專(zhuān)利名稱(chēng)：一種厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斷面厚大于200mm、延伸率δ > 24% 球墨鑄鐵材料以及生產(chǎn)斷面厚大于200mm、高延伸率δ ^ 鐵素體球墨鑄鐵高爐冷卻 壁的鑄造方法，即一種厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)日益迅猛發(fā)展，近十多年來(lái)，煉鐵設(shè)備堅(jiān)持走高爐大型化、集約 節(jié)能化、自動(dòng)化發(fā)展的道路。高爐長(zhǎng)壽是現(xiàn)代高爐追求的目標(biāo)，高爐長(zhǎng)壽就意味著經(jīng)濟(jì) 效益的提高，從對(duì)國(guó)內(nèi)大型高爐調(diào)查來(lái)看，高爐冷卻壁使用壽命低，是造成高爐一代爐 役偏低的一個(gè)重要原因。
目前，大型高爐冷卻壁，一般采用鑄銅、鑄鋼、鐵素體球墨鑄鐵材質(zhì)制造。但 鑄銅高爐冷卻壁成本投資太高、不經(jīng)濟(jì)，且高爐一旦出現(xiàn)停水等故障極易損壞；鑄鋼 高爐冷卻壁雖然有較好的使用性能，但因鑄鋼高爐冷卻壁在制造中因冷卻壁本體與內(nèi)置 冷卻水管材質(zhì)趨近一致，其澆注溫度過(guò)高極易損壞冷卻壁內(nèi)置冷卻水管，生產(chǎn)技術(shù)難度 大，推廣應(yīng)用受到限制；厚壁鐵素體球墨鑄鐵延伸率較低，尤其是心部延伸率更低，生 產(chǎn)厚大斷面球鐵冷卻壁的技術(shù)關(guān)鍵，是球化鐵水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的液態(tài)保持，其在凝固過(guò)程 中的抗球化衰退問(wèn)題，以及冷卻水管的防滲碳問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大幅度提高厚壁鐵素體球墨鑄鐵延伸率，同時(shí)確保水管 與本體之間既有緊密的貼合(間隙S0.2m)，又可輕微敲擊后易取出，管子表面無(wú)滲碳 層，從而實(shí)現(xiàn)適用于生產(chǎn)冷卻能力強(qiáng)、具有良好的高溫強(qiáng)度、高溫抗變形能力、抗熱疲 勞及抗氧化生長(zhǎng)、耐熱沖擊及在循環(huán)應(yīng)力作用下不產(chǎn)生裂紋等綜合性能，符合大型高爐 長(zhǎng)壽要求的厚壁冷卻壁的一種鑄造方法，以適應(yīng)大型高爐向低成本、集約節(jié)能化、長(zhǎng)壽 命的發(fā)展方向要求。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明優(yōu)選低鈦、低硫球生鐵、純凈廢鋼等純凈原材料，采取工藝措施控制球化衰 退，其特征在于優(yōu)化設(shè)計(jì)了化學(xué)成分，制定了厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵的成分規(guī) 范碳3.6 3.9%、硅2.0 2.2%、錳0.1 0.2%、硫 S 0.02%、磷 S 0.05%、銻 <0.002%,殘余鎂0.04 0.06%、殘余稀土 0.03 0.05%，鉻 $0.05%、鈦$0.04%， 其鑄造方法包括有定向?qū)Я髑蚧幚砉に嚒⑶蚧邦A(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育處理工藝、退 移芯棒冷卻水管彎管工藝、冷卻水管除銹防滲碳防鑄熔工藝、內(nèi)置惰性氣體冷卻工藝、 冷卻水管的定位及鑄造工藝；所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に嚕丛谇蚧幚戆喜吭O(shè)置一個(gè)具有定向?qū)Я鞴δ艿?裝置，導(dǎo)流口向下延伸200mm，保證鐵水注入位置的準(zhǔn)確性，該工藝球化反應(yīng)穩(wěn)定，Mg 吸收率高，球化效果好，同時(shí)大大改善了勞動(dòng)環(huán)境；所述的球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育工藝，鐵水球化前進(jìn)行預(yù)孕育處理，孕育劑加 入量0.4%，細(xì)化石墨球和共晶團(tuán)，穩(wěn)定提高球鐵機(jī)械性能。
所述的退移芯棒冷卻水管彎管工藝，采用專(zhuān)用液壓彎管機(jī)、自行設(shè)計(jì)成型退移 芯棒進(jìn)行彎制，對(duì)其彎制的水管進(jìn)行著色探傷沒(méi)有裂紋、傷痕、凹扁、起皮等缺陷，內(nèi) 置冷卻水管通球率^ 84%、彎曲部位橢圓度S 17%，彎曲部位壁厚減少率S 20%。通過(guò)規(guī) 范涂刷高溫防滲碳涂料，同時(shí)確保水管與壁本體之間既有緊密的貼合(間隙S0.2m)，又 可輕微敲擊后易取出，管子表面無(wú)滲碳層；所述的內(nèi)置惰性氣體冷卻工藝是通過(guò)對(duì)內(nèi)置冷卻水管通入惰性氣體冷卻工藝，促使 厚壁冷卻壁芯部迅速結(jié)晶冷卻，即在同一冷卻壁的四根冷卻水管兩端設(shè)計(jì)連接絲冒，絲 冒頂端焊接一進(jìn)出通氣管，冷卻壁在澆注前五分鐘開(kāi)始適量通入惰性氣體，通氣貫穿澆 注過(guò)程，澆注完畢后持續(xù)通氣35分鐘。
進(jìn)一步，所述的冷卻水管防滲碳工藝，在冷卻水管1350°C左右鑄入冷卻壁，會(huì) 與冷卻壁本體鑄接成一體。水管鑄入前噴砂除銹一烘干一涂刷高溫防滲碳涂料一烘干一 再次涂刷高溫防滲碳涂料。烘干溫度200°C以下，不宜過(guò)高，否則涂料易起泡疏松剝落， 涂料層應(yīng)薄厚均勻，過(guò)薄達(dá)不到目的，過(guò)厚易在調(diào)溫澆注過(guò)程中剝落，最佳厚度應(yīng)為 0.2mm左右。
