一種離心球墨鑄鐵管的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，本方法揭示了制備優(yōu)質(zhì)離心球墨鑄鐵管的制備過(guò)程，該過(guò)程包括有鐵水制備、鐵水球化、離心澆筑、退火處理、管體整型以及涂覆防護(hù)等一系列的操作過(guò)程，適用于DN80～1000mm的鑄鐵管的制備，不僅適用范圍廣、制備工藝簡(jiǎn)單，使用該方法制備獲得的鑄鐵管具有外觀質(zhì)量高、材料組織細(xì)密、生產(chǎn)效率高以及使用壽命長(zhǎng)等特性，且較現(xiàn)有的鋼管和灰鐵管而言，具有更好的耐腐蝕性能和抗拉性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】_種離心球墨鑄鐵管的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，具體涉及離心球墨鑄鐵管的制備工 藝，屬于鑄鐵管制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，我國(guó)已采用內(nèi)噴涂料離心鑄造法生產(chǎn)出DN2600mm、長(zhǎng)度為 8000mm的離心球墨鑄鐵管，實(shí)現(xiàn)了離心球墨鑄鐵管的批量生產(chǎn)，當(dāng)然，由于離心球墨鑄鐵管 優(yōu)良的使用性能，很快就被供水系統(tǒng)采用，至今已成為供水管首選材料，并且像其他工業(yè)發(fā) 達(dá)國(guó)家一樣，在很短時(shí)間內(nèi)就完成了從灰鑄鐵到球墨鑄鐵、從連續(xù)鑄造工藝到離心鑄造工 藝的轉(zhuǎn)變，可以說(shuō)，進(jìn)入90年代以來(lái)，我國(guó)的鑄鐵管生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)飛躍發(fā)展的時(shí)期。
[0003] 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS02531291對(duì)球墨鑄鐵管的力學(xué)性能有非常嚴(yán)格的要求，包括有：抗拉 強(qiáng)度彡420MPa，屈服強(qiáng)度彡300MPa，伸長(zhǎng)率彡10% (對(duì)于管徑規(guī)格DMO?DN1000)，表面 硬度< 230HB。近幾年來(lái)，我國(guó)的鑄鐵管生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)從國(guó)外引進(jìn)和國(guó)內(nèi)的不斷研制，已建 成了總生產(chǎn)能力達(dá)40萬(wàn)噸/年的水冷金屬型離心鑄造球鐵管生產(chǎn)設(shè)備，但由于工藝措施不 當(dāng)，所生產(chǎn)的球鐵管能符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS02531291要求的僅10余萬(wàn)噸，只占國(guó)內(nèi)鑄鐵管總產(chǎn) 量10%左右，而對(duì)于現(xiàn)有的球墨鑄鐵管生產(chǎn)工藝而言，還具有如下工藝難點(diǎn)： (1)根據(jù)鑄鐵管管徑的不同，合理控制鐵液中的碳當(dāng)量和微量元素，在實(shí)際生產(chǎn)工藝 中，碳當(dāng)量可以提高球墨鑄鐵的石墨化程度，但過(guò)高的碳當(dāng)量又會(huì)引起石墨漂??；微量元素 硅是促進(jìn)石墨化元素，微量元素硫會(huì)對(duì)球化元素進(jìn)行消耗等?，F(xiàn)有專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102000797A (一種以釩鈦磁鐵礦為原料生產(chǎn)球墨鑄鐵管件的方法）為例，該專(zhuān)利文獻(xiàn)揭示了一種以以 釩鈦磁鐵礦為原料的鑄鐵管生產(chǎn)工藝，半鋼鐵化水中碳含量控制在3. 5?3. 8%，球化劑中 稀土鎂硅鐵的重量比例為1. 6?2. 0%，鑄鐵管鐵液中含礬量不大于0. 02%，含磷量不大于 0. 08%，含硫量不大于0. 02%，實(shí)現(xiàn)了釩鈦磁鐵礦資源的合理利用，達(dá)到了節(jié)約資源的目的。
[0004] (2)在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)鐵液進(jìn)行脫硫、球化和孕育的處理工藝不當(dāng)，嚴(yán)重的影響了 鐵鑄管的質(zhì)量。現(xiàn)有專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101921945A(球墨鑄鐵管用鐵水孕育工藝，2010. 08. 31)揭 示了一種鐵水孕育工藝，該孕育工藝包括：在原有的球化包孕育和隨流孕育這兩個(gè)步驟之 間增加中間包孕育工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵水的長(zhǎng)效孕育，能夠有效降低球化鐵水中殘鎂含量，提高 抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，同時(shí)為降低高溫退火溫度，穩(wěn)定球墨鑄鐵管成品的尺寸創(chuàng)造條件。
[0005] (3)在鐵鑄管整型和涂覆過(guò)程中操作不當(dāng)，容易造成鐵鑄管使用壽命的縮短?，F(xiàn)有 專(zhuān)利CN102981492A (-種球墨鐵鑄管退火后的處理工藝，2012. 12. 13)揭示了適用于鐵鑄 管的整型處理，能夠?qū)崿F(xiàn)管號(hào)的自動(dòng)化管理，提高產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平和產(chǎn)品的可追溯性， 提高效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0006] 基于上述情況，結(jié)合目前我國(guó)對(duì)鑄鐵管需求的持續(xù)增長(zhǎng)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)鑄鐵管制 備方法：從熔煉、鐵水球化孕育處理、鑄造、熱處理、整型以及涂覆等進(jìn)行全面改進(jìn)，形成能 穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)鑄鐵管的成套生產(chǎn)工藝，以滿足當(dāng)前鑄鐵管工業(yè)的迫切需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，本方法揭示了制備優(yōu)質(zhì) 離心球墨鑄鐵管的制備過(guò)程，該過(guò)程包括有鐵水制備、鐵水球化、離心澆筑、退火處理、管體 整型以及涂覆防護(hù)等一系列的操作過(guò)程，適用于DN80?IOOOmm的鑄鐵管的制備，不僅適用 范圍廣，還具有外觀質(zhì)量高、材料組織細(xì)密、生產(chǎn)效率高以及使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)。
[0008] 本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，制備步驟如 下： (A)使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量< 0.02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值 < ±0. 1%的鐵水，鐵水成分穩(wěn)定，在制備過(guò)程中，為控制硫的含量，通常加入脫硫劑，并用 氮?dú)馔ㄈ腓F水中通過(guò)連續(xù)多空塞進(jìn)行脫硫保證，在本發(fā)明中，為提高鐵液的流動(dòng)相，鐵水中 的碳當(dāng)量通常選擇4. 3?4. 4%，不僅能有效的促進(jìn)鎂吸收率的提高，還能改善球化效果； (B )將步驟(A )制得的鐵水送入球化站，通過(guò)球化站的球化送絲機(jī)構(gòu)將鐵水對(duì)入球化包 進(jìn)行球化處理，經(jīng)球化后獲得的鐵水包含有：碳3. 2?3. 5%、硫< 0. 01%，硅2. 3?2. 36%、磷 < 0. 073%、鎂彡0. 035%、錳< 0. 35%、錸< 0. 026%，由上述組份可知，經(jīng)球化后獲得的鐵水微 量元素含量較低，特別是硅、錳等微量元素的合理控制，不僅能有效的降低球化劑的消耗， 還能降低成本，減少硅帶進(jìn)的酸性渣，提高打壓合格率，同時(shí)，由于球化后的鐵水的含硫量 小于0. 