理上的難度，分類堆放的料庫和周轉(zhuǎn)箱均被球鐵回 爐料壓積，甚至鑄件清理場地也被球鐵回爐料大量占用，為此許多多余的球鐵回爐料一般 只能用很低的價(jià)格外賣。而在另一方面企業(yè)又需要花大量資金采購生鐵、廢鋼等金屬材料 來滿足球鑄鐵件和灰鑄鐵件生產(chǎn)的需要，這樣就使得企業(yè)的生產(chǎn)成本居高不下，使得企業(yè) 的競爭力下降。發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用球鐵回爐料 作為灰鑄鐵熔煉爐料的方法，從而使球鐵回爐料得到充分利用以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，在配制爐料時(shí)采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐料的原料， 所述爐料按質(zhì)量百分比包括20-30%的廢鋼、40-70%的灰鑄鐵回爐料、20-30%的球鐵回 爐料。
優(yōu)選的，所述爐料按質(zhì)量百分比包括25%的廢鋼、50%的灰鑄鐵回爐料、25%的 球鐵回爐料。
優(yōu)選的，在熔煉過程中需要向熔爐中增加增碳劑來增碳，所增加的增碳劑與球鐵 回爐料的質(zhì)量比為1 200。
優(yōu)選的，所述增碳劑采用電極石墨增碳劑。
優(yōu)選的，熔煉完成后的鐵水需在熔爐內(nèi)保溫2-3分鐘。
優(yōu)選的，熔煉完成后鐵水的出爐溫度控制在1520° -1560°。
優(yōu)選的，所述爐料中球鐵回爐料與生鐵可交替作為爐料使用。
上述方案具有如下有益效果該灰鑄鐵生產(chǎn)工藝采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐 料來熔煉灰鑄鐵，這樣首先可使球鐵回爐料得到充分的利用，減少資源的浪費(fèi)，再有可減少 生鐵的使用量，進(jìn)而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且采用球鐵回爐料作為爐料熔煉灰鑄鐵也可有效提高灰鑄鐵的質(zhì)量，改善鑄鐵的金相組織。
具體實(shí)施方式
該灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，在配制爐料時(shí)采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐料的原料，配 制的爐料按質(zhì)量百分比包括20-30%的廢鋼、40-70%的灰鑄鐵回爐料、20-30%的球鐵回 爐料，作為一種優(yōu)選，爐料按質(zhì)量百分比包括25%的廢鋼、50%的灰鑄鐵回爐料、25%的球 鐵回爐料。
采用該灰鑄鐵生產(chǎn)工藝實(shí)際上取消了生鐵的加入，這樣可避免生鐵中含有較高的 鈦(Ti)釩(V)有害元素和粗大石墨對鑄件質(zhì)量不利影響，從而降低鑄件的廢品率，改善了 加工性能。但球鐵回爐料的含碳量較低，因此采用球鐵回爐料作為灰鑄鐵熔煉的爐料時(shí)，在 熔煉過程中需要向熔爐中加入增碳劑，增碳劑與球鐵回爐料的質(zhì)量比為1 200。隨增碳劑 的加入，會(huì)給鐵水帶進(jìn)的有害元素氮將要增加0.沈％，當(dāng)鐵水中含有IOOppm氮時(shí)，則有可 能使鑄件產(chǎn)生缺陷。由于鐵水在熔煉過程中氮會(huì)急劇增加，因此鐵水熔煉好后，先在熔爐內(nèi) 保溫2-3分鐘，這樣鐵水中氮的含量就會(huì)逐漸下降恢復(fù)到增碳前的水平。
再有選用低氮、低硫的增碳劑對使用球鐵回爐料熔煉灰鑄鐵也是必不可少的條 件，電極石墨增碳劑具有低硫、低氮且價(jià)格低廉，是一種比較理想的增碳劑，使用電極石墨 增碳劑可使鐵水中的含氮量可降低60%，為增加球鐵件回爐料的使用提供了質(zhì)量保證。鐵 水出爐溫度應(yīng)控制在1520° -1560°之間，這樣也可有效減低鐵水中氮?dú)獾暮俊?br> 由于球鐵回爐料中含有殘余鎂、稀土等反石墨化元素，連續(xù)使用球鐵回爐料生產(chǎn) 灰鑄鐵產(chǎn)品有可能對鑄件產(chǎn)生不利因素，所以在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制殘余鎂、稀土含量就顯得 至關(guān)重要。這樣需要一方面控制球鉄回爐料加入量，另一方面控制連續(xù)使用球鐵回爐料的 時(shí)間，即使用球鐵回爐料生產(chǎn)幾天后停用球鉄回爐料，而改用生鐵作為爐料生產(chǎn)幾天，使球 鐵回爐料與生鐵交替使用，這樣可防止球鐵回爐料不利因素在回爐料中的持續(xù)積累，進(jìn)而 保證鑄件質(zhì)量。