進(jìn)一步，所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に嚨谝徊?、使用?zhuān)用5噸球化處理包，加料前將澆包用煤氣烘至暗紅色，球化劑、孕 育劑均經(jīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度150 250°C。采用定向?qū)Я餮b置球化處理，放置球化劑一側(cè)面 積占包底2/5，深度應(yīng)容納添加的球化劑、孕育劑和覆蓋劑；第二步、加料順序球化劑(塊度10 25mm)，先加入凹坑，并舂實(shí)，再加入 1.0%75#硅鐵，攤平舂實(shí)，后加入專(zhuān)用覆蓋劑覆蓋，攤平舂實(shí)； 第三步、球鐵包上沿應(yīng)修平整，每次扒渣后要清理包沿的余渣； 第四步、在按加料順序加入料后，將包蓋座在5噸球鐵包上，注意包蓋導(dǎo)流口需對(duì) 準(zhǔn)球化劑等料的另外一側(cè)凹槽；第五步、出鐵溫度控制在1430°C-1460°C，不可過(guò)高，出鐵時(shí)，鐵水流至中間包蓋 內(nèi)，并立即測(cè)出出鐵槽內(nèi)鐵水溫度及準(zhǔn)確計(jì)量鐵水。
進(jìn)一步，所述的冷卻水管的定位及鑄造工藝大型高爐冷卻壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸為1765X900X487mm，單件重量約3000Kg，內(nèi)部 鑄入四根冷卻水管，八個(gè)管頭，八個(gè)套管(其中四個(gè)帶絲套管)； 第一、砂箱設(shè)計(jì)及冷卻水管的定位經(jīng)對(duì)該鑄件進(jìn)行工藝分析，冷卻壁造型需采用用三箱造型，底箱為M2mm處以上平 面部分，中箱為245mm兩頭部及把料鉤部分；上箱在兩端頭，主要成型臍子和進(jìn)出水管 部分，一方面起定位作用，另一方面確保澆注過(guò)程中有足夠壓力頭，砂箱設(shè)計(jì)尺寸均按 工藝標(biāo)準(zhǔn)中包容吃砂量及澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)。砂箱設(shè)計(jì)中，要確保進(jìn)出水管，套管的中心 距及與本體之間相對(duì)位置尺寸精度是個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按GB/T6414-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，球墨 鑄鐵的公差等級(jí)為GT12級(jí)，該鑄件最大尺寸為1765mm，公差應(yīng)為士7.5mm，而圖紙?jiān)O(shè) 計(jì)要求水管中心距公差士3mm，如果超出設(shè)計(jì)公差范圍，將會(huì)給安裝帶來(lái)困難。為確保 關(guān)鍵尺寸精度，我們?cè)O(shè)計(jì)上箱專(zhuān)用水管定位裝置在上箱中心處平焊200X1136X30鋼 板，按套管中心距分別銑出大于Φ 121、Φ 108、Φ 100套管尺寸Imm八個(gè)圓孔，傾角與 冷卻壁沿爐體傾角相同，另沿上箱側(cè)端相對(duì)應(yīng)設(shè)置八套螺栓堅(jiān)固裝置；其作用一是使冷卻水管及型芯之間無(wú)任何芯撐、卡子，保證鑄件表面光潔度，二是確保鑄件進(jìn)出水管 的相對(duì)位置和尺寸精度； 第二、造型方法上、中、下箱均采用自硬樹(shù)脂砂工藝造型，針對(duì)冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止冷卻壁 兩端頭部因樹(shù)脂砂型鋼性較大，易對(duì)型腔造成損害，以及冷卻水管懸吊的特殊要求，采 取樹(shù)脂砂和消失模失模相結(jié)合的工藝，即消失模完全開(kāi)式頭部尺寸及進(jìn)出水管位置的空 腔部分，模型、消失模，撥料鉤，冷卻水管四位一體，同時(shí)操作，即簡(jiǎn)化了操作工序， 又大大減少了分型制作所帶來(lái)的尺寸累積誤差。針對(duì)鐵素體基體球墨鑄鐵的收縮率，選 擇模型、消失模的收縮率選為1.2% ； 第三、合理開(kāi)設(shè)澆冒口系統(tǒng)針對(duì)該冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止出現(xiàn)因局部過(guò)熱造成的厚大部位抗球化衰退能力 減弱，同時(shí)防止熔穿水管，球鐵冷卻壁用全封閉式澆注系統(tǒng)，即澆注系截面積比例Frt: F Fi=I 1.2 1.5。為避免內(nèi)澆口直接沖刷水管，內(nèi)澆道必須開(kāi)設(shè)在下箱冷卻壁端部 兩側(cè)，采用階梯內(nèi)澆口，內(nèi)澆口不得沖擊冷卻水管和芯子。寬度不得超過(guò)30mm，傾斜 澆注，澆注傾角8 10; 第四、冒口設(shè)置該鑄件屬大斷面球墨鑄件，其共晶膨脹力大。樹(shù)脂砂工藝型腔其剛性強(qiáng)度較高，我 們?cè)趧傂澡T型；嚴(yán)格控制鐵液成分、澆注溫度、澆口尺寸的情況下，實(shí)施無(wú)冒口鑄造來(lái) 獲得健全鑄件，即不設(shè)補(bǔ)縮冒口。箱尾均勻設(shè)置扁平生氣冒口 50X200X15兩個(gè)，另在 后端臍子頂端設(shè)置Φ 16出氣冒口四個(gè)，澆注后要求2小時(shí)松掉固定栓和水管堅(jiān)固裝置， 型內(nèi)保溫時(shí)間必須 >對(duì)小時(shí)。這樣做的作用是①防止鑄件出現(xiàn)應(yīng)力集中，②使鑄入本 體的冷卻水管自由收縮，與本體基體伸縮保持一致。
進(jìn)一步，所述的球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育工藝，鐵水球化前進(jìn)行預(yù)孕育處 理后還包括有，第一次隨流孕育，即在出鐵槽內(nèi)沖入0.4%75#硅鐵(粒度5 IOmm)，應(yīng)貫穿整 個(gè)出鐵過(guò)程均勻加入。孕育時(shí)間40 4k/t鐵水；第二次包底孕育，即包底加入1.0%75#硅鐵(粒度10 25mm)，孕育時(shí)間 45 50s/t鐵水。第三次瞬時(shí)孕育，即在澆口杯上方加放一個(gè)瞬時(shí)孕育杯槽，澆注鐵水充滿(mǎn)澆口杯 時(shí)，開(kāi)始加入瞬時(shí)孕育劑，速度3KG/min，貫穿整個(gè)澆注過(guò)程，加入量0.15%，孕育時(shí) 間30 3k/t鐵水。