01%，更利于生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定、合格率更高的鑄鐵管，各組份配比適當(dāng)，通常情況下， 對(duì)于DN80?IOOOmm的鑄鐵管，其球化溫度為1460?1520°C，對(duì)入鐵水前，在球化包內(nèi)依 次加入球化劑和孕育劑，所述的球化劑為稀土鎂硅球化劑，加入量為32?45m/T，按重量百 分比計(jì)，在所述的稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 18?20 %、鎂20?25%、硅46?50%，所述 的孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，加入量為1. 5?2. 5Kg/T，按重量百分比計(jì)，在所述的孕育劑 中包含有硅46?50%、鈣1. 2?1. 5 %，在本發(fā)明中，球化劑和孕育劑的加入能有效的提高 鐵鑄管的力學(xué)性能，金相組織中石墨呈球狀，與普通鐵管的片狀石墨相比，其基體的割裂破 壞作用小很多，鐵水經(jīng)球化、離心澆筑、退火可使基體的鐵素體大于85%，最終使其制備得到 的鑄鐵管具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等機(jī)械性能表現(xiàn)優(yōu)異等諸多優(yōu)勢(shì)； (C)用天車(chē)將步驟（B)制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間包 和扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，再將流入流槽的鐵水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主 機(jī)冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，并用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從管模中拔出，該步驟為離心 澆筑過(guò)程，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為適應(yīng)較高的生產(chǎn)節(jié)奏，提高生產(chǎn)效率，溫度較高(如：1460? 1520°C)的鐵水球化后其澆筑溫度也較高（1310?1460°C)，同時(shí)，澆筑溫度的設(shè)定還應(yīng)滿 足以下兩點(diǎn)，避免澆筑溫度過(guò)低（< 1310°C)會(huì)使插口厚度增加，反之（> 1460°C)會(huì)使承口 部位壁厚增加，當(dāng)然，在上述離心澆筑的步驟中，合理的安排澆筑時(shí)間以及澆筑速度等控制 參數(shù)還能進(jìn)一步的減少鑄鐵管的質(zhì)量缺陷，避免出現(xiàn)承口澆不足或過(guò)厚，插口澆不足或插 口端壁薄、壁厚，鑄鐵管軸向壁不均勻等情況，通常情況下，在離心澆注開(kāi)始時(shí)，球化鐵水充 滿承口型腔的過(guò)程中需要有一段主機(jī)（即：離心加速機(jī)）減速時(shí)間，時(shí)間控制在0. 36?2s， 如果這段時(shí)間控制過(guò)長(zhǎng)，則在承口已充滿的情況下與承口相連的直管部分澆注了過(guò)多的鐵 液。會(huì)造成這部分壁厚增大；反之，則有可能造成承口型腔不能充滿，承口部分壁厚較薄，在 澆注直管部分主機(jī)均勻行走，在澆注結(jié)束時(shí)，為使鑄管插口充分成型，主機(jī)最后需要一段慢 行距離，并與翻包（中間包和扇形包）回落時(shí)間相匹配，中間包和扇形包的翻轉(zhuǎn)速度為1? 2. 5 r/min，出鐵量為60?80kg/s，在慢行距離一定的情況下，若翻包回落時(shí)間和主機(jī)插口 減速時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，插口部分就會(huì)增厚，反之就會(huì)變薄。
[0009] (D)將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，依次經(jīng)加熱、保溫、快冷、緩冷后送出 退火爐，控制鑄鐵管經(jīng)過(guò)退火爐的時(shí)間為40?60min，送出退火爐的鑄鐵管經(jīng)空氣冷卻后 作為鑄鐵管成型品，所述的退火爐主要由依次設(shè)置的加熱段、保溫段、快冷段以及緩冷段組 成，其中，加熱段的長(zhǎng)度為13?14m、保溫段的長(zhǎng)度為8?9m、快冷段的長(zhǎng)度為4?5m、緩冷 段的長(zhǎng)度為15?16m，在實(shí)際操作過(guò)程中，保溫段的溫度控制在960?980°C、所述快冷段 的溫度控制在700?730°C、所述緩冷段的溫度控制在560?680°C ; (E)對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水壓測(cè) 試，以完成鑄鐵管的整型處理，在該步驟中，所述的壓痕是采用鋼珠球在鐵鑄管的插口內(nèi)壁 20?40mm處的位置進(jìn)行壓痕，壓力為4?6MPa，壓痕后鐵鑄管不出現(xiàn)裂紋；所述的修磨是 采用氣動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)鑄鐵管承插口進(jìn)行修磨，采用砂輪磨桿對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行修磨；所述的 標(biāo)園和校園是采用環(huán)規(guī)對(duì)鐵鑄管進(jìn)行標(biāo)園和校園；所述的切環(huán)是采用切環(huán)取樣對(duì)同批次的 鑄鐵管進(jìn)行金相和性能檢查。
[0010] (F)對(duì)整型處理后的鑄鐵管外壁進(jìn)行外部防護(hù)，包括依次對(duì)鑄鐵管外壁實(shí)施的噴 鋅和瀝青噴涂，所述鋅層的厚度為110?130g/m2,所述瀝青層的厚度為50?70 μm ;對(duì)整 型處理后的鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)壁防護(hù)，包括對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁實(shí)施的水泥涂襯，所述水泥涂襯 的厚度為3?8 mm〇
[0011] 球化劑和孕育劑的加入能有效的提高鐵鑄管的力學(xué)性能，金相組織中石墨呈球 狀，與普通鐵管的片狀石墨相比，其基體的割裂破壞作用小很多，鐵水經(jīng)球化、離心澆筑、退 火可使基體的鐵素體大于85%，最終使其制備得到的鑄鐵管具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸 率等機(jī)械性能表現(xiàn)優(yōu)異等諸多優(yōu)勢(shì)，在本發(fā)明中，所述球化包的底部和球化包堤壩的一側(cè) 形成容納球化劑和孕育劑的凹槽，所述的鐵水由球化送絲機(jī)構(gòu)沿未形成凹槽一側(cè)的球化包 堤現(xiàn)進(jìn)彳丁出鐵。
[0012] 本發(fā)明采用沖入球化法，由電助平車(chē)將球化包送入球化反室，并在球化反室內(nèi)通 過(guò)球化站的球化送絲機(jī)構(gòu)出鐵，在實(shí)際操作過(guò)程中，所述的球化送絲機(jī)構(gòu)以25?35kg/s的 出鐵量進(jìn)行出鐵，出鐵至球化包高度的1/2?1/3處，停頓3?5s，然后以80?120kg/s的 出鐵量出鐵至包滿(球化包裝滿)，經(jīng)球化后獲得的鐵水包含有〇. 035%的鎂，其碳當(dāng)量波動(dòng) 值彡 0· 032%。
