[发明专利]短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺。

背景技术

铸造行业是公认的排污和耗能大户，铸造行业耗能占机械工业总耗能的25～30%。铸造行业也是污染大户，其排污总量占机械行业的60%以上，而冲天炉的排污又是铸造行业排污的老大，占铸造排污总量的60%以上。据统计，我国每生产1t合格铸件,大约要排放粉尘50kg，废气1000～2000m³，废砂1.3～1.5t，废渣300kg。而发达国家生产1吨合格铸件的三废排放量不到我国的1/10，能耗为国外的约270%。铸造行业的排污和耗能，特别是冲天炉对环境的污染早已是国家、行业和社会所关注的，社会的发展不容如此的落后状态继续，公司决策层预见国家对铸造行业排污和耗能整治势在必行。着为铸造厂家重视这一工作，并在减排节能上做出实质性的工作，能否大幅度将排污降下来是我们的责任，也是企业今后能否生存的关键。

铸铁的铸态机械性能是由金相组织所决定，而铸铁的金相组织又是由化学成分、铸型特征和处理工艺所决定。铸铁金相组织的组成和特性有着明显的遗传性，这种遗传性具体表现是：入炉前铁锭的金相组织特性，将对出炉后金属的晶粒有着明显的影响，即入炉前铁锭金相组织粗大，出炉后金属的晶粒也有着粗大的倾向，金属液体在炉内长时间保温和升温，也会造成铁液出炉凝固后金属晶粒产生粗大倾向，这种遗传现象会在铁液经过冷却凝固、和晶粒很细化的废钢以及晶粒比较细化的回炉铁再熔化的过程中减弱甚至消除。而过去传统的加料顺序是（见图1）：先将废钢、回炉铁入炉，进行升温熔化后，再加入高炉铁液，通过若干次的工艺试验都表明这种加料顺序由于废钢、回炉铁熔化后的铁液在炉内升温和保温时间的延长，其细小晶粒的特性被破坏的倾向加大，增加了铁液冷却凝固晶粒粗大的倾向。如何克服晶粒和石墨长度的粗大，使短流程铸造工艺生产中小型柴油机缸体、缸盖等高牌号复杂铸件，是人们最为关注的技术关键，是短流程铸造工艺能获得更广泛应用的关键。另外，对短流程熔炼和常规冲天炉熔炼、中频炉熔炼铁液状态进行了比较研究，短流程熔炼有增大孕育前铁液过冷倾向的趋势，我们对铁液状态的影响与铁材的原始状态、炉料配比、加料顺序、成分波动、过热温度和保温时间等因素的影响存在交互作用进行了大量的科研攻关。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺。本发明克服了高炉铁液在熔炼过程中晶粒粗大的遗传特性，有利于提高经济效益、提高铁水质量并具有节能减排的优势。

实现本发明目的的技术方案如下：

短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺，包括以下步骤：

步骤1，先将高炉铁液加入到中频炉内后升温；

步骤2，再将废钢、回炉铁入炉进行升温，与高炉铁液一起熔炼得到铁水。

进一步地，步骤1中，将占入炉熔化总量35-45%的高炉铁液加入到中频炉内，将高炉铁液入炉后升温至约1350°C。

进一步地，当高炉铁液入炉后升温至约1350°C后，将占入炉熔化总量30-40%的废钢、和占入炉熔化总量20-30%的回炉铁加入到中频炉内后，与高炉铁液一同熔炼升温至1450°C-1500°C。

采用了上述方案，本发明改变加料顺序，即先向中频炉中注入高炉铁液，升至一定温度时再加入废钢和回炉铁，由于废钢、回炉铁在炉内的时间相对缩短，加之废钢、回炉铁又对炉内的铁液起到了一定的急冷，对原铁液晶粒的粗大起到了一定的阻碍、对其细化起到了一定的促进作用。因此，合理的加料顺序是短流程熔炼工艺获得细化晶粒的基础条件。

另外，本发明的短流程熔炼工艺中使用中频炉进行熔炼，淘汰了冲天炉，铸件生产过程中，冲天炉产生的大量污染物也随之彻底消失。短流程工艺不仅利用了高炉铁液中的大部分热能，从而节约了熔化生铁锭所需的电能，以及部分铁液过热所需的电能，又由于冲天炉和中频电炉中熔化生铁的物理机理所决定，可以大大节约铁液过热时的能源消耗，减少了生产成本、提高了经济效益。

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明。

说明书附图

图1为传统短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺的示意图；

图2为本发明短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺的示意图；

具体实施方式

实施方式一：

参照图2，本发明的短流程熔炼加料顺序细化晶料生产工艺，包括以下步骤：