進(jìn)一步，所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に囍杏玫那蚧瘎獒惢叵⊥伶V球化劑， 釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑具有很強(qiáng)的抗衰退能力，有效地控制球化衰退，在1150°C 1350°C保溫時(shí)，球鐵鐵水在2.0 2.5小時(shí)，才開(kāi)始顯著衰退，抗衰退能力為輕稀土球化 劑的2 3倍。
本發(fā)明的有益效果1、工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)厚壁大于200mm、延伸率δ ^ 鐵素體球墨鑄鐵 長(zhǎng)壽高爐冷卻壁。
2、本發(fā)明從根本上解決了大型高爐球鐵冷卻壁在工作中易在熱應(yīng)力作用下由于塑性較低，本體開(kāi)裂，從而引起水管開(kāi)裂，造成漏水；二是冷卻水管滲碳變脆，引起開(kāi) 裂漏水等疑難問(wèn)題現(xiàn)象發(fā)生，使其具有高溫工作冷卻能力強(qiáng)、具有良好的高溫強(qiáng)度、高 溫抗變形能力、抗熱疲勞及抗氧化生長(zhǎng)、耐熱沖擊及在循環(huán)應(yīng)力作用下不產(chǎn)生裂紋等綜 合性能，大幅延長(zhǎng)其壽命，高爐生產(chǎn)過(guò)程更加穩(wěn)定順暢，實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)大修期和降低檢修 成本的雙重目的。
、生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于鑄銅、鑄鋼材質(zhì)制造的高爐冷卻壁，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有良 好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述， 并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或 者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要 求書(shū)或者附圖
中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
具體實(shí)施例方式1、進(jìn)行厚大斷面球鐵冷卻壁化學(xué)成份的選擇。
鉻(Cr)強(qiáng)烈促進(jìn)碳化物的形成，降低韌性塑性，具有強(qiáng)烈地穩(wěn)定珠光體的 作用。生產(chǎn)高韌性鐵素體基體球鐵，必須嚴(yán)格控制鉻的含量。鈦(Ti)促進(jìn)石墨化，有利鐵素體的形成，但阻礙球化，降低球化率，嚴(yán)重降低 力學(xué)性能，球生鐵中鈦含量也要嚴(yán)格限制，。
碳和硅在球鐵中，碳和硅都是促進(jìn)石墨化的元素，對(duì)球鐵的性能有很大影 響。其碳當(dāng)量[CE=C+l/3 (Si+P)]上限以不出現(xiàn)石墨漂浮為原則，下限以不出現(xiàn)自由滲 碳體保證球化為原則。碳量的確定一方面應(yīng)保證不產(chǎn)生石墨漂浮和碎塊狀石墨，同時(shí)還 應(yīng)充分揮石墨化的自補(bǔ)縮能力，保證厚大斷面中心不產(chǎn)生縮松，選擇碳量為3.6 3.9%。 關(guān)于厚大斷面球鐵硅量的確定，文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)差異較大，一些人認(rèn)為2.8 3.0%Si可獲得以 鐵素體為基體的組織，使延伸率達(dá)到最大。而另一些研究者認(rèn)為在厚大斷面球鐵中，硅 是應(yīng)嚴(yán)格控制的元素，硅量過(guò)高，易產(chǎn)生碎塊關(guān)石墨，降低球鐵的強(qiáng)度和延伸率。且隨 硅量增加，球鐵的導(dǎo)熱系數(shù)降低。在確定終硅量時(shí)，主要考慮下因素①雖然冷卻壁 斷面厚度較大，但由于其中均布有冷卻水管，并采取對(duì)內(nèi)置冷卻水管通入惰性氣體冷卻 工藝，凝固時(shí)間并不太長(zhǎng)，不易產(chǎn)生碎塊狀石墨；②不僅要保證鑄態(tài)下無(wú)滲碳體，而且 基體應(yīng)為鐵素體。因此，確定硅量的原則為在保證基體為鐵素體的前提下，盡量降低硅 量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和試生產(chǎn)，將終硅量選擇為2.0 2.2%。
錳錳是促進(jìn)碳化物開(kāi)成和穩(wěn)定珠光體的元素，其最大危害在于晶界偏析。硫 和磷在鑄鐵中屬有害元素，我們嚴(yán)格控制原材料中的含硫磷量。
殘余鎂和稀土 鎂和稀土是球鐵石墨化的關(guān)鍵元素，特別是對(duì)于厚大斷面球鐵 件，凝固時(shí)間長(zhǎng)，易發(fā)生球化衰退，從而降低球鐵件的性能，我們?cè)囼?yàn)研究表明，采用 釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑，當(dāng)Mg殘余為0.03 0.04%，REslS 0.02 0.03%，保持球 化級(jí)別為1 2級(jí)，抗衰退時(shí)間60min左右；當(dāng)Mg殘為0.04 0.06%，RE殘為0.03 0.05%,保持球化級(jí)別1 2級(jí)，抗衰退時(shí)間1800min，保持球化級(jí)別2 3級(jí)，抗衰退 時(shí)間延遲到250min左右。依據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果高爐球鐵冷卻壁的具體壁厚及內(nèi)部鑄有冷卻 水管(相當(dāng)于少量冷鐵的具體情況，選擇厘§殘為0.04 0.06%，1^殘為0.03 0.05%。
微量元素銻我們研究了大斷面球鐵中加入微量元素銻來(lái)減少石墨畸變，增加石墨球數(shù)，提高機(jī)械性能，我們發(fā)現(xiàn)微量銻的加入大大增加了石墨球數(shù)，細(xì)化圈整了石 墨球，我們認(rèn)為活性元素銻起到的作用是①中和部分殘余稀土鎂量；②加入的活性元 素會(huì)附著在石墨球核心表面，阻止石墨核心在較長(zhǎng)的共晶凝固時(shí)重熔或畸變，圈整了石 墨球并增加了石墨球數(shù)。
