短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝的製作方法
2023-04-25 14:17:11 1
專利名稱：短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及鑄造技術領域，具體涉及一種短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝。
背景技術：
鑄造行業是公認的排汙和耗能大戶，鑄造行業耗能佔機械工業總耗能的25 30%。鑄造行業也是汙染大戶，其排汙總量 佔機械行業的60%以上，而沖天爐的排汙又是鑄造行業排汙的老大，佔鑄造排汙總量的60%以上。據統計，我國每生產It合格鑄件，大約要排放粉塵50kg，廢氣1000 2000m3，廢砂I. 3 I. 5t，廢渣300kg。而發達國家生產I噸合格鑄件的三廢排放量不到我國的1/10，能耗為國外的約270%。鑄造行業的排汙和耗能，特別是沖天爐對環境的汙染早已是國家、行業和社會所關注的，社會的發展不容如此的落後狀態繼續，公司決策層預見國家對鑄造行業排汙和耗能整治勢在必行。著為鑄造廠家重視這一工作，並在減排節能上做出實質性的工作，能否大幅度將排汙降下來是我們的責任，也是企業今後能否生存的關鍵。鑄鐵的鑄態機械性能是由金相組織所決定，而鑄鐵的金相組織又是由化學成分、鑄型特徵和處理工藝所決定。鑄鐵金相組織的組成和特性有著明顯的遺傳性，這種遺傳性具體表現是入爐前鐵錠的金相組織特性，將對出爐後金屬的晶粒有著明顯的影響，即入爐前鐵錠金相組織粗大，出爐後金屬的晶粒也有著粗大的傾向，金屬液體在爐內長時間保溫和升溫，也會造成鐵液出爐凝固後金屬晶粒產生粗大傾向，這種遺傳現象會在鐵液經過冷卻凝固、和晶粒很細化的廢鋼以及晶粒比較細化的回爐鐵再熔化的過程中減弱甚至消除。而過去傳統的加料順序是(見圖I):先將廢鋼、回爐鐵入爐，進行升溫熔化後，再加入高爐鐵液，通過若干次的工藝試驗都表明這種加料順序由於廢鋼、回爐鐵熔化後的鐵液在爐內升溫和保溫時間的延長，其細小晶粒的特性被破壞的傾向加大，增加了鐵液冷卻凝固晶粒粗大的傾向。如何克服晶粒和石墨長度的粗大，使短流程鑄造工藝生產中小型柴油機缸體、缸蓋等高牌號複雜鑄件，是人們最為關注的技術關鍵，是短流程鑄造工藝能獲得更廣泛應用的關鍵。另外，對短流程熔煉和常規沖天爐熔煉、中頻爐熔煉鐵液狀態進行了比較研究，短流程熔煉有增大孕育前鐵液過冷傾向的趨勢，我們對鐵液狀態的影響與鐵材的原始狀態、爐料配比、加料順序、成分波動、過熱溫度和保溫時間等因素的影響存在交互作用進行了大量的科研攻關。
發明內容
針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝。本發明克服了高爐鐵液在熔煉過程中晶粒粗大的遺傳特性，有利於提高經濟效益、提高鐵水質量並具有節能減排的優勢。實現本發明目的的技術方案如下短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，包括以下步驟
步驟I，先將高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫；步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與高爐鐵液一起熔煉得到鐵水。進一步地，步驟I中，將佔入爐熔化總量35-45%的高爐鐵液加入到中頻爐內，將高爐鐵液入爐後升溫至約1350° C。進一步地，當高爐鐵液入爐後升溫至約1350° C後，將佔入爐熔化總量30-40%的廢鋼、和佔入爐熔化總量20-30%的回爐鐵加入到中頻爐內後，與高爐鐵液一同熔煉升溫至1450° C-1500° Co
採用了上述方案，本發明改變加料順序，即先向中頻爐中注入高爐鐵液，升至一定溫度時再加入廢鋼和回爐鐵，由於廢鋼、回爐鐵在爐內的時間相對縮短，加之廢鋼、回爐鐵又對爐內的鐵液起到了一定的急冷，對原鐵液晶粒的粗大起到了一定的阻礙、對其細化起到了一定的促進作用。因此，合理的加料順序是短流程熔煉工藝獲得細化晶粒的基礎條件。另外，本發明的短流程熔煉工藝中使用中頻爐進行熔煉，淘汰了沖天爐，鑄件生產過程中，沖天爐產生的大量汙染物也隨之徹底消失。短流程工藝不僅利用了高爐鐵液中的大部分熱能，從而節約了熔化生鐵錠所需的電能，以及部分鐵液過熱所需的電能，又由於沖天爐和中頻電爐中熔化生鐵的物理機理所決定，可以大大節約鐵液過熱時的能源消耗，減少了生產成本、提高了經濟效益。下面結合具體實施方式
和附圖
對本發明作進一步說明。說明書附I為傳統短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝的示意圖；圖2為本發明短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝的示意具體實施例方式實施方式一參照圖2，本發明的短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，包括以下步驟步驟I，先將佔入爐熔化總量35%的高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫；將佔入爐熔化總量35%的鐵液加入到中頻爐內，即高爐鐵液加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的35%，高爐鐵液入爐後升溫至1350° C左右；步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與高爐鐵液一同熔煉得到鐵水。將佔入爐熔化總量35%的廢鋼、以及佔入爐熔化總量30%的回爐鐵加入到中頻爐內後，與高爐鐵液一同熔煉升溫至1450° C。