CN117123733B - 一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法 - Google Patents
一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法Info
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Abstract
本发明提出了一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，涉及球墨铸铁管件生产工艺技术领域。包括如下步骤：S1、配料：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料按比例进行配置；S2、熔炼：把原料放到中频电炉内进行熔化；S3、一次铁水孕育：铁水出炉时把一次孕育剂放在出铁槽中对铁水进行一次孕育；S4、球化处理：自动喂丝机按一定进给速度和球化线长度进入铁水中对铁水进行球化处理，使铁水中镁残余量、稀土残余量达到规定范围后离开球化站；S5、二次孕育；S6、浇注；S7、冷却落砂。采用本发明，解决了渗碳体和珠光体超标的技术问题，伸长率可以达到工艺规定要求，并且在铸态下具有良好的机加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及球墨铸铁管件生产工艺技术领域，具体而言，涉及一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法。
背景技术
我国现行铸造或机械设计文献规定砂型铸造球墨铸铁件(铸件最大外轮廓尺寸＜200mm)最小允许壁厚为3～4mm。因此现有铸造主要壁厚为2.4～3.4mm壁厚的铸件，尤其是在黏土湿性砂工艺条件下铸造铸态使用的铸件就带来了极大技术挑战。
砂型铸造分黏土湿性砂、黏土干性砂、化学硬化砂等三种工艺，因黏土湿性砂工艺冷却速度比其余两种工艺快，致使铸件组织、性能更难以控制。在黏土湿性砂工艺条件下批量生产2.4～3.4mm厚铸态使用的铸件技术难点在于：
一、渗碳体极容易超标(≦1％)；二、珠光体极容易超标(≦40％)；伸长率难以达到工艺规定要求(工艺规定≧12％)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其能够针对现有技术的不足，提出解决方案，其解决了渗碳体和珠光体超标的技术问题，伸长率可以达到工艺规定要求，铸件性能稳定、达标，并且在铸态下具有良好的机加工性能。
本发明采用的技术方案为：
本申请实施例提供一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，包括如下步骤：
S1、配料：
将生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料按如下重量比例进行配置，其中：碳占比为3.85％，硅占比为2.12％，锰占比≦0.2％，硫占比≦0.02％,磷占比≦0.05％；
S2、熔炼：
把配制好的生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料放到中频电炉内进行熔化，并对炉中铁水进行预处理，当铁水温度达到1560℃且化学成分合格后，铁水方可出炉；
S3、一次铁水孕育：
铁水出炉时把一次孕育剂放在出铁槽中对铁水进行一次孕育；
S4、球化处理：
经一次孕育过的铁水运至球化站，自动喂丝机按一定进给速度和球化线长度进入铁水中对铁水进行球化处理，使铁水中镁残余量、稀土残余量达到规定范围后离开球化站；
S5、二次孕育：
从球化站出来的铁水倒入浇注机的浇包中，在铁水倾倒的同时随铁水流加入二次孕育剂，对铁水进行二次孕育处理；
S6、浇注：
二次孕育铁水通过浇注机把铁水自动浇注到黏土湿性砂做的型腔中，在二次孕育铁水注入砂型型腔的同时随着铁水流把三次孕育剂加注到铁水中；
S7、冷却落砂：
浇注完毕的砂型停留一定时间后进行砂铁分离即冷却落砂，砂子进入到砂处理系统进行二次利用，浇注出来的铸件进入到铸件和浇冒口进入到分离工部。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在冷却落砂后，还包括如下步骤：
S8、铸件检验：
在铸件和浇冒口分离工部，浇冒口和废铸件进入到输送系统进行二次利用，检验合格的铸件进行入库。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在铸件检验后，还包括如下步骤：
S9、表面清理、二次检验：
在抛丸机中对铸件表面进行抛光，抛光完的铸件进行二次检验。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在表面清理、二次检验后，还包括如下步骤：
