[发明专利]高炉铁水微量稀土铸铁大中型钢锭模制造方法

说明书

本发明是高炉铁水微量稀土铸铁大中型钢锭模制造方法。高炉铁水生产的普通铸铁钢锭模，在许多钢铁企业已经应用，模耗还较高，据“冶金部钢锭模生产、使用情况调查表”提供的资料，模耗为16.65-21.62公斤/吨，这种钢锭模的基体组织中，石墨片粗大，机械性能低，使用寿命较低。

国内外用稀土处理铸铁，一般均以改变石墨形态，使其变为蠕虫状或球状，以提高其性能，从而改善产品的使用效果。如W081/01861专利提出向铁水同时加入高达0.3%的单一或多种稀土金属和超过0.2%钙生产蠕墨铸铁。但我们的实践说明，用稀土素元素生产蠕墨铸铁钢锭模，工艺很难控制，性能极不稳定。

本发明的目的是提供一种工艺简单，性能稳定的新成分灰口铸铁，综合性能高，从而提高钢模的使用寿命。

按照本发明的构思，在未经提温的高炉铁水中，铁水温度为1330℃-1360℃，加入不等量的微量稀土硅铁合金进行试验，发现稀土合金加入量在0.1-0.4%范围内，有一个最佳的稀土硅铁合金加入量。最佳的稀土合金加入量是0.20～0.30%。稀土硅铁合金中稀土元素含量为27%。用成份为碳3.81%;硅2.07%;锰0.86%;磷0.05%;硫0.016%其余是铁的试验铁水，在1260～1300℃浇注温度下浇成直径30毫米的试棒，抗弯强度为39.09公斤/mm²，比普通铸铁试棒提高33.46%;抗拉强度为18.14公斤/mm²比普通铸铁提高36.80%，经处理后的稀土铸铁试样的石墨虽然仍是片状，但石墨片比普通铸铁有了明显的细化，且分布均匀，基体组织为80%左右珠光体。经微量稀土处理后的铸铁试样耐热性能也有明显改善：稀土铸铁的氧化值为5.9967克/米·时，普通铸铁为10.1083克/米·时，稀土铸铁的试样直径平均增长率为1.66%，高度增长率为1.49%，而普通铸铁试样直径的平均增长率为9.95%，高度增长率为13.7%，由此表明：稀土铸铁有较好的抗氧化和抗生长性能。

我们称本发明中的铸铁为微量稀土铸铁。这种铸铁是我们研究稀土元素对高碳当量铸铁性能影响的试验中发现的。随着稀土合金加入量的增加，铸铁的抗拉强度也逐渐提高，其值与原铁水的抗拉强度相比可提高20%左右。过峰值后，继续增加稀土合金的加入量，抗拉强度出现下降趋势，并逐渐达到一个低点，其抗拉强度甚至低于原铁水的数值。再继续提高稀土合金加入量，抗拉强度迅速上升，并出现了第二个峰值。我们把上述稀土合金加入量与抗拉强度对应关系曲线。称之为双峰效应曲线。出现峰值点时，稀土合金加入量随所处理的铁水成份不同而变化。微量稀土铸铁与双峰效应曲线上的第一个峰相对应微量。稀土铸铁的组织如上所述属灰口铸铁。本发明所涉及到的稀土合金对灰铸铁的组织和性能影响的研究，受到了国内外的重视。

利用本发明，用最佳的稀土硅铁合金加入量，处理未经提温的高炉铁水，试制5.2T沸腾钢锭模3000吨，平均使用寿命提高20%，平均模耗为12.80公斤/吨，与本公司普通铸铁钢锭模相比模耗降低2公斤/吨以上。

高炉铁水经最佳微量稀土合金处理，铁水成本（按成本价格计算）约提高5%，而使用寿命提高20%，所以这项发明是有经济效益的。