一种硅氧化孕育球墨铸铁工艺的制作方法

1.本发明创造属于球墨铸铁生产技术领域，尤其是涉及一种硅氧化孕育球墨铸铁工艺。


背景技术：

2.目前在生产球墨铸铁的工艺中，为了获得形态圆整的球状石墨多采用价格昂贵的孕育材料；将多种贵重金属和硅制成合金；如硅锶，硅锆，硅铋镧孕育剂等加入到含有镁的铁水中以获得形态圆整的球状石墨。现有技术中，虽有利用硅在铁水表面的氧化生成的氧化物的(硅酸盐sio2)作为球墨铸铁中石墨球生长的过渡层，硅酸盐sio2有着与石墨良好的匹配度，进而在生产球墨铸铁的过程中更容易获得形态圆整的球状石墨。但是，现有的工艺中，都是将硅块布置在球化剂以上，并在硅块上布置有钢板，影响了硅酸盐的生成，导致球化率始终达不到二级要求。目前，所采用的解决方案大多是添加其它合剂，生成硅酸盐，不仅工艺较为复杂，同时，成本也较高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种硅氧化孕育球墨铸铁工艺。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
5.一种硅氧化孕育球墨铸铁工艺，包括如下步骤：
6.在铁水包的凹坑内由下至上依次加入一层球化剂和一层覆盖剂；
7.先在铁水包内处于覆盖剂之上的部分加入硅铁块；
8.注入铁水，并随铁水注入，再次加入硅铁块。
9.进一步，以质量百分比计，铁水成分为：c 3.2-3.8％、si 1.9-2.7％、mn 0.1-0.6％、p≤0.04％、s 0.02-0.008、mg 0.035-0.045、ce 0.02-0.03、cu 0.4-0.6、sn 0.05-0.08、mo 0.3-0.5，其余为生铁。
10.进一步，所述覆盖剂采用钢片。
11.进一步，所述硅铁块的粒度为30-40mm3。
12.进一步，所述铁水温度控制在1460℃-1500℃之间。
13.进一步，所述球化剂采用粒度为5-20mm3的mgsicefe合金。
14.进一步，加注铁水时，前70％部分快速加注，后30％部分放慢加注速度，在慢速加注铁水的过程中，进行硅铁块的再次加入。
15.相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
16.本发明所采用的工艺中，是利用硅在含有镁的铁水表面上的氧化生成的硅酸盐(sio2)融入铁水后，可明显提高球铁的孕育效果,大幅度提高球墨铸铁的质量.利用硅氧化工艺生产球墨铸铁不仅过程稳定，操作简便，成本降低，而且更容易获得形态圆整的球状石墨.稳定的生产二级球墨铸铁。
附图说明
17.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明创造工艺实施时的示意图。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
22.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
23.一种硅氧化孕育球墨铸铁工艺，包括如下步骤：
24.在铁水包4的凹坑内由下至上依次布置球化剂1和覆盖剂层2；
25.先在铁水包内处于覆盖剂之上的部分加入硅铁块3，覆盖剂一般采用钢片，所采用的钢片厚度一般为1-5mm。球化剂一般采用粒度为5-20mm3的mgsicefe合金。
26.注入铁水，并随铁水注入，再次加入硅铁块。上述硅铁块的粒度为30-40mm3。通常，铁水温度控制在1460℃-1500℃之间。如图1所示，为本发明所采用铁水包的结构示意图。
27.具体的，在加注铁水时，先快速加注70％的铁水，而后30％的铁水放慢加注速度，在慢速加注铁水的过程中，再次加入硅铁块，形成浮硅，能在高温下与氧气反应生成sio2，非常有利于球体石墨生长。
28.通常，在铁水浇注前加入的硅铁块、以及慢速浇注铁水时加入的硅铁块各占总硅铁块加注量的一半，即，在注入铁水前，先放入一半量的硅铁块，这部分硅铁块在铁水球化反应时，会在铁水包底部与铁水充分反应，并逐渐上浮，与铁水充分反应。后加入的硅铁块在进入铁水后，也会上浮。在反应的过程中，肉眼看见的是，硅铁块在铁水中翻滚出现镁光。
29.悬浮在铁水中的硅铁块，会在铁水的高温条件下，会与空气中的氧反应生成一种球铁石墨生长所需的过渡层sio2。然后利用球化处理过程中的铁水翻腾，将熔化但未氧化的硅(si)和氧化生成的二氧化硅(sio2)均匀的卷入到铁水当中去。
30.本发明中选用的硅铁块优先选用75硅铁，由于75硅铁的比重为3.6，铁水的比重大于6。在当铁水进入铁水包后，75硅铁块会漂浮在铁水表面。
31.现有技术中，生产2级以上的球铁,常规工艺条件下，需采用进口的硫氧孕育剂，价格为40000元/吨左右，而进口的高铋孕育剂价格在30000元/吨左右(加入量0.15％)。
32.现有技术中，生产3级-4级的球铁,常规工艺条件下，所采用的孕育剂价格普遍≥12000元/吨(加入量0.2％)。
33.采用本发明工艺能够有效节约成本，孕育材料费用比较如下表：
[0034][0035]
采用本发明所提供的硅氧化孕育工艺技术，生产2级以上的球铁,仅需采用国产硅铁即可，其价格≤7000元/吨。在实际的工业生产中，能够大幅降低生产成本，提高利润率。同时，利用硅在含有镁的铁水表面上的氧化生成的硅酸盐(sio2)融入铁水后，可明显提高球铁的孕育效果,大幅度提高球墨铸铁的质量.利用硅氧化工艺生产球墨铸铁不仅过程稳定，操作简便，成本降低，而且更容易获得形态圆整的球状石墨.稳定的生产二级球墨铸铁。
[0036]
在一个具体的实施例中，上述的铁水成分为(以质量百分比计)：c 3.2-3.8％、si 1.9-2.7％、mn 0.1-0.6％、p≤0.04％、s 0.02-0.008、mg 0.035-0.045、ce 0.02-0.03、cu 0.4-0.6、sn 0.05-0.08、mo 0.3-0.5，其余为生铁。
[0037]
本发明所采用的工艺，操作简单，易于实施，可明显提高球铁的孕育效果,大幅度提高球墨铸铁的质量.利用硅氧化工艺生产球墨铸铁不仅过程稳定，操作简便，成本降低，而且更容易获得形态圆整的球状石墨.稳定的生产二级球墨铸铁。
[0038]
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。