S10、热镀锌：
二次检验后的铸件进入热镀锌工部进行铸件表面镀锌；
S11、机加：
热镀锌完后铸件进行平口、套丝；
S12、终检包装：
对机加工完的铸件进行检验，检验合格后的产品包装入库。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在一次铁水孕育时，一次孕育剂包括硅钙合金和碳化硅，其中硅钙合金相对于铁水的重量占比为0.3％，碳化硅相对于铁水的重量占比为0.2％。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在球化处理时，铁水中镁残余量、稀土残余量的规定范围为：镁残余量相对于铁水的重量占比为0.025～0.035％，稀土残余量相对于铁水的重量占比为0.008～0.015％。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在二次孕育时，二次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.4-0.6％；
在浇注时，三次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.15％。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在浇注时，铁水中的碳当量相对于铁水的重量占比控制在：4.6～4.7％。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述在浇注时，铁水中的硅碳比≧0.83。
相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
通过对原铁水进行预处理：炉内加碳化硅对铁水进行预处理，净化铁水、增加石墨结晶核心。
增强孕育效果,大幅度提高石墨球数：在改进二次、随流孕育效果的同时，对一次孕育进行了深入研究和多次试验，在不提高生产成本前提下采取复合孕育方式,使得石墨球数在原有基础上增加30％以上。
解决了渗碳体和珠光体超标的技术问题，伸长率可以达到工艺规定要求，铸件性能稳定、达标，并且在铸态下具有良好的机加工性能。
具体实施方式
实施例
本实施例提供一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，包括如下步骤：
S1、配料：
将生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料按如下重量比例进行配置，其中：碳占比为3.85％，硅占比为2.12％，锰占比≦0.2％，硫占比≦0.02％,磷占比≦0.05％；
S2、熔炼：
把配制好的生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料放到中频电炉内进行熔化，并对炉中铁水进行预处理，当铁水温度达到1560℃且化学成分合格后，铁水方可出炉；通过在炉内加碳化硅对铁水进行预处理，净化铁水、增加石墨结晶核心。
S3、一次铁水孕育：
铁水出炉时把一次孕育剂放在出铁槽中对铁水进行一次孕育；一次孕育剂包括硅钙合金和碳化硅，其中硅钙合金相对于铁水的重量占比为0.3％，碳化硅相对于铁水的重量占比为0.2％。不提高生产成本前提下采取复合孕育方式,使得石墨球数在原有基础上增加30％以上。
S4、球化处理：
经一次孕育过的铁水运至球化站，自动喂丝机按一定进给速度和球化线长度进入铁水中对铁水进行球化处理，使铁水中镁残余量、稀土残余量达到规定范围后离开球化站；
其中铁水中镁残余量、稀土残余量的规定范围为：镁残余量相对于铁水的重量占比为0.025～0.035％，稀土残余量相对于铁水的重量占比为0.008～0.015％。
S5、二次孕育：
从球化站出来的铁水倒入浇注机的浇包中，在铁水倾倒的同时随铁水流加入二次孕育剂，对铁水进行二次孕育处理；二次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.4-0.6％；
S6、浇注：
二次孕育铁水通过浇注机把铁水自动浇注到黏土湿性砂做的型腔中，在二次孕育铁水注入砂型型腔的同时随着铁水流把三次孕育剂加注到铁水中；三次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.15％。
其中在浇注时，铁水中的碳当量相对于铁水的重量占比控制在：4.6～4.7％，碳当量为：硅重量的三分之一加上碳的重量之和相对于铁水的重量占比。铁水中的硅碳比≧0.83。
S7、冷却落砂：
浇注完毕的砂型停留一定时间后进行砂铁分离即冷却落砂，砂子进入到砂处理系统进行二次利用，浇注出来的铸件进入到铸件和浇冒口进入到分离工部。
S8、铸件检验：
在铸件和浇冒口分离工部，浇冒口和废铸件进入到输送系统进行二次利用，检验合格的铸件进行入库。