[0013] 在所述的步驟（C)中，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的鐵水送入 管模，所述的管模為耐熱鋼制作而成，所述的主機(jī)冷卻水的溫度< 100 °c，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程 中，由于管模外表面的主機(jī)冷卻水溫度低于l〇〇°C，而管模內(nèi)表面溫度在澆注鐵水后急劇上 升，瞬時(shí)溫度可達(dá)750°C左右，而后又逐漸下降，如此反復(fù)，產(chǎn)生的巨大循環(huán)熱應(yīng)力會(huì)對(duì)管 模產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，熱應(yīng)力超過(guò)(屈服極限)，管模內(nèi)表面隨即進(jìn)入塑性變形范圍，內(nèi)表 面產(chǎn)生的應(yīng)力最初是壓應(yīng)力，隨著時(shí)間的延續(xù)，溫度梯度發(fā)生變化，壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，高 溫下管模的拉應(yīng)強(qiáng)度較低，這時(shí)拉應(yīng)力很容易超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，多 次澆注產(chǎn)生的反復(fù)熱循環(huán)使裂紋不斷擴(kuò)展，最后形成熱裂(龜裂)，在離心澆筑過(guò)程中，龜裂 最嚴(yán)重的地方在最先接觸鐵液的管模承口處，龜裂超過(guò)某一特定的深度，就要進(jìn)行修復(fù)或 報(bào)廢，為此，本發(fā)明涉及的管模應(yīng)采用具備較高熱強(qiáng)度、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小等特性的 耐熱鋼材料制作而成，如21CrMolO、20CrMo、30CrMo等耐熱鋼。
[0014] 管模在拔管過(guò)程中承受著嚴(yán)重的磨損，在拔管過(guò)程中鑄鐵管的自重及表面麻點(diǎn)對(duì) 管模產(chǎn)生較大的摩擦力，特別是當(dāng)鑄管表面出現(xiàn)白口層或當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，管模的磨損尤為 嚴(yán)重，為此，在所述的步驟（C)中，用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從管模中拔出前，在管模的內(nèi) 表面噴加管模粉。
[0015] 按重量百分比計(jì)，所述的管模粉包含有6?12%的鋇、1?2%鈣、60?65%的硅， 其粒度< 0. 3mm，管模粉除能起到瞬時(shí)孕育的作用外，還可以消除鑄鐵管外表面的氣孔和 孔，由于鑄鐵管冷卻后在鑄鐵管與管模之間形成氣隙以及拔管后氣體在管模內(nèi)壁的迅速附 著會(huì)造成氣體進(jìn)入鑄管外壁鐵液而形成氣孔，尤其是在管模龜裂時(shí)更為嚴(yán)重，加入管模粉 不但可以填充裂紋驅(qū)趕氣體，減少外界氣體侵入管壁鐵水，而且可以在鐵水與管模內(nèi)壁形 成一個(gè)界層面，還原鐵層中部分過(guò)飽和的氧，減少鐵液氧化，減少了氣孔的形成，實(shí)踐證明， 管模粉的加入量與管模內(nèi)表面的龜裂程度和鑄鐵管外壁產(chǎn)生的麻坑、氣孔呈正比，按所述 管模的內(nèi)表面積計(jì)算，所述管模粉的加入量為20?30g/m 2。
[0016] 進(jìn)一步的，在所述的步驟（F)中，所述的噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以 微滴狀噴射到鑄鐵管的外壁以形成鋅涂層，所述鋅涂層的噴涂量為120g/m 2。
[0017] 在所述的步驟（F)中，所述的瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷涂將瀝青涂料涂覆在 鑄鐵管鋅涂層外以形成瀝青覆蓋層，按重量百分比計(jì)，所述瀝青涂料的固含量< 65%，在實(shí) 際應(yīng)用過(guò)程中，瀝青覆蓋層與鋅涂層對(duì)鑄鐵管具有密不可分的防腐效果。
[0018] 水泥內(nèi)襯不但具有內(nèi)防腐作用，而且具有清潔供水的作用，在所述的步驟（F)中， 所述的水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行涂覆以形成 水泥內(nèi)襯層，以重量比計(jì)，所述的細(xì)砂：水泥：801膠水=2 :(1. 2?I. 5):(0. 12?0. 15)，進(jìn) 一步的，為適用于DN80?IOOOmm的鑄鐵管，所述的水泥內(nèi)襯的厚度應(yīng)滿足3?6_。
[0019] 進(jìn)一步的，在所述的步驟（F)中，所述的涂覆工藝還包括對(duì)鑄鐵管內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行 的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生5?15分鐘后送入養(yǎng)生 爐，采用蒸汽壓力彡〇. 15MPa、養(yǎng)生溫度> 30°C、濕度彡85%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng) 生時(shí)間> 8小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： (1)本發(fā)明適用于制備DN80?IOOOmm的優(yōu)質(zhì)水冷金屬型離心球墨鑄鐵管，制備過(guò)程包 括有鐵水制備、鐵水球化、離心澆筑、退火、整型以及涂覆工藝等一系列操作過(guò)程，制備工藝 簡(jiǎn)單，制備獲得的鑄鐵管具有外觀質(zhì)量高、材料組織細(xì)密、生產(chǎn)效率高以及使用壽命長(zhǎng)等特 性，且較現(xiàn)有的鋼管和灰鐵管而言，具有更好的耐腐蝕性能和抗拉性能。
[0021] (2)本發(fā)明使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得碳當(dāng)量波動(dòng)值< ±0. 1% 的鐵水，鐵水成分穩(wěn)定，在制備過(guò)程中，為控制硫的含量，通常加入脫硫劑，并用氮?dú)馔ㄈ腓F 水中通過(guò)連續(xù)多空塞進(jìn)行脫硫保證，鐵水中硫含量< 0. 02%，符合制備優(yōu)質(zhì)水冷金屬型離心 球墨鑄鐵管的前提。
[0022] (3)本發(fā)明方法設(shè)計(jì)合理，根據(jù)所制備鑄鐵管的口徑大小，在滿足較高生產(chǎn)節(jié)奏 和鑄鐵管質(zhì)量的前提下，選擇球化溫度和離心澆筑溫度依次為1460?1520°C和1340? 1460 °C，其實(shí)際應(yīng)用效果良好。
[0023] (4)本發(fā)明在鐵水球化過(guò)程中，利用球化劑和孕育劑的加入能有效的提高鐵鑄管 的力學(xué)性能，球化劑和孕育劑的各組分配比設(shè)計(jì)合理，金相組織中石墨呈球狀，與普通鐵管 的片狀石墨相比，其基體的割裂破壞作用小很多，鐵水經(jīng)球化、離心澆筑、退火可使基體的 鐵素體大于85%，最終使其制備得到的鑄鐵管具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等機(jī)械性能 表現(xiàn)優(yōu)異等諸多優(yōu)勢(shì)。
[0024] (5)在本發(fā)明中，經(jīng)球化后獲得的鐵水微量元素含量較低，特別是硅、錳等微量元 素的合理控制，不僅能有效的降低球化劑的消耗，還能降低成本，減少硅帶進(jìn)的酸性渣，提 高打壓合格率，同時(shí)，由于球化后的鐵水的含硫量小于0. 01%，更利于生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定、合格 率更高的鑄鐵管，各組份配比適當(dāng)。
[0025] (6 )本發(fā)明可在澆筑前和/或拔管前向管模內(nèi)表面噴加管模粉，管模粉包含有6? 12%的鋇、1?2%鈣、60?65%的硅，不僅能有助于拔管，還能起到瞬時(shí)孕育作用，S卩：管模 粉中的Si、Ba成分在能起到瞬時(shí)強(qiáng)化孕育作用。
[0026] (7)本發(fā)明涉及的管模粉還具有消除鑄鐵管外表面氣孔、針孔的特點(diǎn)，實(shí)踐證明， 按管模內(nèi)表面積計(jì)，管模粉加入量為20?30g/m2時(shí)，足以滿足鑄鐵管外表面氣孔、針孔的 清除。
[0027] (8)本發(fā)明在離心澆筑過(guò)程中，采用的主機(jī)冷卻水溫度< 100°C，為適應(yīng)DN80? IOOOmm鑄鐵管的制備，通常采用10?12組噴淋冷卻管進(jìn)行均勻冷卻，在保證冷卻效果的同 時(shí)，還可提高鑄鐵管的冷卻速度，提高鑄鐵管的生產(chǎn)效率，實(shí)用性強(qiáng)。