灰鑄鐵生產(chǎn)時(shí)使用球鐵回爐料替代生鐵，由于球鐵回爐料中有很多合金成分，所 以合金加入量也可以減少，這不僅節(jié)約了生鐵的費(fèi)用，而且也使合金消耗下降，當(dāng)然鑄件的 生產(chǎn)成本也相應(yīng)下降了。
用回爐料替代生鐵，鑄件可避免生鐵帶來的微量有害元素，特別是各地的生鐵含 鈦都較高，使用球鐵回爐料代替生鐵可降低鑄件中鈦的含量，同時(shí)用回爐料替代生鐵還可 以大量減少合金的加入量。此外，在回爐料種類固定時(shí)，由于合金加入量減少，熔煉調(diào)整次 數(shù)減少，光譜分析次數(shù)也可減少，大大縮短鐵水成分調(diào)整的時(shí)間，加快了生產(chǎn)節(jié)奏。
由于球鐵回爐料替代了生鐵，使鐵水中的含碳量下降，并存在大量低碳微區(qū)，由此 微區(qū)形成的先共晶奧氏體預(yù)存晶核，使先共晶奧氏體枝晶易形成和發(fā)展，從而使共晶團(tuán)邊 界的珠光體得以強(qiáng)化，并使珠光體晶粒細(xì)化。同時(shí)由于采用增碳劑增碳，故鐵水中的晶核數(shù) 量顯著增多，改善了石墨形核生長的條件，石墨化比較完全，減少白口傾向。在碳當(dāng)量相同 的情況下試樣邊緣也仍以片狀A(yù)型石墨為主，很少出現(xiàn)E型石墨，例如制動(dòng)盤產(chǎn)品，自調(diào)整 爐料配比后，石墨形態(tài)均以A型出現(xiàn)，完全符合客戶的技術(shù)要求，說明了增加回爐料配比完 全可以生產(chǎn)出符合各種金相組織的鑄件。同時(shí)由于取消生鐵的使用，又避免了生鐵中粗大 石墨的遺傳性帶來的石墨惡化的傾向，使熔煉工藝措施變得更簡便，更有效，鑄件的金相組織得到明顯改善。
由于取消了生鐵的加入，消除了生鐵的不良遺傳性，并且鐵水中需大量增碳，增碳 使石墨晶核增加了，同時(shí)共晶團(tuán)也相應(yīng)增加，由于原材料的組成及感應(yīng)電爐熔煉工藝，為鑄 件的凝固過程創(chuàng)造了良好的形核成長條件，降低了各微區(qū)凝固時(shí)所需的過冷度，同時(shí)也創(chuàng) 造了使共晶奧氏體枝晶發(fā)達(dá)的條件，在相同的化學(xué)成分情況下基體以珠光體為主，正由于 組織改善，故促使機(jī)械性能提高。在使用球鐵回爐料配比的情況下，由于在調(diào)整爐料配比 時(shí)，工藝技術(shù)考慮較全面，控制嚴(yán)格，所以，鑄件機(jī)械性能全部合格。在生產(chǎn)灰鑄鐵產(chǎn)品時(shí)采 用球鐵回爐料熔煉，消除了生鐵中鈦和釩超標(biāo)對鑄件切削性能的有害影響，生產(chǎn)的灰鑄件 綜合廢品率由5. 65%至今降到3. 77%。
采用球鐵回爐料代替生鐵，在相同的熔煉條件下生產(chǎn)鑄件有以下優(yōu)點(diǎn)石墨短小、 基體組織珠光體達(dá)98%，共晶團(tuán)細(xì)小、抗拉強(qiáng)度提高、白口傾向和壁厚敏感性顯著降低、切 削性能良好、鑄件縮松廢品下降①。用回爐料替代生鐵由于回爐料成分就是鑄件的要求成 分，所以合金加入量減少，這不僅節(jié)約了生鐵的費(fèi)用，而且也使合金消耗下降，當(dāng)然鑄件的 生產(chǎn)成本也相應(yīng)下降了，在生產(chǎn)成本下降的同時(shí)，對鑄件質(zhì)量也有很大的提高。
如灰鑄鐵年產(chǎn)3萬噸鑄件為例，平均出品率為50%，廢品率為3%。
調(diào)整前爐料配比
生鐵30%、廢鋼20%、灰鑄鐵回爐料50%則需使用生鐵和廢鋼；
3萬噸鑄件共需熔煉鐵水=3萬噸/50% /(1-3% ) = 6. 18萬噸
生鐵使用量=6. 18萬噸X 30%= 1.邪4萬噸
廢鋼使用量=6. 18萬噸X 20%= 1. 236萬噸
灰鐵回爐料使用量=6. 18萬噸X 50%= 3. 09萬噸
調(diào)整后爐料配比