S9、表面清理、二次检验：
在抛丸机中对铸件表面进行抛光，抛光完的铸件进行二次检验。
S10、热镀锌：
二次检验后的铸件进入热镀锌工部进行铸件表面镀锌；
S11、机加：
热镀锌完后铸件进行平口、套丝；
S12、终检包装：
对机加工完的铸件进行检验，检验合格后的产品包装入库。
如此本申请提供的在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，通过对原铁水进行预处理：炉内加碳化硅对铁水进行预处理，净化铁水、增加石墨结晶核心。
增强孕育效果,大幅度提高石墨球数：在改进二次、随流孕育效果的同时，对一次孕育进行了深入研究和多次试验，在不提高生产成本前提下采取复合孕育方式,使得石墨球数在原有基础上增加30％以上。解决了渗碳体和珠光体超标的技术问题，伸长率可以达到工艺规定要求，铸件性能稳定、达标，并且在铸态下具有良好的机加工性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、配料：
将生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料按如下重量比例进行配置，其中：碳占比为3.85％，硅占比为2.12％，锰占比≦0.2％，硫占比≦0.02％,磷占比≦0.05％；
S2、熔炼：
把配制好的生铁、废钢、回炉料、硅铁、碳化硅原料放到中频电炉内进行熔化，并对炉中铁水进行预处理，当铁水温度达到1560℃且化学成分合格后，铁水方可出炉；
S3、一次铁水孕育：
铁水出炉时把一次孕育剂放在出铁槽中对铁水进行一次孕育；
S4、球化处理：
经一次孕育过的铁水运至球化站，自动喂丝机按一定进给速度和球化线长度进入铁水中对铁水进行球化处理，使铁水中镁残余量、稀土残余量达到规定范围后离开球化站；
S5、二次孕育：
从球化站出来的铁水倒入浇注机的浇包中，在铁水倾倒的同时随铁水流加入二次孕育剂，对铁水进行二次孕育处理；
S6、浇注：
二次孕育铁水通过浇注机把铁水自动浇注到黏土湿性砂做的型腔中，在二次孕育铁水注入砂型型腔的同时随着铁水流把三次孕育剂加注到铁水中；
S7、冷却落砂：
浇注完毕的砂型停留一定时间后进行砂铁分离即冷却落砂，砂子进入到砂处理系统进行二次利用，浇注出来的铸件进入到铸件和浇冒口进入到分离工部。
2.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在冷却落砂后，还包括如下步骤：
S8、铸件检验：
在铸件和浇冒口分离工部，浇冒口和废铸件进入到输送系统进行二次利用，检验合格的铸件进行入库。
3.根据权利要求2所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在铸件检验后，还包括如下步骤：
S9、表面清理、二次检验：
在抛丸机中对铸件表面进行抛光，抛光完的铸件进行二次检验。
4.根据权利要求3所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在表面清理、二次检验后，还包括如下步骤：
S10、热镀锌：
二次检验后的铸件进入热镀锌工部进行铸件表面镀锌；
S11、机加：
热镀锌完后铸件进行平口、套丝；
S12、终检包装：
对机加工完的铸件进行检验，检验合格后的产品包装入库。
5.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在一次铁水孕育时，一次孕育剂包括硅钙合金和碳化硅，其中硅钙合金相对于铁水的重量占比为0.3％，碳化硅相对于铁水的重量占比为0.2％。
6.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在球化处理时，铁水中镁残余量、稀土残余量的规定范围为：镁残余量相对于铁水的重量占比为0.025～0.035％，稀土残余量相对于铁水的重量占比为0.008～0.015％。
7.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在二次孕育时，二次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.4-0.6％；
在浇注时，三次孕育剂包括硅钙钡合金，其中硅钙钡合金相对于铁水的重量占比为0.15％。
8.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在浇注时，铁水中的碳当量相对于铁水的重量占比控制在：4.6～4.7％。
9.根据权利要求1所述的一种在黏土湿性砂工艺条件下生产球墨铸铁管件的方法，其特征在于：在浇注时，铁水中的硅碳比≧0.83。
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