銻在球鐵中屬于干擾球化的元素，使用范圍狹窄，務(wù)必小心，不可加入過(guò)多， 若與原鐵水中其它微量元素累加后，超出球鐵中與之中和的有效稀土量，會(huì)使大斷面球 鐵中的石墨球畸變，形狀?lèi)夯?。在某一具體條件下使用微量元素有個(gè)最佳范圍，我們通 過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索，將加入范圍定為0.002%。
大型高爐高韌性球墨鑄鐵的最終成份為碳3.6 3.9%、硅2.0 2.2%、錳0.1 0.2%、硫S 0.02%、磷S 0.05%、銻 <0.002%,殘余鎂0.04 0.06%、殘余稀土 0.03 0.05%，鉻 $0.05%、鈦$0.04%。 余量為鐵和微量伴隨雜質(zhì)。
熔煉原鐵水成份C 4.0-4.2%、Si 0.6-0.8%、Mn <0.02%, P <0.05%, S S 0.03%。
生鐵采用低鈦低鉻低硫QlO生鐵，并加強(qiáng)爐外脫硫。
2、厚大斷面球鐵冷卻壁球化劑的選擇大型高爐球鐵冷卻壁屬于大斷面球鐵件，自然條件下其凝固時(shí)間IOOmin左右。由于 冷卻凝固速度相當(dāng)緩慢，用輕稀土球化劑極可造成芯部球化衰退現(xiàn)象。采用釔基重稀土 鎂球化劑可有效地控制球化衰退。釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑具有很強(qiáng)的抗衰退能力。在 1150°C 1350°C保溫時(shí)，球鐵鐵水在2.0 2.5小時(shí)，才開(kāi)始顯著衰退，抗衰退能力相當(dāng) 輕稀土球化劑的2 3倍。
3、冷卻水管的彎制工藝為避免常規(guī)的制作方法一一加熱彎制成型，這種方法易使冷卻水管彎曲處產(chǎn)生明顯 皮褶、裂紋、傷痕、凹扁、起皮等缺陷，并且造成熱彎處鋼管表層脫碳。我們?cè)O(shè)計(jì)如下 大高爐冷卻水管制作標(biāo)準(zhǔn)。
(1)冷卻水管采用鍋爐管20G，以保證材質(zhì)本身的質(zhì)量；(2)水管彎曲采用專(zhuān)用液壓彎管機(jī)、自行設(shè)計(jì)成型退移芯棒進(jìn)行彎制，對(duì)首件進(jìn) 行解剖檢查，同時(shí)對(duì)其彎制的水管進(jìn)行著色探傷，檢驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的目 標(biāo)，即沒(méi)有裂紋、傷痕、凹扁、起皮等缺陷，彎曲部位橢圓度S 17%，彎曲部位壁厚減少 率S 20% ；(3)用Φ50.5、Φ42.5木球分別對(duì)Φ75Χ6、Φ65Χ6作通球檢查，用0.5MPa壓縮 空氣做實(shí)驗(yàn)，無(wú)阻塞現(xiàn)象。通球率達(dá)水管內(nèi)徑的0.84倍以上，超出YB4073-91中規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高了冷卻效果；(4)用1.5MPa水壓進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)，20分鐘不得有漏水冒汗現(xiàn)象；(5)冷卻水管外形尺寸以樣板為準(zhǔn)進(jìn)行檢查，以保證水管出口的尺寸公差，水管中 心線(xiàn)公差S 士 1mm。
4、冷卻水管除銹防滲碳、防鑄熔工藝?yán)鋮s壁水管在沒(méi)有防滲碳，防鑄熔措施的情況下，在士 1350°C左右鑄入冷卻壁，會(huì) 與冷卻壁本體鑄接成一體。眾所周知，冷卻管與球鐵二者材質(zhì)不同，鋼管熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)9大于球鐵，在急冷急熱條件下，與鑄件鑄熔的冷卻壁水管伸縮受阻會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，加上鋼 管本身已增碳變脆，在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致漏水失效。因此延長(zhǎng)高爐冷卻壁 壽命必須使冷卻水管具有防滲碳、防熔鑄能力。
研制開(kāi)發(fā)新型高溫防滲碳涂料。涂料層厚度(即水管與本體之間間隙) <0.2mm,輕微敲擊后易取出，經(jīng)金相檢驗(yàn)，管子表面無(wú)滲碳層。最佳涂刷工藝水管鑄 入前噴砂除銹一烘干一涂刷涂料一烘干一再次涂刷涂料。烘干溫度200°C以下，不宜過(guò) 高，否則涂料易起泡疏松剝落，涂料層應(yīng)薄厚均勻，過(guò)薄達(dá)不到目的，過(guò)厚易在調(diào)溫澆 注過(guò)程中剝落，最佳厚度應(yīng)為0.2mm左右。(新型高溫防滲碳涂料另案申請(qǐng))5、鑄造工藝大型高爐冷卻壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸為1765X900X487mm，單件重量約3000Kg，內(nèi)部 鑄入四根冷卻水管，八個(gè)管頭，八個(gè)套管(其中四個(gè)帶絲套管)，尺寸精度和相對(duì)尺寸 位置要求高，鑄造工藝復(fù)雜。(1)砂箱設(shè)計(jì)及冷卻水管的定位 經(jīng)對(duì)該鑄件進(jìn)行工藝分析，冷卻壁造型需采用用三箱造型，底箱為M2mm處以上平 面部分，中箱為245mm兩頭部及把料鉤部分；上箱在兩端頭，主要成型臍子和進(jìn)出水管 部分，一方面起定位作用，另一方面確保澆注過(guò)程中有足夠壓力頭，砂箱設(shè)計(jì)尺寸均按 工藝標(biāo)準(zhǔn)中包容吃砂量及澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)。