[0028] (9)本發(fā)明涉及的退火爐主要由依次設(shè)置的加熱段、保溫段、快冷段以及緩冷段組 成，在實(shí)際操作過(guò)程中，加熱段前端設(shè)置有預(yù)熱段，可用于預(yù)熱進(jìn)入退火爐的鑄鐵管的管體 溫度，以保證管體的均布加熱，緩冷段的前后兩端分別采用引風(fēng)機(jī)進(jìn)行控溫操作，位于緩冷 段前端的引風(fēng)機(jī)在控制鑄鐵管管體溫度的同時(shí)，還能保證共析轉(zhuǎn)變鐵素體生成，緩冷段同 樣采用引風(fēng)機(jī)控制鑄鐵管的出爐溫度。
[0029] (10)在本發(fā)明中，經(jīng)整型后的鑄鐵管經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥涂襯和養(yǎng)生后獲得鑄 鐵管成品，其中，鋅層厚度為110?130g/m2,瀝青層的厚度為50?70 μm，水泥涂襯的厚度 為3?8 _，經(jīng)實(shí)踐證明，鋅層和瀝青層可在鑄鐵管的外壁形成良好的防腐措施，水泥內(nèi)襯 則可在鑄鐵管的內(nèi)壁起到防腐作用，且還具有清潔供水的作用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述球化站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所述球化站的側(cè)視圖。
[0032] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2所述球化包的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3所述球化包的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例7所述退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例7所述退火爐的溫度曲線圖。
[0036] 其中，1一球化送絲機(jī)構(gòu)，2-球化反室，3-球化包，4一電助平車(chē)，5-凹槽，6-引 風(fēng)機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0038] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例適用于制備規(guī)格為DN500mm的離心球墨鑄鐵管，其制備步驟如下： (A) 使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量為0. 02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值為 0. 1%的鐵水； (B) 將步驟(A)制得的鐵水送入球化站，圖1、圖2為球化站的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1、圖2 所示，球化包3由電助平車(chē)4送入球化站的球化反室2內(nèi)，鐵水通過(guò)球化站的球化送絲機(jī)構(gòu) 1對(duì)入球化包3進(jìn)行球化處理，經(jīng)球化后獲得的鐵水包含有：碳3. 2%、硫0. 008%，硅2. 3%、磷 0. 07%、鎂0. 04%、錳0. 32%、錸0. 025%，對(duì)入鐵水前，在球化包3內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑， 在本發(fā)明中，球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)，該稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 18%、鎂20%、硅46% ;孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百分比計(jì)，該孕育劑中包含有硅46%、 鈣 1. 2% ; (C )用天車(chē)將步驟（B )制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間包和 扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，再將流入流槽的鐵水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī) 冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，并用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從管模中拔出； (D) 將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，依次經(jīng)加熱、保溫、快冷、緩冷后送出退火爐， 控制鑄鐵管經(jīng)過(guò)退火爐的時(shí)間為40min，送出退火爐的鑄鐵管經(jīng)空氣冷卻后作為鑄鐵管成 型品； (E) 對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水壓測(cè) 試，以完成鑄鐵管的整型處理； (F) 對(duì)整型處理后的鑄鐵管外壁進(jìn)行外部防護(hù)，包括依次對(duì)鑄鐵管外壁實(shí)施的噴鋅和 瀝青噴涂，所述鋅層的厚度為ll〇g/m2,所述瀝青層的厚度為50 μm ;對(duì)整型處理后的鑄鐵管 內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)壁防護(hù)，包括對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁實(shí)施的水泥涂襯，所述水泥涂襯的厚度為3mm。
[0039] 實(shí)施例2 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的球化處理為沖入球化法，球化包3的 結(jié)構(gòu)如圖3所示，球化包3的底部和球化包堤壩的一側(cè)形成容納球化劑和孕育劑的凹槽5， 對(duì)入鐵水前，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，在實(shí)際操作時(shí)，鐵水由球化 送絲機(jī)構(gòu)1沿未形成凹槽5 -側(cè)的球化包堤壩進(jìn)行出鐵，即圖3中箭頭符號(hào)所示。
[0040] 本實(shí)施例使用的球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)，該稀土鎂硅球化劑 中包含有稀土 20 %、鎂25%、硅50%。
[0041] 本實(shí)施例使用的孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百分比計(jì)，該孕育劑中包含有 硅 50%、鈣 L 5 %。
[0042] 實(shí)施例3 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的球化處理為沖入球化法，球化包3的 結(jié)構(gòu)如圖4所示，球化包3的底部和球化包堤壩的一側(cè)形成容納球化劑和孕育劑的凹槽5， 對(duì)入鐵水前，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，在實(shí)際操作時(shí)，鐵水由球化 送絲機(jī)構(gòu)1沿未形成凹槽5 -側(cè)的球化包堤壩進(jìn)行出鐵，即圖4中箭頭符號(hào)所示。
[0043] 本實(shí)施例使用的球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)，該稀土鎂硅球化劑 中包含有稀土 19 %、鎂22%、硅48%。
[0044] 本實(shí)施例使用的孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百分比計(jì)，該孕育劑中包含有 硅 47%、鈣 1. 4 %。
[0045] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：在本實(shí)施例中，球化送絲機(jī)構(gòu)1以25kg/s的出鐵量 進(jìn)行出鐵，出鐵至球化包高度的1/2處，停頓3s，然后以80kg/s的出鐵量出鐵至包滿，經(jīng)球 化后獲得的鐵水包含有0. 035%的鎂，其碳當(dāng)量波動(dòng)值為0. 032%。
[0046] 實(shí)施例5 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：在所述的步驟（C)中，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉 后，再將流入流槽的鐵水送入管模，所述的管模為耐熱鋼制作而成，所述的主機(jī)冷卻水的溫 度 80°C。
