[发明专利]一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺

说明书

技术领域

本发明是一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，具体涉及水冷金属型离心球墨铸铁管的制作过程，属于铸铁管制备技术领域。

背景技术

从20世纪90年代开始，我国已采用内喷涂料离心铸造法生产出DN2600mm、长度为8000mm的离心球墨铸铁管，实现了离心球墨铸铁管的批量生产，当然，由于离心球墨铸铁管优良的使用性能，很快就被供水系统采用，至今已成为供水管首选材料，并且像其他工业发达国家一样，在很短时间内就完成了从灰铸铁到球墨铸铁、从连续铸造工艺到离心铸造工艺的转变，可以说，进入90年代以来，我国的铸铁管生产已经进入了一个飞跃发展的时期。

国际标准ISO2531291对球墨铸铁管的力学性能有非常严格的要求，包括有：抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥300MPa，伸长率≥10% (对于管径规格DN40～DN1000)，表面硬度≤230HB。近几年来，我国的铸铁管生产企业通过从国外引进和国内的不断研制，已建成了总生产能力达40万吨/年的水冷金属型离心铸造球铁管生产设备，但由于工艺措施不当，所生产的球铁管能符合国际标准ISO2531291要求的仅10余万吨，只占国内铸铁管总产量10%左右，而对于现有的球墨铸铁管生产工艺而言，还具有如下工艺难点：

（1）根据铸铁管管径的不同，合理控制铁液中的碳当量和微量元素，在实际生产工艺中，碳当量可以提高球墨铸铁的石墨化程度，但过高的碳当量又会引起石墨漂浮；微量元素硅是促进石墨化元素，微量元素硫会对球化元素进行消耗等。现有专利文献CN102000797A（一种以钒钛磁铁矿为原料生产球墨铸铁管件的方法）为例，该专利文献揭示了一种以以钒钛磁铁矿为原料的铸铁管生产工艺，半钢铁化水中碳含量控制在3.5～3.8%，球化剂中稀土镁硅铁的重量比例为1.6～2.0%，铸铁管铁液中含矾量不大于0.02%，含磷量不大于0.08%，含硫量不大于0.02%，实现了钒钛磁铁矿资源的合理利用，达到了节约资源的目的。

（2）在生产过程中，对铁液进行脱硫、球化和孕育的处理工艺不当，严重的影响了铁铸管的质量。现有专利文献CN101921945A（球墨铸铁管用铁水孕育工艺，2010.08.31）揭示了一种铁水孕育工艺，该孕育工艺包括：在原有的球化包孕育和随流孕育这两个步骤之间增加中间包孕育工艺，实现对铁水的长效孕育，能够有效降低球化铁水中残镁含量，提高抗拉强度和屈服强度，同时为降低高温退火温度，稳定球墨铸铁管成品的尺寸创造条件。

基于上述情况，结合目前我国对铸铁管需求的持续增长，在此基础上，对铸铁管生产工艺：从熔炼、铁水球化孕育处理、铸造、热处理等进行全面改进，形成能稳定获得优质铸铁管成型件的生产工艺，以满足当前铸铁管工业的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，该工艺方法揭示了制备优质水冷金属型离心球墨铸铁管成型品过程中从铁水制备、铁水球化、离心浇筑再到退火过程的一系列制备工艺，适用于DN80～1000mm的铸铁管的制备，不仅适用范围广，还具有外观质量高、材料组织细密、生产效率高以及使用寿命长等诸多优势。

本发明通过下述技术方案实现：一种适用于制备水冷金属型离心球墨铸铁管的成型工艺，所述的成型工艺包括使用生铁经铁水制备、铁水球化、离心浇筑、退火后获得铸铁管成型品的制备过程，步骤如下：

A：铁水制备：所述的铁水制备包括使用高炉或冲天炉对生铁进行高温冶炼，获得硫含量≤0.02%、碳当量波动值≤±0.1%的铁水，铁水成分稳定，在制备过程中，为控制硫的含量，通常加入脱硫剂，并用氮气通入铁水中通过连续多空塞进行脱硫保证，在本发明中，为提高铁液的流动相，铁水中的碳当量通常选择4.3～4.4%，不仅能有效的促进镁吸收率的提高，还能改善球化效果；

B：铁水球化：将步骤A制得的铁水送入球化站，通过球化站的球化送丝机构将铁水对入球化包进行球化处理，经球化后获得的铁水包含有：碳3.2～3.6%、硫＜0.01%，硅2.3～2.38%、磷＜0.075%、镁≥0.035%、锰＜0.3%、铼＜0.025%，对入铁水前，在球化包内依次加入球化剂和孕育剂，由上述组份可知，经球化后获得的铁水微量元素含量较低，特别是硅、锰等微量元素的合理控制，不仅能有效的降低球化剂的消耗，还能降低成本，减少硅带进的酸性渣，提高打压合格率，同时，由于球化后的铁水的含硫量小于0.01%，更利于生产出质量稳定、合格率更高的铸铁管，各组份配比适当，通常情况下，对于DN80～1000mm的铸铁管，其球化温度为1460 ～1520℃；