專利名稱：一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬熔煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法。
背景技術(shù)：
上世紀七十年代,我國就有企業(yè)向鋼液或鐵液中吹入IS氣來凈化鋼水和鐵水，圖I是鋼水包底埋置透氣磚(塞)進行吹氬精煉過程示意圖，金屬液中含有的氮、氫向氬氣泡中擴散，從而使金屬液中含氣量降低，懸浮于金屬液中的非金屬夾雜物吸附于氬氣泡表面，隨氣泡上升帶至溶池表面而成熔渣。這樣降低了金屬液中的含氣量及夾雜物含量，金屬液得以凈化，流動性提高，鑄件的晶界干凈，機械性能提高。實踐表明，鋼包吹氬要求鋼包中鋼水量要大于3T，鐵水量要大于1T，因為吹氬過程會降低金屬液溫度，金屬液少時，會造成澆不足鑄件。本世紀初，我國已能生產(chǎn)出使用壽命和中頻感應電爐的爐襯壽命相匹配的高壽命耐火透氣磚。圖2是用于中頻電爐爐底吹氬用透氣磚示意圖。這樣，對于熔煉出的鋼水及鐵水量少時，可直接在爐內(nèi)進行吹氬熔煉。爐底吹氬用透氣磚，其本體高度與相應中頻爐爐底高度一致，只要在中頻爐爐地板中央鉆一孔，使通氣用鋼管從中伸出，以便于爐外的不銹鋼軟管相接并接到氬氣瓶上。透氣磚座落在爐底，用修爐材料在周圍搗緊，上表面與爐膛內(nèi)的爐底處于同一平面上，所以裝配起來很方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法，其特征在于，包括以下步驟(I)在中頻電爐爐底埋置透氣磚，在金屬液熔化后進行脫氧，加入合金元素，同時于金屬液出爐前通入IS氣10-20min (金屬液容量少者，時間可短些),流量為5_7L/min,隨后停止吹氬，準備澆入澆包中；(2)在澆注到澆包中時，當金屬液達到包內(nèi)1/3時，向包內(nèi)加入混合稀土(優(yōu)選RE的wt%=99%) O. 2-0. 3wt%，用以細化碳化物。對于上述步驟(I)進一步部分合金元素在通入氬氣的過程中加入；對于步驟(I)進一步優(yōu)選(尤其針對高鉻鑄鐵)，包括以下步驟在中頻感應電爐中熔化爐料，爐料化開后加錳鐵，進行預脫氧，調(diào)整化學成分；當鐵水溫度達到出爐溫度前，向熔池內(nèi)加入Ti-Fe (Ti-Fe加入量優(yōu)選為O. 5wt%，所用的Ti-Fe中優(yōu)選Ti的wt%=27%)，并加入Al O. 25% (用鋁絲或鋁塊，固定在鋼棍上，插入熔池中)。Ti和Al皆能其脫氧作用，而Ti還能與氮和碳成TiN、TiC，它們可做奧氏體結(jié)晶核心，使晶粒細化。當鐵水熔化后到達出爐溫度前，向爐內(nèi)吹入氬氣，氬氣流量為5-7L/min，吹氬時間為10_20min，隨后停止吹氬，準備澆注到鋼包中；在上述加入Ti-Fe的時候，已通入氬氣。
對于上述優(yōu)選的步驟(I)中，在加入錳鐵之后通氬氣之前，加入釩鐵，使V的加入量優(yōu)選為鐵水質(zhì)量的O. 3%。對于優(yōu)選 步驟(I)和(2)，對于高鉻鑄鐵用鐵水，在澆注到鐵水包中時，當鐵水量達到包內(nèi)1/3時，向包內(nèi)加入混合稀土(RE的wt%=99%)0. 2-0. 3%，用以細化碳化物，經(jīng)加混合稀土進行變質(zhì)處理后的高鉻白口鑄鐵，當用鉆床鐵屑取樣時，其鐵屑為長的卷曲狀，而未變質(zhì)者為顆粒狀。本發(fā)明方法可除去金屬液中所含的N、H等氣體，去除非金屬夾雜物，金屬液流動性大為提聞，避免鑄件形成氣孔，晶界干凈，碳化物細化，白口鑄鐵的沖擊朝性大為提聞。本熔煉方法也可用來熔化各種不銹鋼、優(yōu)質(zhì)碳鋼，僅在脫氧及精煉工藝上互有區(qū)別。


圖I為鋼包吹氬示意圖；圖2中頻電爐內(nèi)吹氬用的透氣磚示意圖；圖3為實施例I變質(zhì)如后鑄鐵件斷口圖片；圖4為實施例I變質(zhì)如后鑄鐵的金相顯微組織圖片；其中A為變質(zhì)如圖片，B為變質(zhì)后圖片。