[0047] 按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有6%的鋇、1%鈣、60%的硅，其粒度 為0. 3mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為20g/m2。
[0048] 實(shí)施例6 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：在所述的步驟（C)中，用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從 管模中拔出前，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉。
[0049] 按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有12%的鋇、2%鈣、65%的硅，其粒度 為0. 28mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為30g/m2。
[0050] 實(shí)施例7 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的退火爐如圖5所示，由圖5可知，退 火爐主要由依次設(shè)置的加熱段、保溫段、快冷段以及緩冷段組成，加熱段的長(zhǎng)度為13m、保溫 段的長(zhǎng)度為8m、快冷段的長(zhǎng)度為4m、緩冷段的長(zhǎng)度為15m。
[0051] 如圖6所示，保溫段的溫度應(yīng)控制在960?980°C、快冷段的溫度應(yīng)控制在700? 730°C、緩冷段的溫度應(yīng)控制在560?680°C，在實(shí)際操作過(guò)程中，加熱段前端設(shè)置預(yù)熱段， 用于預(yù)熱進(jìn)入退火爐的鑄鐵管的管體溫度，以保證管體的均布加熱，緩冷段的前后兩端分 別采用引風(fēng)機(jī)6進(jìn)行控溫操作，位于緩冷段前端的引風(fēng)機(jī)6在控制鑄鐵管管體溫度的同時(shí)， 還能保證共析轉(zhuǎn)變鐵素體生成，緩冷段同樣采用引風(fēng)機(jī)6控制鑄鐵管的出爐溫度。
[0052] 實(shí)施例8 : 本實(shí)施例涉及DN80mm的離心球墨鑄鐵管的制備，步驟如下： (A)使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量為0. 015%、碳當(dāng)量波動(dòng)值為 0. 1%的鐵水。
[0053] (B)采用沖入球化法，首先，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，使用 電助平車(chē)4將球化包3送入球化反室2,然后將球化送絲機(jī)構(gòu)1對(duì)準(zhǔn)沒(méi)有加入球化劑的球化 包堤壩一側(cè)進(jìn)行出鐵，在本實(shí)施例中，球化送絲機(jī)構(gòu)1以35kg/s的出鐵量至球化包高度的 1/3處，停頓5s，然后以120kg/s的出鐵量出鐵至包滿，獲得碳當(dāng)量波動(dòng)值為0. 03%的球化 鐵水，按重量百分比計(jì)，經(jīng)球化、孕育后獲得的鐵水包含有：碳3. 5%、硫0. 09%，硅2. 36%、磷 0. 06%、鎂0. 035%、錳0. 34%、錸0. 025%，其中，球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)， 該稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 18 %、鎂22%、硅48% ;孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百 分比計(jì)，該孕育劑中包含有硅48%、鈣I. 2%。
[0054] (C )用天車(chē)將步驟（B )制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間 包和扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的鐵 水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī)冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，管?？刹捎媚蜔徜撝谱?而成，主機(jī)冷卻水的溫度為88°C，按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有8%的鋇、 1%鈣、62%的硅，其粒度為為0. 25mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為25g/m2， 當(dāng)然，該管模粉還可用于管模內(nèi)表面，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉后，再用拔管機(jī)將成型后 的鐵鑄管從管模中拔出。
[0055] (D)將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，并依次經(jīng)退火爐的加熱段、保溫段、快冷 段以及緩冷段進(jìn)行退火處理，其中，加熱段的長(zhǎng)度為14m、保溫段的長(zhǎng)度為9m、快冷段的長(zhǎng) 度為5m、緩冷段的長(zhǎng)度為16m，在進(jìn)行退火處理時(shí)，保持保溫段的溫度控制在960°C、快冷段 的溫度控制在700°C、緩冷段的溫度控制在560°C;同時(shí)，根據(jù)鑄鐵管管徑的大小適當(dāng)調(diào)整鑄 鐵管通過(guò)各溫度段的時(shí)間，在本實(shí)施例中，鑄鐵管通過(guò)退火爐的時(shí)間設(shè)置為40min，以保證 鑄鐵管成型品的質(zhì)量要求。
[0056] (E)對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水 壓測(cè)試，以完成鑄鐵管的整型處理，其中，壓痕是采用鋼珠球在鐵鑄管的插口內(nèi)壁40mm處 的位置進(jìn)行壓痕，壓力為6MPa，壓痕后鐵鑄管不出現(xiàn)裂紋；修磨是采用氣動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)鑄鐵 管承插口進(jìn)行修磨，采用砂輪磨桿對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行修磨；標(biāo)園和校園是采用環(huán)規(guī)對(duì)鐵鑄 管進(jìn)行標(biāo)園和校園；切環(huán)是采用切環(huán)取樣對(duì)同批次的鑄鐵管進(jìn)行金相和性能檢查。
[0057] (F)依次通過(guò)噴鋅、瀝青噴涂對(duì)鑄鐵管外壁進(jìn)行的外部防護(hù)和通過(guò)水泥涂襯對(duì)鑄 鐵管進(jìn)行的內(nèi)壁防護(hù)，其中，噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以微滴狀噴射到鑄鐵 管的外壁以形成鋅涂層，其中，鋅涂層的噴涂量為130g/m 2;瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷 涂將瀝青涂料涂覆在鑄鐵管鋅涂層外以形成瀝青覆蓋層，瀝青層的厚度為70 μ m，按重量百 分比計(jì)，瀝青涂料的固含量60% ;水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄 鐵管內(nèi)壁進(jìn)行涂覆以形成水泥內(nèi)襯層，水泥涂襯的厚度為8 mm，以重量比計(jì)，細(xì)砂：水泥： 801 膠水=2 :1· 2 :0· 12。
[0058] 噴涂完成后，對(duì)鑄鐵管的內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生8分鐘后送入養(yǎng)生爐， 采用蒸汽壓力〇. 15MPa、養(yǎng)生溫度33°C、濕度85%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間8. 5 小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
