[其他]低稀土高强度连续铸铁管技术

说明书

本发明是属于冶金铸造工艺。

在已有的技术中，连续铸铁管大多是用普通灰铸铁连续铸造工艺制成的。这种工艺主要包括：1.高碳当量的铁水，其成份的重量百分比（以下皆同）范围是：

C    Si    Mn    P    S

3.4～4.6    2.0～2.9    0.4～0.6≤0.1≤0.1

2.铁水出炉温度≤1400℃，浇注温度≥1350℃。

3.采用内外器通水冷却，进水温度5～28℃。

这种技术的优点是：ⅰ）投资少，技术简单。ⅱ）对原料及生产批量要求低，适应性强。ⅲ）价格便宜。但是，这种铸造方法存在如下的缺点：①石墨片粗大，并且分布不均匀，组织对冷却速度的敏感性大。②金相组织中存在有约10～15%的自由渗碳体。上述缺点造成管子抗拉强度低;耐水压性能差，易渗漏;施工过程中破碎率高等问题。

为保留灰铸铁连续铸管技术的优点并克服其缺点，本发明特提出一种技术条件简单、产品质量高而成本低的低稀土高强度铸铁连续铸管技术。

本发明的主要构思是：①把铸铁含Mn量提高到1.0～1.4%。②采用“出铁槽内阻流法”加入少量的稀土合金。③采用炉前的孕育工艺。提高含Mn量是通过在冲天炉炉后随炉料加入锰铁的办法实现的。在铁水温度达到1380～1400℃的条件下，用“出铁槽内阻流法”加入0.2～0.6%的稀土合金（稀土混合物成分：R_exO_y：33%，Si：38%）。然后用0.2～0.4%的硅铁（75%Si）进行炉前的孕育处理。处理后的铁水成分为：

C Si Mn P S R_exO_y

3.6～4.2    2.4～3.0    1.0～1.4    ≤0.1    ≤0.05    0.020～0.045这种成分的铁水可按已有拉管工艺进行连续拉管。通过这种处理技术，提高了含Mn量，把S量降低到0.05%以下，使组织致密，石墨细化铸铁管的珠光体含量≥85%，自由渗碳体含量≤3%，从而使抗拉强度提高25%，耐水压性能提高50%，降低了脆性及施工破碎率。

附图是冲天炉“出铁槽内阻流法”加入稀土合金示意图。它主要包括：冲天炉〔1〕，出铁槽〔3〕，稀土合金〔4〕，阻流砖〔5〕和出铁口〔6〕。其中阻流砖〔5〕按放在距出铁口〔6〕是整个出铁槽〔3〕长度的2/3处左右。稀土合金〔4〕置于出铁口〔6〕与阻流砖〔5〕之间并接近阻流砖〔5〕。

下面以直径为400mm的铸铁管为例，来说明本发明的具体实施例：

按已有技术配料方法，并随炉料加入锰铁（65%Mn），熔化后的铁水成分达到：

C    Si    Mn    P    S

3.6～4.2    2.1～2.6    1.0～1.4    ≤0.1    ≤0.1

再将5-10mm直径的稀土混合物1.6kg到4.8kg（相当于0.2～0.6%），置于出铁口〔6〕与阻流砖〔5〕之间并接近阻流砖〔5〕的出铁槽〔3〕内。待冲天炉〔1〕中的铁水温度达到1380-1400℃时，放出铁水〔2〕，使其首先与阻流砖〔5〕附近的稀土合金〔4〕接触，在铁水〔2〕的作用下，稀土合金处于熔融或半熔融状态，并在其前进方向受到阻流砖〔5〕的阻碍，回流以使稀土合金〔4〕与铁水〔2〕充分混合均匀，然后通过阻流砖〔5〕底部的空隙流入浇包内。待出铁达总铁水量的2/3时，在出铁槽〔3〕内加入1.6kg-3.2kg（相当于0.2～0.4%）的硅铁合金（含75%Si）进行孕育处理。处理后的铁水化学成分如下：

C Si Mn P S R_exO_y

3.6～4.2    2.4～3.0    1.0～1.4    ≤0.1    ≤0.05    0.020～0.045

这种化学成分的铁水，再以已有技术规定的浇注速度和拉管工艺进行连续铸管。阻流砖〔5〕的材料可用普通SiO₂砖或Al₂O₈砖，其大小应以能安放到出铁槽〔3〕内为宜，其高度以铁水〔2〕不从阻流砖〔5〕上方流过为宜。阻流砖〔5〕与出铁槽〔3〕的底部间距为出铁槽〔3〕高度的1/3（约50～80mm）。