CN101880839A - 悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺，其步骤是：采用泡沫消失模并负压造型；中频感应电炉熔炼；原料配比：废钢52、锰铁合金8、回炉料40；调整成分：C1.10-1.25，Si≤0.8，Mn10-11，S≤0.05，P≤0.08，N0.04-0.05；加料顺序：废钢→回炉料→锰铁合金→加氮；升温调质：当钢水温度达到1450℃，用氮气进行精炼合金化约20分钟，然后取样保温，钢水经炉前分析合格后升温至1500℃，用0.5％的纯铝脱氧后倒入1吨钢包；将砂箱内抽成0.04MP真空，钢水温度在1460℃浇注，同时加入占钢水重量6.5％、粒度1毫米的多元合金悬浮剂。该工艺节能、降耗、减排、节约合金材料。

Description

悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺

技术领域

本发明涉及高锰钢的生产工艺，特别是一种悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺。

背景技术

传统高锰钢的生产是将大量的锰铁合金及废钢加入电炉中熔炼，经过多次调质脱氧再用沙型浇注。此生产环节不仅浪费大量的电能以及锰铁合金，同时由于使用水玻璃型砂造成大量的固体、气体废物污染环境，是高能耗、高消耗、重污染、低效益的生产工艺。

发明内容

本发明旨在解决现有高锰钢生产工艺存在的上述问题，而提供一种采用消失模精铸、氮气合金化、多元微合金悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺，该工艺能够实现节能、降耗、减排、节约合金材料的目的。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺，包括消失模制做、造型、熔炼、浇注步骤，其特征在于：

a.消失模制做：用泡沫代替传统的铜合金、铝合金、木材生产铸件模具；

b.造型：用消失模负压造型，用负压的方法使干砂紧固；

c.熔炼：i.熔炼设备用中频感应电炉；ii.原料按重量百分比计：废钢52，锰铁合金8，回炉料40；iii.成分调整按重量百分比计：C 1.10-1.25，Si≤0.8，Mn10-11S≤0.05，P≤0.08，N0.04-0.05；iv.加料顺序：废钢→回炉料→锰铁合金→加氮；v.升温调质：当钢水温度达到1450℃，用经过减压除温的氮气通过炉底气隙砖进行精炼合金化约20分钟，然后取样保温，钢水经炉前分析合格后升温至1500℃，用0.5％的纯铝脱氧后倒入1吨钢包；

d.浇注：启动真空泵将砂箱内抽成0.04MP真空，钢水温度在1460℃浇注，同时加入占钢水重量6.5％、粒度在1毫米的多元合金悬浮剂，中间不停顿，钢水在浇口杯中保持充满，浇注完毕后根据铸件壁厚大小确定保持真空时间，清理及热处理工艺按常规方法进行。

与现有技术相比，本发明的突出效果是：

1、通过对原材料的控制，熔炼出优质钢水，用取之不尽的非金属材料氮气代替部分铁合金。以悬浮剂的形式对钢水合金化，节省合金材料，细化高锰钢铸件晶粒，提高使用寿命，合金用悬浮剂形式加入几乎不烧损。用这种方法制造的高锰钢铸件比传统方法制造的高锰钢铸件使用寿命提高60％，成本降低5％

2、采用消失模铸造，集中浇注不浪费钢液，真空负压能提高铸件的至密度，铸件没有缩松、缩孔，工艺出品率比沙型铸件方法提高20％，同时型砂能循环利用。不使用现有方法使用的粘结剂，不产生固体、气体废物，不用制芯，极大地提高了生产效率，真正起到了节能、降耗、减排的有益作用。

附图说明

图1为本发明消失模悬浮铸造示意图。

图2为本发明氮气保护精炼炉示意图。

图中：真空泵1，砂箱2，干砂3，铸件4，钢水5，悬浮剂6，消失模7，炉壁8，气隙砖9，充氮口10。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。

参见图1、图2，本发明所述悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺，按如下步骤进行：

1.模型制做：用泡沫材料替代传统的铜合金、铝合金、木材制作铸件的消失模7，泡沫材料模具具有成本低、生产速度快、制造周期短的优势。

2.造型：抛弃传统铸造水玻璃、二氧化碳、石英砂造型。因为每生产1吨铸钢件需用2-3吨石英砂和15-20kg的水玻璃及大量的CO₂气体，使用后产生全部的固体废物。用消失模7负压造型工艺，不用粘结剂，用负压的方法使干砂3紧固，使用后可循环再用，不产生废弃物，同时劳动强度降低，生产环境好。

3.熔炼：熔炼设备采用中频感应电炉。

原料配比(按重量百分比计)：废钢52％，锰铁合金8％，回炉料40％。

调整成分(按重量百分比计)：C 1.10-1.25，Si≤0.8，Mn 10-11，S≤0.05，P≤0.08，N0.04-0.05。

加料顺序：废钢→回炉料→锰铁合金→加氮。

升温调质：当钢水温度达到1450℃，用经过减压除温的氮气通过炉壁8底部充氮口10并经气隙砖9进行精炼合金化约20分钟，然后取样保温，钢水经炉前分析合格后升温至1500℃，用0.5％的纯铝脱氧后倒入1吨钢包。

4.浇注：启动真空泵1将砂箱2内抽成0.04MP真空，钢水5温度在1460℃浇注，同时加入占钢水5重量6.5％、粒度在1毫米的多元合金悬浮剂6，中间不能停顿，钢水5在浇口杯中保持充满，浇注完毕后根据铸件4壁厚大小确定保持真空时间。清理及热处理工艺与传统方法相同。

Claims (1)

1.一种悬浮铸造生产抗磨高锰钢的工艺，包括消失模制做、造型、熔炼、浇注步骤，其特征在于：

a.消失模制做：用泡沫代替传统的铜合金、铝合金、木材生产铸件模具；

b.造型：用消失模负压造型，用负压的方法使干砂紧固；

c.熔炼：i.熔炼设备用中频感应电炉；ii.原料按重量百分比计：废钢52，锰铁合金8，回炉料40；iii.成分调整按重量百分比计：C 1.10-1.25，Si≤0.8，Mn10-11，S≤0.05，P≤0.08，N0.04-0.05；iv.加料顺序：废钢→回炉料→锰铁合金→加氮；v.升温调质：当钢水温度达到1450℃，用经过减压除温的氮气通过炉底气隙砖进行精炼合金化约20分钟，然后取样保温，钢水经炉前分析合格后升温至1500℃，用0.5％的纯铝脱氧后倒入1吨钢包；

d.浇注：启动真空泵将砂箱内抽成0.04MP真空，钢水温度在1460℃浇注，同时加入占钢水重量6.5％、粒度在1毫米的多元合金悬浮剂，中间不停顿，钢水在浇口杯中保持充满，浇注完毕后根据铸件壁厚大小确定保持真空时间，清理及热处理工艺按常规方法进行。

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