[0059] 實(shí)施例9 : 本實(shí)施例涉及IOOOmm的離心球墨鑄鐵管的制備，步驟如下： (A)使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量為0. 02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值為 0. 08%的鐵水。
[0060] (B)采用沖入球化法，首先，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，使用 電助平車(chē)4將球化包3送入球化反室2,然后將球化送絲機(jī)構(gòu)1對(duì)準(zhǔn)沒(méi)有加入球化劑的球化 包堤壩一側(cè)進(jìn)行出鐵，在本實(shí)施例中，球化送絲機(jī)構(gòu)1以30kg/s的出鐵量至球化包高度的 1/3處，停頓4s，然后以lOOkg/s的出鐵量出鐵至包滿，獲得碳當(dāng)量波動(dòng)值為0. 032%的球化 鐵水，按重量百分比計(jì)，經(jīng)球化、孕育后獲得的鐵水包含有：碳3. 3%、硫0. 09%，硅2. 36%、磷 0. 07%、鎂0. 035%、錳0. 3%、錸0. 02%，其中，球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)，該 稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 18%、鎂25%、硅49% ;孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百分 比計(jì)，該孕育劑中包含有硅50%、鈣1. 5 %。
[0061 ] (C )用天車(chē)將步驟（B )制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間 包和扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的鐵 水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī)冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，管?？刹捎媚蜔徜撝谱?而成，主機(jī)冷卻水的溫度為90°C，按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有8%的鋇、 2%鈣、65%的硅，其粒度為0. 3mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為28g/m2,當(dāng) 然，該管模粉還可用于管模內(nèi)表面，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉后，再用拔管機(jī)將成型后的 鐵鑄管從管模中拔出。
[0062] (D)將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，并依次經(jīng)退火爐的加熱段、保溫段、快冷 段以及緩冷段進(jìn)行退火處理，其中，加熱段的長(zhǎng)度為13. 45m、保溫段的長(zhǎng)度為9m、快冷段的 長(zhǎng)度為4. 5m、緩冷段的長(zhǎng)度為15. 2m，在進(jìn)行退火處理時(shí)，保持保溫段的溫度控制在960°C、 快冷段的溫度控制在700°C、緩冷段的溫度控制在560°C;同時(shí)，根據(jù)鑄鐵管管徑的大小適當(dāng) 調(diào)整鑄鐵管通過(guò)各溫度段的時(shí)間，在本實(shí)施例中，鑄鐵管通過(guò)退火爐的時(shí)間設(shè)置為60min， 以保證鑄鐵管成型品的質(zhì)量要求。
[0063] (E)對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水 壓測(cè)試，以完成鑄鐵管的整型處理，其中，壓痕是采用鋼珠球在鐵鑄管的插口內(nèi)壁30mm處 的位置進(jìn)行壓痕，壓力為5MPa，壓痕后鐵鑄管不出現(xiàn)裂紋；修磨是采用氣動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)鑄鐵 管承插口進(jìn)行修磨，采用砂輪磨桿對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行修磨；標(biāo)園和校園是采用環(huán)規(guī)對(duì)鐵鑄 管進(jìn)行標(biāo)園和校園；切環(huán)是采用切環(huán)取樣對(duì)同批次的鑄鐵管進(jìn)行金相和性能檢查。
[0064] (F)依次通過(guò)噴鋅、瀝青噴涂對(duì)鑄鐵管外壁進(jìn)行的外部防護(hù)和通過(guò)水泥涂襯對(duì)鑄 鐵管進(jìn)行的內(nèi)壁防護(hù)，其中，噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以微滴狀噴射到鑄鐵 管的外壁以形成鋅涂層，其中，鋅涂層的噴涂量為120g/m 2;瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷 涂將瀝青涂料涂覆在鑄鐵管鋅涂層外以形成瀝青覆蓋層，瀝青層的厚度為60 μ m，按重量百 分比計(jì)，瀝青涂料的固含量60% ;水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄 鐵管內(nèi)壁進(jìn)行涂覆以形成水泥內(nèi)襯層，水泥涂襯的厚度為3?8 _，以重量比計(jì)，細(xì)砂：水 泥：801 膠水=2 :1· 5 :0· 15。
[0065] 噴涂完成后，對(duì)鑄鐵管的內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生12分鐘后送入養(yǎng)生爐， 采用蒸汽壓力〇. 15MPa、養(yǎng)生溫度50°C、濕度90%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間10 小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
[0066] 實(shí)施例10 : 本實(shí)施例涉及DN800mm的離心球墨鑄鐵管的制備，步驟如下： (A)使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量為0. 02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值為 0. 1%的鐵水。
[0067] (B)采用沖入球化法，首先，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，使用 電助平車(chē)4將球化包3送入球化反室2,然后將球化送絲機(jī)構(gòu)1對(duì)準(zhǔn)沒(méi)有加入球化劑的球化 包堤壩一側(cè)進(jìn)行出鐵，在本實(shí)施例中，球化送絲機(jī)構(gòu)1以30kg/s的出鐵量至球化包高度的 1/2處，停頓3s，然后以llOkg/s的出鐵量出鐵至包滿，獲得碳當(dāng)量波動(dòng)值為0. 032%的球化 鐵水，按重量百分比計(jì)，經(jīng)球化、孕育后獲得的鐵水包含有：碳3. 5%、硫0. 08%，硅2. 35%、磷 0. 065%、鎂0. 035%、錳0. 28%、錸0. 025%，其中，球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)， 該稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 20 %、鎂20%、硅50% ;孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百 分比計(jì)，該孕育劑中包含有硅50%、鈣1. 4%。