砂箱設(shè)計(jì)中，要確保進(jìn)出水管，套管的中心 距及與本體之間相對(duì)位置尺寸精度是個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按GB/T6414-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，球墨 鑄鐵的公差等級(jí)為GT12級(jí)，該鑄件最大尺寸為1765mm，公差應(yīng)為士7.5mm，而圖紙?jiān)O(shè) 計(jì)要求水管中心距公差士3mm，如果超出設(shè)計(jì)公差范圍，將會(huì)給安裝帶來(lái)困難。為確保 關(guān)鍵尺寸精度，我們?cè)O(shè)計(jì)上箱專(zhuān)用水管定位裝置在上箱中心處平焊200X1136X30鋼 板，按套管中心距分別銑出大于Φ 121、Φ 108、Φ 100套管尺寸Imm八個(gè)圓孔，傾角與 冷卻壁沿爐體傾角相同，另沿上箱側(cè)端相對(duì)應(yīng)設(shè)置八套螺栓堅(jiān)固裝置。其作用一是使 冷卻水管及型芯之間無(wú)任何芯撐、卡子，保證鑄件表面光潔度，二是確保鑄件進(jìn)出水管 的相對(duì)位置和尺寸精度。
(2)造型方法。
上、中、下箱均采用自硬樹(shù)脂砂工藝造型，針對(duì)冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止冷 卻壁兩端頭部因樹(shù)脂砂型鋼性較大，易對(duì)型腔造成損害，以及冷卻水管懸吊的特殊要 求，采取樹(shù)脂砂和消失模失模相結(jié)合的特殊工藝，即消失模完全開(kāi)式頭部尺寸及進(jìn)出水 管位置的空腔部分，模型、消失模，撥料鉤，冷卻水管四位一體，同時(shí)操作，即簡(jiǎn)化了 操作工序，又大大減少了分型制作所帶來(lái)的尺寸累積誤差。針對(duì)鐵素體基體球墨鑄鐵的 收縮率，選擇模型、消失模的收縮率選為1.2%。
(3)合理開(kāi)設(shè)澆冒口系統(tǒng)。
針對(duì)該冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止出現(xiàn)因局部過(guò)熱造成的厚大部位抗球化衰退 能力減弱，同時(shí)防止熔穿水管，生產(chǎn)中，球鐵冷卻壁我們采取全封閉式澆注系統(tǒng)，即澆注系截面積比例Frt: F F Λ=1 1.2 1.5。為避免內(nèi)澆口直接沖刷水管，內(nèi)澆道必須開(kāi)設(shè)在下箱冷卻壁端部?jī)蓚?cè)， 采用階梯內(nèi)澆口，內(nèi)澆口不得沖擊冷卻水管和芯子。寬度不得超過(guò)30mm，傾斜澆注， 澆注傾角8 10。
冒口設(shè)置該鑄件屬大斷面球墨鑄件，其共晶膨脹力大。樹(shù)脂砂工藝型腔 其剛性強(qiáng)度較高，我們?cè)趧傂澡T型；嚴(yán)格控制鐵液成分、澆注溫度、澆口尺寸的情況 下，實(shí)施無(wú)冒口鑄造來(lái)獲得健全鑄件，即不設(shè)補(bǔ)縮冒口。箱尾均勻設(shè)置扁平生氣冒口 50 X 200 X 15兩個(gè)，另在后端臍子頂端設(shè)置Φ 16出氣冒口四個(gè)，澆注后要求2小時(shí)松掉固 定栓和水管堅(jiān)固裝置，型內(nèi)保溫時(shí)間必須 >對(duì)小時(shí)。這樣做的作用是①防止鑄件出現(xiàn) 應(yīng)力集中；②使鑄入本體的冷卻水管自由收縮，與本體基體伸縮保持一致。
澆注系統(tǒng)的設(shè)置是個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開(kāi)設(shè)不當(dāng)，可形成鑄件厚大斷面產(chǎn)生熱節(jié)形或 過(guò)熱，造成抗球化衰退能力下降，球化級(jí)別降代，最終導(dǎo)致機(jī)械性能下降達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)，同時(shí)，采取全封閉式澆注系統(tǒng)和無(wú)冒口補(bǔ)縮，確保了鑄件同時(shí)凝固，防止了鑄件形 成過(guò)熱，心部產(chǎn)生縮也，并克服了鑄件應(yīng)力過(guò)于集中現(xiàn)象。
6、球化及孕育工藝采用的主要原材料是生鐵采用低鈦低鉻低硫QlO生鐵；釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑 及75SiFe和QT-YT釔基重稀土高效復(fù)合孕育劑。
球化工藝采用定向?qū)Я髑蚧幚砉に?，即在球化處理包上部設(shè)置一個(gè)具有定向?qū)Я鞴δ艿难b 置，保證鐵水注入位置的準(zhǔn)確性，該工藝球化反應(yīng)穩(wěn)定，Mg吸收率高，球化效果好，同 時(shí)大大改善了勞動(dòng)環(huán)境。
(1)、使用專(zhuān)用5噸球化處理包，加料前將澆包用煤氣烘至暗紅色，球化劑、 孕育劑均經(jīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度150 250°C。采用定向?qū)Я餮b置球化處理，放置球化劑一側(cè) 面積占包底2/5，深度應(yīng)容納添加的球化劑、孕育劑和覆蓋劑。
(2)、加料順序釔基重稀土復(fù)合球化劑(塊度10_25mm)，先加入凹坑， 并舂實(shí)，再加入1.0%75#硅鐵，攤平舂實(shí)，后加入專(zhuān)用覆蓋劑覆蓋，攤平舂實(shí)。
(3)、球鐵包上沿應(yīng)修平整，每次扒渣后要清理包沿的余渣。
(4)、在按加料順序加入料后，將包蓋座在5噸球鐵包上，注意包蓋導(dǎo)流口需 對(duì)準(zhǔn)球化劑等料的另外一側(cè)凹槽。
(5)、出鐵溫度控制在1430°C-1460°C，不可過(guò)高，出鐵時(shí)，鐵水流至中間包 蓋內(nèi)，并立即測(cè)出出鐵槽內(nèi)鐵水溫度。
(6)、準(zhǔn)確計(jì)量鐵水。
(7)、球化處理控制鐵液達(dá)1/3以上開(kāi)始起爆，反應(yīng)時(shí)間約為2min左右。 球化結(jié)束后，及時(shí)扒渣，然后加入覆蓋劑，阻止鐵水與大氣接觸。澆注溫度控制在 1310°C-1330°C,澆注始終保持充滿(mǎn)澆口杯，澆注末期應(yīng)逐漸緩澆，使型腔內(nèi)的氣體順利 排出。
