CN102312034A

CN102312034A - 一种高炉铁水生产风电铸件的方法

Info

Publication number: CN102312034A
Application number: CN201110222113A
Authority: CN
Inventors: 岑启宏; 王治国; 刘晓林; 刘静; 孙吉明
Original assignee: XUZHOU SHENGHAI MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XUZHOU SHENGHAI MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明公开了一种高炉铁水生产风电铸件的方法，属铸造技术领域。包括：1)高炉熔炼后获得的铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；2)铁液温度和成分达到要求后，铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；3)脱硫球化处理后的铁液加入孕育剂进行孕育；4)铁液进行微合金化；5)经过以上处理后，将铁液浇入铸型，浇铸温度控制在1300摄氏度～1340摄氏度，经过缓慢冷却后即可获得性能满足要求的风电铸件。优点是大大缩短工艺流程，提高生产效率，节约成本，对节能降耗具有重要意义。

Description

一种高炉铁水生产风电铸件的方法

所属技术领域

本发明涉及一种风电铸件生产技术，具体是一种用高炉铁水生产风电铸件的方法，属于铸造及黑色金属冶金领域。

背景技术

风力发电是风能清洁利用最为有效的方式。高质量风电铸件是风力发电机组的可靠运行、有效利用风能的关键。风电发电机组多安装在野外，工况条件苛刻，对风电铸件的质量提出极高要求。

铁素体球墨铸铁强韧性优良，是大型风力发电机组铸件首选的材料。但大型风电铸件通常壁厚超过100mm，重量达到数吨乃至于数十吨。这类特大型球墨铸铁件在凝固过程中石墨球容易发生畸变，需要严格控制成分及工艺措施才能获得合格铸件。

目前现有的铸件生产过程均是将生铁、废钢等炉料加入电炉或者冲天炉熔化后，获得铁液，然后再对铁液进行处理后进行浇铸冷却。而生铁则是通过高炉铁水浇入生铁锭模后冷却获得。在这一过程中，生铁等炉料的熔化，需要消耗大量的能源。

申请号200810141326.0的中国发明专利申请公布公开了一种高炉-中频炉双联熔炼短流程生产技术，将高炉铁液引入中频感应电炉，升温后对铁液进行处理，然后直接浇铸铸件。这一方法缩短了工艺流程，大大节约了能源。但是，不足之处在于感应电炉对铁液成分调节控制能力较差，高炉铁液通过感应电炉加热后，无法满足高性能风电铸件生产的要求。

发明内容

本发明提供一种高炉铁水生产风电铸件的方法，通过高炉与电弧炉双联熔炼生产风电铸件。

本发明的技术方案如下：一种高炉铁水生产风电铸件的方法，包括：

1)高炉熔炼后获得的原铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；

2)铁液温度和成分达到要求后，将原铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；所述的球化剂为稀土硅镁合金；球化剂的加入量是铁液质量的0.8-1.0％；

3)将脱硫球化处理后的铁液加入孕育剂进行孕育处理；孕育剂为硅铁合金；孕育剂的加入量是铁液质量的0.4-0.6％；

4)对铁液进行微合金化：将球化和孕育处理后的原铁液加入微量金属Sb进行微合金化；微量金属Sb加入量是铁液质量的0.1％；

5)经过以上处理后，将铁液浇入铸型，浇铸温度在1300摄氏度～1340摄氏度，经过缓慢冷却后即可获得性能满足要求的风电铸件。

所述高炉熔炼后获得的铁液加入电弧炉中进行升温和成分调整是：高炉熔炼后获得的铁液，经过测温和化学成分析后，确定其温度和成分；然后，加入电弧炉中，按照需要获得原铁液的成分和温度，进行冶炼，调整成分和温度，直到获得符合要求的原铁水为止。

所述原铁水温度和成分具体要求是：温度1450～1480摄氏度，成分质量百分比为3.5％～3.8％C，0.8％～1.2％Si，0.1％～0.3％Mn，＜0.07％P，＜0.07％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质。