生鐵0 %、廢鋼25 %、灰鑄鐵回爐料50 %、球鐵回爐料25 %，則需使用生鐵和廢 鋼；
3萬噸鑄件共需熔煉鐵水=3萬噸/50% /(1-3% ) = 6. 18萬噸
廢鋼使用量=6. 18萬噸X 25%= 1. 545萬噸
灰鐵回爐料使用量=6. 18萬噸X 50%= 3. 09萬噸
球鐵回爐料使用量=6. 18萬噸X 25%= 1. 545萬噸
灰鑄鐵生產(chǎn)使用球鐵回爐料可以減少廢鋼0. 309萬噸、生鐵1. 236萬噸，減少了企 業(yè)采購廢鋼、生鐵的費(fèi)用。
由上述描述可知，該灰鑄鐵生產(chǎn)工藝采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐料來熔煉灰 鑄鐵，這樣首先可使球鐵回爐料得到充分的利用，減少資源的浪費(fèi)，再有可減少生鐵的使用 量，進(jìn)而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且采用球鐵回爐料作為爐料熔煉灰鑄鐵也可有效提高灰 鑄鐵的質(zhì)量，改善鑄鐵的金相組織。
以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一 般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜 上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計(jì)思想所做的任何改變 都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于在配制爐料時(shí)采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐 料的原料，所述爐料按質(zhì)量百分比包括20-30%的廢鋼、40-70%的灰鑄鐵回爐料、20-30% 的球鐵回爐料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于所述爐料按質(zhì)量百分比包括 25 %的廢鋼、50 %的灰鑄鐵回爐料、25 %的球鐵回爐料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于在熔煉過程中需要向熔爐中 增加增碳劑來增碳，所增加的增碳劑與球鐵回爐料的質(zhì)量比為1 200。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于所述增碳劑采用電極石墨增 碳劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于熔煉完成后的鐵水需在熔爐 內(nèi)保溫2-3分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于熔煉完成后鐵水的出爐溫度 控制在 1520° -1560°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，其特征在于所述爐料中球鐵回爐料與生 鐵可交替作為爐料使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灰鑄鐵生產(chǎn)工藝，在配制爐料時(shí)采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐料的原料，所述爐料按質(zhì)量百分比包括20-30%的廢鋼、40-70%的灰鑄鐵回爐料、20-30%的球鐵回爐料。該灰鑄鐵生產(chǎn)工藝采用球鐵回爐料代替生鐵作為爐料來熔煉灰鑄鐵，這樣首先可使球鐵回爐料得到充分的利用，減少資源的浪費(fèi)，再有可減少生鐵的使用量，進(jìn)而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且采用球鐵回爐料作為爐料熔煉灰鑄鐵也可有效提高灰鑄鐵的質(zhì)量，改善鑄鐵的金相組織。
文檔編號(hào)C21C1/08GK102041427SQ20111002635
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者張波, 王后明, 翟柏順, 陳培忠, 項(xiàng)大虎 申請人:上海圣德曼鑄造有限公司