[发明专利]一种获得优质金属液的熔炼方法

说明书

技术领域

本发明属于金属熔炼技术领域，涉及一种获得优质金属液的熔炼方法。

背景技术

上世纪七十年代，我国就有企业向钢液或铁液中吹入氩气来净化钢水和铁水，图1是钢水包底埋置透气砖（塞）进行吹氩精炼过程示意图，金属液中含有的氮、氢向氩气泡中扩散，从而使金属液中含气量降低，悬浮于金属液中的非金属夹杂物吸附于氩气泡表面，随气泡上升带至溶池表面而成熔渣。这样降低了金属液中的含气量及夹杂物含量，金属液得以净化，流动性提高，铸件的晶界干净，机械性能提高。

实践表明，钢包吹氩要求钢包中钢水量要大于3T，铁水量要大于1T，因为吹氩过程会降低金属液温度，金属液少时，会造成浇不足铸件。

本世纪初，我国已能生产出使用寿命和中频感应电炉的炉衬寿命相匹配的高寿命耐火透气砖。图2是用于中频电炉炉底吹氩用透气砖示意图。这样，对于熔炼出的钢水及铁水量少时，可直接在炉内进行吹氩熔炼。

炉底吹氩用透气砖，其本体高度与相应中频炉炉底高度一致，只要在中频炉炉地板中央钻一孔，使通气用钢管从中伸出，以便于炉外的不锈钢软管相接并接到氩气瓶上。透气砖座落在炉底，用修炉材料在周围捣紧，上表面与炉膛内的炉底处于同一平面上，所以装配起来很方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种获得优质金属液的熔炼方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种获得优质金属液的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在中频电炉炉底埋置透气砖，在金属液熔化后进行脱氧，加入合金元素，同时于金属液出炉前通入氩气10-20min（金属液容量少者，时间可短些），流量为5-7L/min，随后停止吹氩，准备浇入浇包中；

（2）在浇注到浇包中时，当金属液达到包内1/3时，向包内加入混合稀土（优选RE的wt%=99%）0.2-0.3wt%，用以细化碳化物。

对于上述步骤（1）进一步：部分合金元素在通入氩气的过程中加入；

对于步骤（1）进一步优选（尤其针对高铬铸铁），包括以下步骤：在中频感应电炉中熔化炉料，炉料化开后加锰铁，进行预脱氧，调整化学成分；当铁水温度达到出炉温度前，向熔池内加入Ti-Fe（Ti-Fe加入量优选为0.5wt%，所用的Ti-Fe中优选Ti的wt%=27%），并加入Al 0.25%（用铝丝或铝块，固定在钢棍上，插入熔池中）。Ti和Al皆能其脱氧作用，而Ti还能与氮和碳成TiN、TiC,它们可做奥氏体结晶核心，使晶粒细化。当铁水熔化后到达出炉温度前，向炉内吹入氩气，氩气流量为5-7L/min，吹氩时间为10-20min，随后停止吹氩，准备浇注到钢包中；在上述加入Ti-Fe的时候，已通入氩气。

对于上述优选的步骤（1）中，在加入锰铁之后通氩气之前，加入钒铁，使V的加入量优选为铁水质量的0.3%。

对于优选步骤（1）和（2），对于高铬铸铁用铁水，在浇注到铁水包中时，当铁水量达到包内1/3时，向包内加入混合稀土（RE的wt%=99%）0.2-0.3%，用以细化碳化物，经加混合稀土进行变质处理后的高铬白口铸铁，当用钻床铁屑取样时，其铁屑为长的卷曲状，而未变质者为颗粒状。

本发明方法可除去金属液中所含的N、H等气体，去除非金属夹杂物，金属液流动性大为提高，避免铸件形成气孔，晶界干净,碳化物细化，白口铸铁的冲击韧性大为提高。

本熔炼方法也可用来熔化各种不锈钢、优质碳钢，仅在脱氧及精炼工艺上互有区别。

附图说明

图1为钢包吹氩示意图；

图2中频电炉内吹氩用的透气砖示意图；

图3为实施例1变质前后铸铁件断口图片；

图4为实施例1变质前后铸铁的金相显微组织图片；

其中A为变质前图片，B为变质后图片。

具体实施方式

本发明方法是在中频感应电炉炉底埋置耐高温的多孔透气砖，以熔制高铬白口铸铁为例说明其熔炼过程。

实施例1

用高铬白口铸铁制造锤式破碎机的锤头，破碎煤矿中剔出的煤矸石用以制砖；破碎鹅卵石用以筑路；以及破碎水泥熟料用的锤式破碎机。其锤头是耗量最大的磨损件，需求量大。目前用作锤头的材料有高锰钢、合金球铁、各种合金钢、高铬铸铁等，其中高铬白口铸铁因其硬度高、耐磨性好，得到了广泛的应用。

本发明选用重10Kg锤头，采用组合式锤头，锤柄用低合金钢制作，锤头用高铬铸铁制作。两者用销轴螺结固定。

其除铁之外的主要化学成分（wt%）如下：