一种用废铁屑熔炼成 供直接生产球墨铸铁铸件的工艺 本发明涉及一种用废铁屑熔炼成供直接生产球墨铸铁铸件的工艺。属冶炼与铸造生产。
目前，国内外生产球墨铸铁铸件，均选用优质、高纯、低硫、磷铸造生铁和铸造用机焦为原料，经冲天炉或电炉二次熔炼后，再进行炉前球化，孕育处理工艺，进而获得球墨铸铁——新型结构材料。该材料被广泛用于机床、车辆、农机、化工、冶金、电力等部门的各种铸件上。它的生产和应用越来越被人们所信赖。但到目前为止，尚无利用废铁屑熔炼的原铁水(不经二次过热)，供直接生产球墨铸铁的工艺方法。虽在发明专利CN1056715A和CN1087952A中发表过“废铁屑炼铁直接浇注铸件上艺”，但二发明工艺方法仅适用于生产灰铸铁。灰铸铁中石墨呈片状分布，机械性能低，这就限制了它的应用范围。因而，急需一种利用废铁屑熔炼的原铁水供直接生产浇注球墨铸铁铸件工艺方法。
本发明的目的在于提供一种用废铁屑熔炼，可供直接生产浇注球墨铸铁的工艺，其工艺步骤如下：
一、选料
1、焦炭：选购灰分≤14％；硫分≤0.8％；挥发方≤3％；地方土焦。
2、废铁屑、(钢屑)：选用质地纯(含反球化元素甚微)，杂质少，锈蚀轻的废铁屑。
二、熔炼
在热风化铁炉内进行，其主要技术环节为：
1、通过对炉料选择及调整底焦高度将铁水的碳硅当控制在4.2—4.7％，硫≤0.12％，磷≤0.13％，锰≤0.6％；
2、底焦高度的调整依据铁水的出炉温度。
三、球化、孕育处理，按常规冲入法进行；
本发明的突出效果在于用废铁屑代替优质生铁，以单一的工序生产出球墨铸铁，这对废弃物的再生和利用，降低能耗，物耗有很大意义。
实施例
A、欲生产QT500—7牌号的球墨铸铁时，其工艺方法是：
1、原铁水的制取，是在2T/H热风化铁炉中进行地。热风温度在700℃以上。在熔炼铁水时，首先调正底焦高度至1500mm左右，然后开始装料，加批料的顺序是石灰石—焦类—废铁屑，其配料比例一般为焦炭∶废铁屑∶石灰石为1∶2∶0.5，在熔化过程中应严格控制风量，风压和保持适宜的料柱高度，铁水出炉温度波动在1390—1430℃之间，把铁水的碳硅当量控制在4.2—4.6％，硫≤0.1磷≤0.1％、锰≤0.4％。
2、球化、孕育处理：
(1)球化、孕育剂的选择：
球化剂：选用稀土硅铁镁合金，(Mg≈7—10％ Re≈4—10％Si≈42—44)，粒度一般为15—35mm。
孕育剂：75硅铁(Si≈72—80％)粒度5—15mm。
(2)球化、孕育处理的工艺方法。
按常规冲入法进行，其具体做法是：
根据处理铁水量的多少，自下而上顺序加放球化剂一般加入量为铁水量的1.5％；75硅铁粒或粉一般为0.4％，草灰、铁屑或铁皮等适量，装放在事先烘干的铁水包(多采用凹坑式、堤坝式)底部的一侧。另一侧对向出铁槽。
待出炉铁水温度波动在1390—1430℃时，即可出铁球化。先出所需铁水总量的或，同时在出铁槽均匀加入75硅铁，0.4％作孕育处理。(处理铁水小于200Kg时，也可一次冲满)，堵住出铁口，让其自然翻腾约2—3分钟，待反应仃止后，再加铁水至需要量，搅拌、扒渣后再加入75硅铁0.2％进行孕育处理。取三角试样，待观查球化良好后，即可直接浇注生产QT500—7类球铁铸件。
B、欲生产QT450—10类球铁铸件时：
其球化、孕育剂选用和加用量及球化，孕育工艺方法，相同于生产QT500—7。不同的是：在生产QT450—10时，铁水的碳硅当量可取上限4.5—4.7％；除此，在临浇注前还要进行二次孕育处理，一般75硅铁的加入量为0.2％；待检验球化良好后，即可直接浇注生产QT400—10类球铁铸件。
C、欲生产QT600—3类球铁铸件时：
其球化、孕育剂的选用和加量及球化、孕育工艺方法也与生产QT500—7相同。其不同点是，在向铁水包内加放球化剂的同时，把粒度为5—10mm的60锰铁，一并堆放在75硅铁之上，除此，铁水的碳硅当量可取下限4.2—4.4％待检验球化良好后，即可浇注生产QT600—3类球铁铸件。
四、炉前球化率的检测、采用方法是：
经球化，孕育处理搅拌扒渣后，从液面下约150mm处提取铁液浇入(附图1)所示的b(宽)＝25mm.h(高)＝50mm，l(长)＝120mm三角试样的砂型中，待冷却至暗红色时，取出底面向下淬入水中冷却打断，观查断口，球化良好的是银白色，中间有明显的缩松，两边和顶面有凹缺(见附图2)。敲击时有钢的锐声，激水后有电石气味。
用该工艺生产的球墨铸铁其化学成份，机械性能实测结果，汇总表附后：
附表 化学成份及机械性能汇总表球墨铸铁牌 号 编 号 化 学 成 分(％) 机 械 性 能 C Si Mn S P Mg RE拉拉强度6b(Mpg) 伸长率 8％QT500-7 01# 02# 3.67 3.71 2.26 2.31 0.47 0.44 0.026 0.021 0.077 0.069 0.034 0.041 0.041 0.039 540 523 7.9 8.1QT450-10 01# 02# 3.74 3.69 2.37 2.48 0.41 0.43 0.029 0.024 0.071 0.074 0.032 0.037 0.05 0.043 470 482 12 13.6QT600-3 01# 02# 3.57 3.53 2.17 2.24 0.64 0.61 0.031 0.024 0.074 0.067 0.036 0.034 0.044 0.048 620 617 4.1 5.2
用该工艺方法生产的球墨铸铁，经5％硝酸酒精溶液腐蚀后放大100倍，金相观查，其检验结果，见附图3、4、5，其中：
图3为：QT500—7编号01#的金相组织：为二级球化，中小石墨，基体组织为铁素体＋珠光体。
图4为：QT450—10编号02#的金相组织为：一级球化，小石墨均布，基体组织为：铁素体＋少量珠光体。
图5为：QT600—3编号01#的金相组织为一级球化，小石墨均布，基体组织为珠光体＋少量铁素体。