孕育工藝鐵水球化前進(jìn)行預(yù)孕育處理，孕育劑加入量0.4%，細(xì)化石墨球和共晶團(tuán)，穩(wěn)定提高 球鐵機(jī)械性能，還有第一次隨流孕育，即在出鐵槽內(nèi)沖入0.4%75#硅鐵(粒度5—IOmm)，應(yīng)貫穿整 個(gè)出鐵過(guò)程均勻加入。
第二次包底孕育，即包底加入1.0%75#硅鐵(粒度10_25mm)。第三次瞬時(shí)孕育，即在澆口杯上方加放一個(gè)瞬時(shí)孕育杯槽，澆注鐵水充滿(mǎn)澆口杯時(shí)，開(kāi)始加入瞬時(shí)孕育劑，貫穿整個(gè)澆注過(guò)程，加入量0.15%。
球化及孕育的爐前檢驗(yàn)球化檢驗(yàn)采用爐前快速金相法和三角試樣法檢驗(yàn)，要求澆注后包尾鐵液應(yīng)保證球化 級(jí)1 2級(jí)。由三角試塊斷口觀察若發(fā)現(xiàn)孕育不良，再增大隨流孕育量。處理好的鐵 液控制在15min內(nèi)(自球化反應(yīng)起)澆完。澆注溫度1310 1330°C，澆注時(shí)間30 35s/t。
7、對(duì)內(nèi)置冷卻水管通入惰性氣體冷卻工藝促使厚壁冷卻壁芯部迅速結(jié)晶冷卻，即在同一冷卻壁的四根冷卻水管兩端設(shè)計(jì)連 接絲冒，絲冒頂端焊接一進(jìn)出通氣管，冷卻壁在澆注前五分鐘開(kāi)始適量通入惰性氣體， 通氣貫穿澆注過(guò)程，澆注完畢后持續(xù)通氣35分鐘。
冷卻壁的質(zhì)量檢測(cè)及結(jié)果金相組織試樣取自于按GB1348-88要求鑄出的附鑄試塊，其石墨球化級(jí)別為1_2 級(jí)，球徑尺寸5-7級(jí)，鐵素體量大于95%。冷卻壁進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)時(shí)，其中心球化級(jí)別 可達(dá)到2-3級(jí)，石墨球徑5級(jí)。冷卻壁實(shí)物尺寸主要尺寸的精度均達(dá)到和超過(guò)了設(shè)計(jì)要 求。
冷卻壁的力學(xué)性能按GB1348-88檢測(cè)其力學(xué)性能，主要性能指標(biāo)均超過(guò)設(shè) 定及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最低抗拉強(qiáng)度401Mpa，延伸率Μ。6%從以上數(shù)據(jù)可以看出，嚴(yán)格按上述工序工藝操作，生產(chǎn)的大高爐球鐵冷卻壁機(jī)械性 能指標(biāo)達(dá)到了較高水平，尤其是對(duì)開(kāi)裂影響最大的延伸率指標(biāo)大幅度超過(guò)了原使用的球 鐵冷卻壁所制定的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，本次使用的鋼管是鍋爐管，并進(jìn)行了著色探傷和有效的 防滲碳處理，由于機(jī)械性能的大幅度提升，以及制造工藝水平的提高，將會(huì)有效地延長(zhǎng) 球鐵冷卻壁的使用壽命，為高爐實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這不僅可以節(jié)約大量的修 理費(fèi)用，改善冶煉指標(biāo)，增加產(chǎn)量，而且可以充分發(fā)揮高爐前后工序的設(shè)備能力，提高 整個(gè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。檢測(cè)結(jié)果的討論及分析1、本次研制通過(guò)對(duì)影響大型高爐長(zhǎng)壽的主要因素、球鐵冷卻壁工況條件及破壞形式 的分析，成為本次研制生產(chǎn)關(guān)鍵，從而確定了大型高爐厚壁球鐵冷卻壁遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)的性能研究目標(biāo)；2、厚大斷面球鐵冷卻壁的抗球化衰退的研究。我們?cè)谝酝芯康幕A(chǔ)上，完成了大 斷面鑄件化學(xué)成份的選擇，球化劑成份牌號(hào)的選用，即選用釔基重稀土復(fù)合球化劑，提 高鐵液的抗球化衰退能力；制定鐵液熔煉、球化工藝、球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育與 QT-YT釔基重稀土高效復(fù)合孕育劑相結(jié)合工藝。重點(diǎn)解決了厚大球鐵冷卻壁化學(xué)成份的 選擇、厚大斷面球鐵件抗球化衰退問(wèn)題；3、采用特殊的彎管技術(shù)，設(shè)計(jì)制作專(zhuān)用一次成型冷彎管機(jī)，并通過(guò)對(duì)鋼管模擬流線(xiàn) 彎曲率的研究，采用特殊芯棒技術(shù)，確保冷卻水管通球率達(dá)水管內(nèi)徑的0.84倍以上，大 幅提高了冷卻效果；4、冷卻水管的除銹防滲碳、防鑄熔技術(shù)的研究。我們根據(jù)往年相關(guān)涂料技術(shù)單位共 同研制開(kāi)發(fā)新型高溫防滲碳涂料，并研究了該涂料的使用效果，將使用該涂料的“U” 型試塊解剖，其冷卻水管外層無(wú)滲碳層，并與鑄件本體不鑄結(jié)，又緊密貼合，可直線(xiàn)段流動(dòng)；5、采用定向?qū)Я髑蚧幚砉に?，以及采用澆口杯?qiáng)化瞬時(shí)隨流孕育工藝，細(xì)化石墨 球和共晶團(tuán)，穩(wěn)定提高球鐵冷卻壁的機(jī)械性能。
6、冷卻壁鑄造技術(shù)的研究。采用樹(shù)脂砂與消失模相結(jié)合的工藝方法，嚴(yán)格鑄造 操作規(guī)范和工藝，保證鑄后優(yōu)于部級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，使安鋼大型高爐冷卻壁的技術(shù)水平達(dá)到 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù) 方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
這里說(shuō)明一點(diǎn)是以上百分比均為重量百分比。
權(quán)利要求