[0068] (C )用天車(chē)將步驟（B )制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間 包和扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的鐵 水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī)冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，管?？刹捎媚蜔徜撝谱?而成，主機(jī)冷卻水的溫度為95°C，按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有8%的鋇、 1. 8%鈣、64%的硅，其粒度為0. 25mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為25g/m2， 當(dāng)然，該管模粉還可用于管模內(nèi)表面，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉后，再用拔管機(jī)將成型后 的鐵鑄管從管模中拔出。
[0069] (D)將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，并依次經(jīng)退火爐的加熱段、保溫段、快 冷段以及緩冷段進(jìn)行退火處理，其中，加熱段的長(zhǎng)度為13. 5m、保溫段的長(zhǎng)度為8. 5m、快冷 段的長(zhǎng)度為4. 2m、緩冷段的長(zhǎng)度為15. 6m，在進(jìn)行退火處理時(shí)，保持保溫段的溫度控制在 970°C、快冷段的溫度控制在720°C、緩冷段的溫度控制在600°C;同時(shí)，根據(jù)鑄鐵管管徑的大 小適當(dāng)調(diào)整鑄鐵管通過(guò)各溫度段的時(shí)間，在本實(shí)施例中，鑄鐵管通過(guò)退火爐的時(shí)間設(shè)置為 55min，以保證鑄鐵管成型品的質(zhì)量要求。
[0070] (E)對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水 壓測(cè)試，以完成鑄鐵管的整型處理，其中，壓痕是采用鋼珠球在鐵鑄管的插口內(nèi)壁26mm處 的位置進(jìn)行壓痕，壓力為4. 5MPa，壓痕后鐵鑄管不出現(xiàn)裂紋；修磨是采用氣動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)鑄 鐵管承插口進(jìn)行修磨，采用砂輪磨桿對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行修磨；標(biāo)園和校園是采用環(huán)規(guī)對(duì)鐵 鑄管進(jìn)行標(biāo)園和校園；切環(huán)是采用切環(huán)取樣對(duì)同批次的鑄鐵管進(jìn)行金相和性能檢查。
[0071] (F)依次通過(guò)噴鋅、瀝青噴涂對(duì)鑄鐵管外壁進(jìn)行的外部防護(hù)和通過(guò)水泥涂襯對(duì)鑄 鐵管進(jìn)行的內(nèi)壁防護(hù)，其中，噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以微滴狀噴射到鑄鐵 管的外壁以形成鋅涂層，其中，鋅涂層的噴涂量為120g/m 2;瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷 涂將瀝青涂料涂覆在鑄鐵管鋅涂層外以形成瀝青覆蓋層，瀝青層的厚度為55 μ m，按重量百 分比計(jì)，瀝青涂料的固含量60% ;水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄 鐵管內(nèi)壁進(jìn)行涂覆以形成水泥內(nèi)襯層，水泥涂襯的厚度為3?8 _，以重量比計(jì)，細(xì)砂：水 泥：801 膠水=2 :1· 3 :0· 14。
[0072] 噴涂完成后，對(duì)鑄鐵管的內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生10分鐘后送入養(yǎng)生爐， 采用蒸汽壓力〇. 2MPa、養(yǎng)生溫度45°C、濕度85%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間> 8 小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
[0073] 實(shí)施例11 : 本實(shí)施例涉及DN600mm的離心球墨鑄鐵管的制備，步驟如下： (A)使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量為0. 02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值為 0. 05%的鐵水。
[0074] (B)采用沖入球化法，首先，在球化包3的凹槽5內(nèi)依次加入球化劑和孕育劑，使用 電助平車(chē)4將球化包3送入球化反室2,然后將球化送絲機(jī)構(gòu)1對(duì)準(zhǔn)沒(méi)有加入球化劑的球化 包堤壩一側(cè)進(jìn)行出鐵，在本實(shí)施例中，球化送絲機(jī)構(gòu)1以25kg/s的出鐵量至球化包高度的 1/2處，停頓5s，然后以120kg/s的出鐵量出鐵至包滿，獲得碳當(dāng)量波動(dòng)值為0. 032%的球化 鐵水，按重量百分比計(jì)，經(jīng)球化、孕育后獲得的鐵水包含有：碳3. 3%、硫0. 008%，硅2. 33%、磷 0. 07%、鎂0. 035%、錳0. 32%、錸0. 025%，其中，球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)， 該稀土鎂硅球化劑中包含有稀土 19%、鎂22%、硅48% ;孕育劑為硅鐵或硅鈣合金，按重量百 分比計(jì)，該孕育劑中包含有硅46%、鈣1. 5 %。
[0075] (C)用天車(chē)將步驟（B)制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中 間包和扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的 鐵水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī)冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，管?？刹捎媚蜔徜撝?作而成，主機(jī)冷卻水的溫度為96°C，按重量百分比計(jì)，本實(shí)施例涉及的管模粉包含有12%的 鋇、1%鈣、64%的硅，其粒度為0. 3mm，按管模的內(nèi)表面積計(jì)算，該管模粉的加入量為28g/m2， 當(dāng)然，該管模粉還可用于管模內(nèi)表面，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉后，再用拔管機(jī)將成型后 的鐵鑄管從管模中拔出。
[0076] (D)將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，并依次經(jīng)退火爐的加熱段、保溫段、快 冷段以及緩冷段進(jìn)行退火處理，其中，加熱段的長(zhǎng)度為13. 6m、保溫段的長(zhǎng)度為8. 7m、快冷 段的長(zhǎng)度為4. 5m、緩冷段的長(zhǎng)度為15. 2m，在進(jìn)行退火處理時(shí)，保持保溫段的溫度控制在 980°C、快冷段的溫度控制在720°C、緩冷段的溫度控制在650°C;同時(shí)，根據(jù)鑄鐵管管徑的大 小適當(dāng)調(diào)整鑄鐵管通過(guò)各溫度段的時(shí)間，在本實(shí)施例中，鑄鐵管通過(guò)退火爐的時(shí)間設(shè)置為 55min，以保證鑄鐵管成型品的質(zhì)量要求。
[0077] (E)對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水 壓測(cè)試，以完成鑄鐵管的整型處理，其中，壓痕是采用鋼珠球在鐵鑄管的插口內(nèi)壁25mm處 的位置進(jìn)行壓痕，壓力為5MPa，壓痕后鐵鑄管不出現(xiàn)裂紋；修磨是采用氣動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)鑄鐵 管承插口進(jìn)行修磨，采用砂輪磨桿對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行修磨；標(biāo)園和校園是采用環(huán)規(guī)對(duì)鐵鑄 管進(jìn)行標(biāo)園和校園；切環(huán)是采用切環(huán)取樣對(duì)同批次的鑄鐵管進(jìn)行金相和性能檢查。
