本发明涉及一种配料方法,尤其是一种使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,属于金属铸造技术领域。
背景技术:
在铸造生产企业,可锻铸铁管件生产的工艺流程主要包括铸型准备、铸造金属熔化与浇注、铸件处理和检验工序。目前在铸造金属的熔化与浇注过程中,大多选用铸造生铁和废钢材作为主要原料,并按照一定的比例添加辅料,采用冲天炉或电炉熔炼,熔炼的铁水浇注后呈现白口状态,再经过石墨化退火处理后得到一种高强韧铸铁,有较高的强度、塑性和冲击韧度。
在可锻铸铁管件生产的铸造金属熔化与浇注工序中,原材料的配比、熔炼工艺是影响产品性能的主要因素,采用现有的以铸造生铁、废钢材为主要原料的配料方法存在铸件性能不稳定、易出现铸造灰件(铸造灰件即退火前铸件断口出现石墨、呈现灰口或麻口状态,在退火后性能大大降低)的问题,目前国内可锻铸铁管件生产企业因灰件问题导致的废品率均在千分之一以上,为了降低产品废品率,消除铸件灰口现象,一般采用加入铋铁的方法,因此又造成了生产成本的提高。
技术实现要素:
本发明提供一种使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,旨在通过优化原料结构和配比工艺,达到稳定铸件产品性能、提高产品合格率的目的。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,它匹配中频电炉熔炼工艺,以废机铁替代铸造生铁,其原料的重量份配比为:回炉料,45~55份;废钢材,10~30份;机铁,20~35份;增碳剂,0.6~1份;硅铁,0.25~0.5份;玛钢屑,0~10份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,优选的原料重量份配比为:回炉料,45份;废钢材,21.25份;机铁,33.75份;增碳剂,0.6份;硅铁,0.27份;玛钢屑,0份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,优选的原料重量份配比为:回炉料,50份;废钢材,20份;机铁,30份;增碳剂,0.6份;硅铁,0.27份;玛钢屑,0份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,优选的原料重量份配比为:回炉料,50份;废钢材,20份;机铁,20份;增碳剂,0.72份;硅铁,0.34份;玛钢屑,10份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,优选的原料重量份配比为:回炉料,50份;废钢材,25份;机铁,25份;增碳剂,0.8份;硅铁,0.37份;玛钢屑,0份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,优选的原料重量份配比为:回炉料,50份;废钢材,30份;机铁,20份;增碳剂,1份;硅铁,0.5份;玛钢屑,0份。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,所述增碳剂为固定碳含量97%的石油焦增碳剂;选择多种类型的废机铁破碎后混合使用,废机铁种类不得少于两种;在选择废机铁时,通过外观形态剔除矿山机械类高硬度废机铁原料。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,在选择废机铁时,通过断面判断管类废机铁中的含磷量,控制茬口细腻、颜色深的含磷量高的管类废机铁的使用量,杜绝使用白色、茬口细且有枝晶状的铬或锰含量高的管类废机铁。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,在选择废钢材时,通过辨别敲击声音的方式将硬质合金元素含量高的废钢材剔除。
上述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,在原料熔炼后,取样对原料化学成分进行检验。
本发明在采用上述技术方案后,具有如下技术进步的效果:
本发明为一种使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,它匹配中频电炉熔炼工艺,以废机铁替代铸造生铁,通过优化原料结构和配比工艺,改变了熔炼后原料的化学成分,从而改善了铸造毛坯件的基体组织,稳定了产品的性能,减少了铸造灰件现象,降低了铸造产品的废品率,经实践证明,采用本发明所述的使用废机铁和废钢生产可锻铸铁管件的配料方法,使铸件产品的灰件废品率降低到亿分之一以下。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
本发明所述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法,它与中频电炉熔炼工艺匹配,以废机铁替代原料中的铸造生铁,尽管目前废旧机铁种类很多,但其化学元素含量存在一定的规律,尤其是多种废机铁破碎并充分混合后,含碳量一般为3.4%左右,含硅量为1.9%左右,锰含量为0.6%左右,为了满足铸造产品的性能要求,其原料的重量份配比为:回炉料,45~55份;废钢材,10~30份;机铁,20~35份;增碳剂,0.6~1份;硅铁,0.25~0.5份;玛钢屑,0~10份。
作为本发明的第一优选实施例,其原料重量配比为:回炉料,45kg;废钢材,21.25kg;机铁,33.75kg;增碳剂,0.6kg;硅铁,0.27kg。
作为本发明的第二优选实施例,其原料重量配比为:回炉料,50kg;废钢材,20kg;机铁,30kg;增碳剂,0.6kg;硅铁,0.27kg。
作为本发明的第三优选实施例,其原料重量配比为:回炉料,50kg;废钢材,20kg;机铁,20kg;增碳剂,0.72kg;硅铁,0.34kg;玛钢屑,10kg。
作为本发明的第四优选实施例,其原料重量配比为:回炉料,50kg;废钢材,25kg;机铁,25kg;增碳剂,0.8kg;硅铁,0.37kg。
作为本发明的第五优选实施例,其原料重量配比为:回炉料,50kg;废钢材,30kg;机铁,20kg;增碳剂,1kg;硅铁,0.5kg。
在本发明所述使用回收废料生产可锻铸铁管件的方法中,为了控制铸造产品的有害元素含量,挑选废机铁、废钢材原料时遵循如下原则:
一是通过外观形态剔除矿山机械类高硬度废机铁原料,根据各种铁料的用途,如破碎用的高铬球、摆锤等一般硬度高,正常情况下,铬元素含量高,此种铁料必须挑选出,不能使用;汽车的刹车盘,一般为耐磨材料,此种材料铬元素偏高,尽量不用。
二是通过断面判断管类废机铁中的含磷量,控制茬口细腻、颜色深的含磷量高的管类废机铁的使用量,杜绝使用白色、茬口细且有枝晶状的铬或锰含量高的管类废机铁,铁料的断面颜色和茬口与元素含量关系如下,对于可能影响可锻铸铁在退火时石墨化的有害元素的铁料尽量挑选出,(1)灰黑色,茬口较细,质脆,可能是含磷量较高;(2)灰白色,茬口较细,可能是铬或锰含量较高,或炭、硅含量较低;(3)白色,茬口细而有枝晶状,可能是铬或锰含量高,或含硅量较低;(4)断口白色一般是由于有害元素含量高或含硅量低造成的。
三是在选择废钢材时,通过检测硬度、听音响即辨别敲击声音的方式将硬质合金元素含量高的废钢材剔除,(1)听音:声音清,硬质合金含量均较低;声音沉,硬质合金元素较高;(2)检测硬度:硬度高一般为硬质合金元素含量高;硬度低一般为硬质合金元素含量较低(热处理的除外);(3)硬度高而声音又沉:一般为硬质合金元素含量高;硬质合金元素一般为玛钢的有害元素。
另外在使用废机铁和废钢熔炼前,还要求严格控制沙土、锈蚀等杂质入炉,湿料尽量不用或少用,铁料要碎、密度越大越好,特别是轻薄料粒度必须符合要求,废机铁必须多种类型混合使用,严禁含铬、磷高的铁料入炉;多种废旧机铁破碎混合好后,运输到车间,放置在专用料池中,废机铁与废钢材必须分开存放避免混杂。
需要特别说明的是:
1、本发明实施例中涉及的“废机铁”是指报废的旧机床设备拆解后的废钢铁,一般为灰口铁,例如废机床机体铁、废管铁件等。
2、本发明实施例中涉及的“回炉料”是指铸件浇注后进行铸件与浇注系统分离,其中浇注系统回炉熔炼,称为回炉料。
3、本发明实施例中涉及的“硅铁”是指铁和硅组成的合金,其含硅量为72%。
4、本发明实施例中涉及的“玛钢屑”是指玛钢铸件热处理后,经机床加工下来的铁屑。
5、本发明实施例中涉及的“增碳剂”是指天然石墨增碳剂、人造石墨增碳剂、煤增碳剂、石油焦增碳剂等,优选固定碳含量在97%的石油焦增碳剂。