1.一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，優(yōu)選低鈦、低硫球生鐵、 純凈廢鋼等純凈原材料，采取工藝措施控制球化衰退，其特征在于優(yōu)化設(shè)計(jì)了化學(xué) 成分，制定了厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵的成分規(guī)范碳3.6 3.9%、硅2.0 2.2%、錳0.1 0.2%、硫 $0.02%、磷 05%、鋪 $ 0.002 %、殘余鎂0.04 0.06%,殘余稀土 0.03 0.05%，鉻$0.05%、鈦^0.04%，其鑄造方法包括有定向?qū)Я?裝置球化處理工藝、球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育處理工藝、退移芯棒冷卻水管彎管工 藝、冷卻水管除銹防滲碳防鑄熔工藝、內(nèi)置惰性氣體冷卻工藝、冷卻水管的定位及鑄造 工藝；所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に?，包括在球化處理包上部設(shè)置一個(gè)具有定向?qū)Я鞴δ?的裝置，導(dǎo)流口向下延伸200mm，保證鐵水注入位置的準(zhǔn)確性，該工藝球化反應(yīng)穩(wěn)定， Mg吸收率高，球化效果好，同時(shí)大大改善了勞動(dòng)環(huán)境；所述的球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育工藝，包括鐵水球化前進(jìn)行預(yù)孕育處理，孕育 劑加入量0.4%，細(xì)化石墨球和共晶團(tuán)，穩(wěn)定提高球鐵機(jī)械性能；所述的退移芯棒冷卻水管彎管工藝，采用專(zhuān)用液壓彎管機(jī)、自行設(shè)計(jì)成型退移芯棒 進(jìn)行彎制，對(duì)其彎制的水管進(jìn)行著色探傷沒(méi)有裂紋、傷痕、凹扁、起皮等缺陷，內(nèi)置冷 卻水管通球率2 84%、彎曲部位橢圓度S 17%，彎曲部位壁厚減少率^ 20%，通過(guò)規(guī)范涂刷 高溫防滲碳涂料，同時(shí)確保水管與壁本體之間既有緊密的貼合(間隙S0.2m)，又可輕微 敲擊后易取出，管子表面無(wú)滲碳層；所述的內(nèi)置惰性氣體冷卻工藝是通過(guò)對(duì)內(nèi)置冷卻水管通入惰性氣體冷卻工藝，促使 厚壁冷卻壁芯部迅速結(jié)晶冷卻，即在同一冷卻壁的四根冷卻水管兩端設(shè)計(jì)連接絲冒，絲 冒頂端焊接一進(jìn)出通氣管，冷卻壁在澆注前五分鐘開(kāi)始適量通入惰性氣體，通氣貫穿澆 注過(guò)程，澆注完畢后持續(xù)通氣35分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，其 特征在于所述的冷卻水管防滲碳工藝，在冷卻水管1350°C左右鑄入冷卻壁，會(huì)與冷卻 壁本體鑄接成一體；水管鑄入前噴砂除銹一烘干一涂刷高溫防滲碳涂料一烘干一再次涂 刷高溫防滲碳涂料，烘干溫度200°C以下，不宜過(guò)高，否則涂料易起泡疏松剝落，涂料層 應(yīng)薄厚均勻，過(guò)薄達(dá)不到目的，過(guò)厚易在調(diào)溫澆注過(guò)程中剝落，最佳厚度應(yīng)為0.2mm左 右ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，其特 征在于所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に嚨谝徊?、使用?zhuān)用5噸球化處理包，加料前將澆包用煤氣烘至暗紅色，球化劑、孕 育劑均經(jīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度150 250°C，采用定向?qū)Я餮b置球化處理，放置球化劑一側(cè)面 積占包底2/5，深度應(yīng)容納添加的球化劑、孕育劑和覆蓋劑；第二步、加料順序球化劑(塊度10-25mm)，先加入凹坑，并舂實(shí)，再加入 1.0%75#硅鐵，攤平舂實(shí)，后加入專(zhuān)用覆蓋劑覆蓋，攤平舂實(shí)； 第三步、球鐵包上沿應(yīng)修平整，每次扒渣后要清理包沿的余渣； 第四步、在按加料順序加入料后，將包蓋座在5噸球鐵包上，注意包蓋導(dǎo)流口需對(duì) 準(zhǔn)球化劑等料的另外一側(cè)凹槽；第五步、出鐵溫度控制在1430°C-1460°C，不可過(guò)高，出鐵時(shí)，鐵水流至中間包蓋內(nèi)，并立即測(cè)出出鐵槽內(nèi)鐵水溫度及準(zhǔn)確計(jì)量鐵水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，其特 征在于所述的冷卻水管的定位及鑄造工藝大型高爐冷卻壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸為1765X900X487mm，單件重量約3000Kg，內(nèi)部 鑄入四根冷卻水管，八個(gè)管頭，八個(gè)套管(其中四個(gè)帶絲套管)；第一、砂箱設(shè)計(jì)及冷卻水管的定位經(jīng)對(duì)該鑄件進(jìn)行工藝分析，冷卻壁造型需采用用三箱造型，底箱為242mm處以上平 面部分，中箱為245mm兩頭部及把料鉤部分；上箱在兩端頭，主要成型臍子和進(jìn)出水管 部分，一方面起定位作用，另一方面確保澆注過(guò)程中有足夠壓力頭，砂箱設(shè)計(jì)尺寸均按 工藝標(biāo)準(zhǔn)中包容吃砂量及澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)，砂箱設(shè)計(jì)中，要確保進(jìn)出水管，套管的中心 距及與本體之間相對(duì)位置尺寸精度是個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按GB/T6414-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，球墨鑄 鐵的公差等級(jí)為GT12級(jí)，該鑄件最大尺寸為1765mm，公差應(yīng)為士7.5mm，而圖紙?jiān)O(shè) 