[0078] (F)依次通過(guò)噴鋅、瀝青噴涂對(duì)鑄鐵管外壁進(jìn)行的外部防護(hù)和通過(guò)水泥涂襯對(duì)鑄 鐵管進(jìn)行的內(nèi)壁防護(hù)，其中，噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以微滴狀噴射到鑄鐵 管的外壁以形成鋅涂層，其中，鋅涂層的噴涂量為120g/m 2;瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷 涂將瀝青涂料涂覆在鑄鐵管鋅涂層外以形成瀝青覆蓋層，瀝青層的厚度為60 μ m，按重量百 分比計(jì)，瀝青涂料的固含量60% ;水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄 鐵管內(nèi)壁進(jìn)行涂覆以形成水泥內(nèi)襯層，水泥涂襯的厚度為6 mm，以重量比計(jì)，細(xì)砂：水泥： 801 膠水=2 :1.4 :0· 13。
[0079] 噴涂完成后，對(duì)鑄鐵管的內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生12分鐘后送入養(yǎng)生爐， 采用蒸汽壓力〇. 22MPa、養(yǎng)生溫度45°C、濕度92%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間10 小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
[0080] 對(duì)上述實(shí)施例1?11制備獲得鑄鐵管進(jìn)行檢測(cè)，獲得表1所示數(shù)據(jù)。
[0081] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：制備步驟如下： (A) 使用高爐或沖天爐對(duì)生鐵進(jìn)行高溫冶煉，獲得硫含量< 0.02%、碳當(dāng)量波動(dòng)值 彡±0. 1%的鐵水； (B) 將步驟（A)制得的鐵水送入球化站，通過(guò)球化站的球化送絲機(jī)構(gòu)（1)將鐵水對(duì)入球 化包（3)進(jìn)行球化處理，經(jīng)球化后獲得的鐵水包含有：碳3. 2?3. 5%、硫< 0. 01%，硅2. 3? 2. 36%、磷< 0. 073%、鎂彡0. 035%、錳< 0. 35%、錸< 0. 026%，對(duì)入鐵水前，在球化包（3)內(nèi)依 次加入球化劑和孕育劑，所述的球化劑為稀土鎂硅球化劑，按重量百分比計(jì)，在所述的稀土 鎂硅球化劑中包含有稀土 18?20 %、鎂20?25%、硅46?50 ;所述的孕育劑為硅鐵或硅 鈣合金，按重量百分比計(jì)，在所述的孕育劑中包含有硅46?50%、鈣1. 2?1. 5 % ; (C )用天車(chē)將步驟（B )制得的鐵水分別對(duì)入中間包和扇形包，使用翻包機(jī)構(gòu)將中間包和 扇形包內(nèi)的鐵水等速翻入流槽，再將流入流槽的鐵水送入管模，在管模中旋轉(zhuǎn)并通過(guò)主機(jī) 冷卻水成型后，獲得鐵鑄管，并用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從管模中拔出； (D) 將步驟（C)制得的鑄鐵管送入退火爐，依次經(jīng)加熱、保溫、快冷、緩冷后送出退火爐， 控制鑄鐵管經(jīng)過(guò)退火爐的時(shí)間為40?60min，送出退火爐的鑄鐵管經(jīng)空氣冷卻后作為鑄鐵 管成型品； (E) 對(duì)步驟（D)獲得的鑄鐵管成型品依次使用壓痕、標(biāo)園和校園、切環(huán)、修磨以及水壓測(cè) 試，以完成鑄鐵管的整型處理； (F) 對(duì)整型處理后的鑄鐵管外壁進(jìn)行外部防護(hù)，包括依次對(duì)鑄鐵管外壁實(shí)施的噴鋅和 瀝青噴涂，所述鋅層的厚度為110?130g/m2,所述瀝青層的厚度為50?70 ym ;對(duì)整型處 理后的鑄鐵管內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)壁防護(hù)，包括對(duì)鑄鐵管內(nèi)壁實(shí)施的水泥涂襯，所述水泥涂襯的厚 度為3?8 mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：所述球化包 (3)的底部和球化包堤壩的一側(cè)形成容納球化劑和孕育劑的凹槽（5)，所述的鐵水由球化送 絲機(jī)構(gòu)（1)沿未形成凹槽（5) -側(cè)的球化包堤壩進(jìn)行出鐵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：所述的球化 送絲機(jī)構(gòu)（1)以25?35kg/s的出鐵量進(jìn)行出鐵，出鐵至球化包高度的1/2?1/3處，停頓 3?5s，然后以80?120kg/s的出鐵量出鐵至包滿，經(jīng)球化后獲得的鐵水包含有0. 035%的 鎂，其碳當(dāng)量波動(dòng)值< 〇. 032%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：在所述的步 驟（C)中，在管模的內(nèi)表面上噴加管模粉后，再將流入流槽的鐵水送入管模，所述的管模為 耐熱鋼制作而成，所述的主機(jī)冷卻水的溫度< 100 °C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：在所述的步 驟（C)中，用拔管機(jī)將成型后的鐵鑄管從管模中拔出前，在管模的內(nèi)表面噴加管模粉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5任一項(xiàng)所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于： 按重量百分比計(jì)，所述的管模粉包含有6?12%的鋇、1?2%鈣、60?65%的硅，其粒度 < 0. 3mm，按所述管模的內(nèi)表面積計(jì)算，所述管模粉的加入量為20?30g/m2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：在所述的步 驟（F)中，所述的噴鋅是使用噴槍將鋅加熱到熔融狀態(tài)并以微滴狀噴射到鑄鐵管的外壁以 形成鋅涂層，所述鋅涂層的噴涂量為120g/m2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：在所述的步 驟（F)中，所述的瀝青噴涂是采用噴涂、滾涂或刷涂將瀝青涂料涂覆在鑄鐵管鋅涂層外以形 成瀝青覆蓋層，按重量百分比計(jì)，所述瀝青涂料的固含量< 65%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于：在所述的 步驟（F)中，所述的水泥內(nèi)襯是將細(xì)砂、水泥、801膠水按配比進(jìn)行拌料后在鑄鐵管內(nèi)壁 進(jìn)行涂覆以形成水泥內(nèi)襯層，以重量比計(jì)，所述的細(xì)砂：水泥：801膠水=2 :(1. 2?1. 5): (0? 12 ?0? 15)〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求7?9任一項(xiàng)所述的一種離心球墨鑄鐵管的制備方法，其特征在于： 在所述的步驟（F)中，所述的涂覆工藝還包括對(duì)鑄鐵管內(nèi)外防護(hù)層進(jìn)行的養(yǎng)生，步驟如下： (F. a)將經(jīng)噴鋅、瀝青噴涂、水泥內(nèi)襯處理后的鑄鐵管自然養(yǎng)生5?15分鐘后送入養(yǎng)生 爐，采用蒸汽壓力彡〇. 15MPa、養(yǎng)生溫度> 30°C、濕度彡85%的條件下對(duì)鑄鐵管進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng) 生時(shí)間> 8小時(shí)； (F.b)對(duì)養(yǎng)生完成后的鑄鐵管內(nèi)表面噴涂環(huán)氧陶瓷涂料，在其外表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂或 聚氨酯材料。
【文檔編號(hào)】C22C37/10GK104480382SQ201510033559
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2015年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月23日
【發(fā)明者】李曉兵, 許順, 鮮其祥, 劉杲 申請(qǐng)人:四川省川建管道有限公司