具體實施例方式本發(fā)明方法是在中頻感應電爐爐底埋置耐高溫的多孔透氣磚，以熔制高鉻白口鑄鐵為例說明其熔煉過程。實施例I用高鉻白口鑄鐵制造錘式破碎機的錘頭，破碎煤礦中剔出的煤矸石用以制磚；破碎鵝卵石用以筑路；以及破碎水泥熟料用的錘式破碎機。其錘頭是耗量最大的磨損件，需求量大。目前用作錘頭的材料有高錳鋼、合金球鐵、各種合金鋼、高鉻鑄鐵等，其中高鉻白口鑄鐵因其硬度高、耐磨性好，得到了廣泛的應用。本發(fā)明選用重IOKg錘頭，采用組合式錘頭，錘柄用低合金鋼制作，錘頭用高鉻鑄鐵制作。兩者用銷軸螺結(jié)固定。其除鐵之外的主要化學成分(wt%)如下
~C~ Cr ~Si Mn 3.6 23 07 170"在O. 5T中頻感應電爐中熔化鐵水，爐料化開后加Mn-Fe，進行預脫氧，調(diào)整化學成分，并加V-Fe (優(yōu)選V wt%=50)，使釩元素的加入量為鐵水質(zhì)量的O. 3%。鐵水達到1500°C時準備出爐，出爐前吹入氬氣進行除氣，除去夾雜物，氬氣流量6L/min，吹氬時間IOmin (相當于在出爐前10分鐘開始通氬氣);在出爐前5min左右(即在吹氬氣的前5分鐘左右)同時加Ti-Fe (優(yōu)選Ti wt%=27) O. 4%，并插鋁脫氧，加鋁量為鐵水質(zhì)量的O. 25%，上述的加合金的過程中一直吹氬氣。
出爐鐵水澆入澆包中，當鐵水達澆包1/3時，向包中加入混合稀土(Re的wt%=99)
O.3%，進行變質(zhì)處理，細化碳化物。在吹氬及變質(zhì)處理前與后分別澆鑄20mm*20mm*110mm沖擊試樣，前者沖擊能為24J、26J、28J，后者沖擊能為 54J、52J、48J。所得高鉻白口鑄鐵，當用鉆床鉆鐵屑取樣時，其鐵屑為長的卷曲狀，而未變質(zhì)者為顆粒狀。實施例2在造紙工業(yè)中，紙漿通過距離極近的造紙機的動磨片和靜磨片之間，其中的紙屑被磨片磨細。造紙機的磨片除鐵之外的化學成分(wt%)如下
權(quán)利要求
1.一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在中頻電爐爐底埋置透氣磚，在金屬液熔化后進行脫氧，加入合金元素，同時于金屬液出爐前通入氬氣10-20min，流量為5_7L/min，隨后停止吹氬，準備澆入澆包中； (2)在澆注到澆包中時，當金屬液達到包內(nèi)1/3時，向包內(nèi)加入混合稀土RE，RE的量為O. 2-0. 3wt%0
2.按照權(quán)利要求I的方法，其特征在于，混合稀土RE的純度為99%。
3.按照權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(I)部分合金元素在通入氬氣的過程中加入。
4.按照權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(I)包括以下步驟在中頻感應電爐中熔化爐料，爐料化開后加錳鐵，進行預脫氧，調(diào)整化學成分；當鐵水溫度達到出爐溫度前，向熔池內(nèi)加入Ti-Fe，并加入Al O. 25% ;當鐵水熔化后到達出爐溫度前，向爐內(nèi)吹入氬氣，氬氣流量為5-7L/min，吹氬時間為10_20min，隨后停止吹氬，準備澆注到鋼包中；在上述加入Ti-Fe的時候，已通入氬氣。
5.按照權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(I)中，在加入錳鐵之后通氬氣之前，加入釩鐵，使V的加入量為鐵水質(zhì)量的O. 3%。
全文摘要
一種獲得優(yōu)質(zhì)金屬液的熔煉方法，屬于金屬熔煉技術(shù)領(lǐng)域。在中頻電爐爐底埋置透氣磚，在金屬液熔化后進行脫氧，加入合金元素，同時于金屬液出爐前通入氬氣10-20min，流量為5-7L/min，隨后停止吹氬，準備澆入澆包中；在澆注到澆包中時，當金屬液達到包內(nèi)1/3時，向包內(nèi)加入混合稀土RE，RE的量為0.2-0.3wt%。本發(fā)明方法可除去金屬液中所含的N、H等氣體，去除非金屬夾雜物，金屬液流動性大為提高，避免鑄件形成氣孔，晶界干凈,碳化物細化，白口鑄鐵的沖擊韌性大為提高。
文檔編號C21C7/00GK102839256SQ20121035104
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者蘇應龍, 連鈉 申請人:北京工業(yè)大學