廢鋼的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的35%，回爐鐵的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的30%。實施方式二參照圖2，本發明的短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，包括以下步驟步驟I，先將高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫；將佔入爐熔化總量40%的高爐鐵液加入到中頻爐內，即高爐鐵液加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的40%，高爐鐵液入爐後升溫至1350° C左右；步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與高爐鐵液一熔煉得到鐵水。廢鋼佔入爐熔化總量的35%、回爐鐵佔入爐熔化總量的25%，將佔入爐熔化總量35%的廢鋼以及25%的回爐鐵加入到中頻爐內後，與高爐鐵液一同熔煉升溫至1470° C，廢鋼的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的35%，回爐鐵的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的25%。實施方式三參照圖2，本發明的短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，包括以下步驟步驟I，先將佔入爐熔化總量45%的高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫；將佔入爐熔化總量45%的高爐鐵液加入到中頻爐內，即高爐鐵液加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的45%，高爐鐵液入爐後升溫至1350° C左右。步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與高爐鐵液一熔煉得到鐵水。將佔入爐熔化總量40%的廢鋼以及佔入爐熔化總量15%的回爐鐵加入到中頻爐內後，與高爐鐵液一同熔煉升溫至1500° C。廢鋼的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的40%，回爐鐵的加入量為高爐鐵液、廢鋼和回爐鐵總量的15%。
採用先將高爐鐵液入爐升溫，再將廢鋼、回爐鐵入爐阻礙原鐵液晶粒的粗大傾向，攻克了短流程鑄造工藝生產中小型柴油機缸體、缸蓋等高牌號複雜鑄件的工藝難點，開創了短流程鑄造工藝生產中小型柴油機缸體、缸蓋的先河。另外，使用「短流程熔煉生產鑄鐵件工藝」後，可以為企業帶來巨大的環境效益、節能效益和較好的經濟效益。I、環境效益短流程熔煉鐵液工藝項目使用後，將徹底消除了由沖天爐熔煉所產生的汙染，發生的排汙量將不復存在，每年常常為排汙所增加的支出和煩惱將不復存在，短流程熔煉鐵液工藝的環境效益是十分巨大的。2、能源效益短流程熔煉鐵液工藝是利用了高爐鐵液的潛能，且利用高效率中頻電爐熔煉，能夠大幅度節約能源。對比分析如下(I)中頻電爐熔煉比沖天爐熔煉能源利用率大幅度提高生鐵錠熔化分為熔化、過熱(升溫)兩大階段。生鐵錠和鐵液在沖天爐中升溫的方式是接觸吸熱升溫，而在中頻電爐中是電磁渦流在鐵錠、鐵液內部產生熱量升溫，因而產生了巨大的吸熱效率差異。①將生鐵錠從常溫升溫熔化溫度，中頻電爐的能源利用率比沖天爐高10% ；②鐵液在沖天爐中過熱的熱效率約7%，而鐵液在中頻電爐中過熱的熱效率約為72%，淨高出60%。( 2 )短流程熔煉鐵液工藝利用了高爐鐵液的潛能，從而大幅度節約了能源。3、經濟效益實施短流程熔煉工藝，能夠節約多種成本，同時又提高了生產效率，提高經濟效益效果顯著。
權利要求
1.短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，其特徵在於，包括以下步驟 步驟1，先將高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫； 步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與高爐鐵液一起熔煉得到鐵水。
2.根據權利要求I所述短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，其特徵在於，步驟I中，將佔入爐熔化總量35-45%的高爐鐵液加入到中頻爐內，將高爐鐵液入爐後升溫至1350。Co
3.根據權利要求I所述短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝，其特徵在於，步驟2中，當高爐鐵液入爐後升溫至約1350° C後，將佔入爐熔化總量30-40%的廢鋼、和佔入爐熔化總量20-30%的回爐鐵加入到中頻爐內後，與高爐鐵液一同熔煉升溫至1450° C-1500° Co
全文摘要
本發明公開了一種短流程熔煉加料順序細化晶料生產工藝熔煉鐵液的工藝，包括步驟1，先將高爐鐵液加入到中頻爐內後升溫；步驟2，再將廢鋼、回爐鐵入爐進行升溫，與鐵液一熔煉得到鐵水。本發明克服了高爐鐵液冷卻凝固後晶粒粗大的遺傳特性，結束了短流程熔煉生產工藝只可以生產低牌號鑄鐵件的歷史，使這一傳統工藝也能生產如中小型柴油機高牌號複雜鑄鐵件了，有利於提高經濟效益、提高鐵水質量以及具有節能減排的優勢。
文檔編號C21C5/52GK102732676SQ20121023779
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者祁國勤 申請人:常州常瑞天力動力機械有限公司