計(jì)要求水管中心距公差士3mm，如果超出設(shè)計(jì)公差范圍，將會(huì)給安裝帶來(lái)困難，為確保 關(guān)鍵尺寸精度，我們?cè)O(shè)計(jì)上箱專(zhuān)用水管定位裝置在上箱中心處平焊200X1136X30鋼 板，按套管中心距分別銑出大于Φ 121、Φ 108、Φ 100套管尺寸Imm八個(gè)圓孔，傾角與 冷卻壁沿爐體傾角相同，另沿上箱側(cè)端相對(duì)應(yīng)設(shè)置八套螺栓堅(jiān)固裝置，其作用一是使 冷卻水管及型芯之間無(wú)任何芯撐、卡子，保證鑄件表面光潔度，二是確保鑄件進(jìn)出水管 的相對(duì)位置和尺寸精度；第二、造型方法上、中、下箱均采用自硬樹(shù)脂砂工藝造型，針對(duì)冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止冷卻壁 兩端頭部因樹(shù)脂砂型鋼性較大，易對(duì)型腔造成損害，以及冷卻水管懸吊的特殊要求，采 取樹(shù)脂砂和消失模失模相結(jié)合的工藝，即消失模完全開(kāi)式頭部尺寸及進(jìn)出水管位置的空 腔部分，模型、消失模，撥料鉤，冷卻水管四位一體，同時(shí)操作，即簡(jiǎn)化了操作工序， 又大大減少了分型制作所帶來(lái)的尺寸累積誤差，針對(duì)鐵素體基體球墨鑄鐵的收縮率，選 擇模型、消失模的收縮率選為1.2% ；第三、合理開(kāi)設(shè)澆冒口系統(tǒng)針對(duì)該冷卻壁的特殊結(jié)構(gòu)，為防止出現(xiàn)因局部過(guò)熱造成的厚大部位抗球化衰退能力 減弱，同時(shí)防止熔穿水管，球鐵冷卻壁用全封閉式澆注系統(tǒng)，即澆注系截面積比例Frt: F Fi=I 1.2 1.5，為避免內(nèi)澆口直接沖刷水管，內(nèi)澆道必須開(kāi)設(shè)在下箱冷卻壁端部 兩側(cè)，采用階梯內(nèi)澆口，內(nèi)澆口不得沖擊冷卻水管和芯子，寬度不得超過(guò)30mm，傾斜澆 注，澆注傾角8 10;第四冒口設(shè)置該鑄件屬大斷面球墨鑄件，其共晶膨脹力大，樹(shù)脂砂工藝型腔其剛性強(qiáng)度較高，我 們?cè)趧傂澡T型；嚴(yán)格控制鐵液成分、澆注溫度、澆口尺寸的情況下，實(shí)施無(wú)冒口鑄造來(lái) 獲得健全鑄件，即不設(shè)補(bǔ)縮冒口，箱尾均勻設(shè)置扁平生氣冒口 50X200X15兩個(gè)，另在 后端臍子頂端設(shè)置Φ 16出氣冒口四個(gè)，澆注后要求2小時(shí)松掉固定栓和水管堅(jiān)固裝置， 型內(nèi)保溫時(shí)間必須>24小時(shí)；這樣做的作用是①防止鑄件出現(xiàn)應(yīng)力集中，②使鑄入本 體的冷卻水管自由收縮，與本體基體伸縮保持一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，其特征在于所述的球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育工藝鐵水球化前進(jìn)行預(yù)孕育處理后還包 括有第一次隨流孕育，即在出鐵槽內(nèi)沖入0.4%75#硅鐵(粒度5 IOmm)，應(yīng)貫穿整 個(gè)出鐵過(guò)程均勻加入，孕育時(shí)間40 45s/t鐵水；第二次包底孕育，即包底加入1.0%75#硅鐵(粒度10-25mm)，孕育時(shí)間45 50s/t鐵水；第三次瞬時(shí)孕育，即在澆口杯上方加放一個(gè)瞬時(shí)孕育杯槽，澆注鐵水充滿(mǎn)澆口杯 時(shí)，開(kāi)始加入瞬時(shí)孕育劑，速度3KG/min，貫穿整個(gè)澆注過(guò)程，加入量0.15%，孕育時(shí) 間30 35s/t鐵水。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種厚大斷面高延伸率壁球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法，其特 征在于所述的定向?qū)Я髑蚧幚砉に囍杏玫那蚧瘎獒惢叵⊥伶V球化劑，釔基重稀 土鎂復(fù)合球化劑具有很強(qiáng)的抗衰退能力，有效地控制球化衰退，在1150°C 1350°C保溫 時(shí)，球鐵鐵水在2.0 2.5小時(shí)，才開(kāi)始顯著衰退，抗衰退能力為輕稀土球化劑的2 3 倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉鋼煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵冷卻壁的鑄造方法。本發(fā)明優(yōu)選低鈦、低硫球生鐵、純凈廢鋼等純凈原材料，用工藝控制球化衰退，特征是優(yōu)化設(shè)計(jì)了化學(xué)成分，制定了厚大斷面高延伸率球墨鑄鐵的成分規(guī)范，其還采用定向?qū)Я餮b置球化處理工藝、球化前預(yù)孕育及多次強(qiáng)化孕育工藝、退移芯棒冷卻水管彎管工藝、冷卻水管除銹防滲碳防鑄熔工藝、內(nèi)置惰性氣體冷卻工藝、冷卻水管的定位及鑄造工藝。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于鑄銅、鑄鋼材質(zhì)制造的高爐冷卻壁，經(jīng)濟(jì)效益顯著，還大幅延長(zhǎng)大型高爐壽命，高爐生產(chǎn)過(guò)程更加穩(wěn)定順暢，實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)大修期和降低檢修成本的雙重目的。
文檔編號(hào)B22C9/08GK102021257SQ20101061534
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者于榮濱, 井壽剛, 何國(guó)勤, 侯海中, 劉占平, 劉茂生, 康志忠, 張文通, 李萬(wàn)生, 李增安, 李振峰, 李瑞君, 江戰(zhàn)波, 王增付, 陳洪波, 高英民 申請(qǐng)人:安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司