经过球化、孕育和微合金化处理后，获得的球墨铸铁铁液的最终成分质量百分比为：3.5％～3.8％C，1.8％～2.2％Si，0.1％～0.3％Mn，＜0.04％P，＜0.03％S，0.04％～0.07％Mg；0.02％～0.04％RE，0.01％～0.02％Sb，其余为Fe及不可避免的微量杂质。

本发明的有益效果是：电弧炉能够方便的通过控制熔炼工艺，控制冶金过程，从而准确控制铁液的化学成分，使之满足大型风电球墨铸铁件生产的要求。大大缩短工艺流程，提高生产效率，节约成本，对节能降耗具有重要意义。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明的特征及效果。

实施例1

高炉熔炼获得的铁水，其温度为1200摄氏度，化学成分(质量百分比)为4.1％C，0.8％Si，0.6％Mn，0.3％P，0.2％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质。将其倒入电弧炉中，升温，经过脱碳、增硅、降锰、脱硫、脱磷等熔炼工艺处理后，获得原铁水的成分(质量百分比)为3.6％C，0.9％Si，0.2％Mn，＜0.04％P，＜0.06％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质，温度为1450摄氏度。

将此原铁水使用稀土硅镁合金进行球化处理，然后再使用硅铁合金进行孕育处理。处理完毕后，加入微量的金属Sb，处理后获得的最终铁液的化学成分(质量百分比)为3.5％C，1.9％Si，0.2％Mn，0.04％P，0.03％S，0.05％Mg；0.02％RE，0.02％Sb，其余为Fe及不可避免的微量杂质。将此铁液静置到温度1320摄氏度时，浇铸入3MW的风电机组轮毂铸件铸型中，凝固冷却60小时后开箱清理获得铸件。对铸件进行本体组织性能分析，结果表明，球化等级为2级，石墨球大小5级，室温抗拉强度420MPa，室温冲击韧性平均值40J，最低值26J，-20℃冲击韧性平均值12J，最低值10J。符合风电铸件的要求。

实施例2

高炉熔炼获得的铁水，其温度为1260摄氏度，化学成分(质量百分比)为4.3％C，1.2％Si，0.5％Mn，0.2％P，0.2％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质。将其倒入电弧炉中，升温，经过脱碳、增硅、降锰、脱硫、脱磷等熔炼工艺处理后，获得原铁水的成分(质量百分比)为3.8％C，1.2％Si，0.2％Mn，＜0.05％P，＜0.06％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质，温度为1460摄氏度。

使用稀土硅镁合金对原铁水进行球化处理，然后再使用硅铁合金进行孕育处理。处理完毕后，加入微量的金属Sb，处理后获得的最终铁液的化学成分(质量百分比)为3.8％C，2.1％Si，0.2％Mn，0.05％P，0.03％S，0.06％Mg；0.03％RE，0.01％Sb，其余为Fe及不可避免的微量杂质。将此铁液静置到温度1330摄氏度时，浇铸入2MW的风电机组轮毂铸件铸型中，凝固冷却50小时后开箱清理获得铸件。对铸件进行本体组织性能分析，结果表明，球化等级为2级，石墨球大小5级，室温抗拉强度415MPa，室温冲击韧性平均值41J，最低值28J，-20℃冲击韧性平均值14J，最低值11J。符合风电铸件的要求。

Claims

1.一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其主要特征在于：包括：

1)将高炉熔炼后获得的铁液，加入电弧炉中进行升温和成分调整；

2)原铁液温度和成分达到要求后，将原铁液倒入浇包中，用球化剂进行脱硫及球化处理；所述的球化剂为稀土硅镁合金；球化剂的加入量是铁液质量的0.8-1.0％；

2.根据权利要求1所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，所述高炉熔炼后获得的铁液加入电弧炉中进行升温和成分调整是：高炉熔炼后获得的铁液，经过测温和化学成分析后，确定其温度和成分；然后，加入电弧炉中，按照需要获得原铁液的成分和温度，进行冶炼，调整成分和温度，直到获得符合要求的原铁水为止。

3.根据权利要求2所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，所述原铁水温度和成分具体要求是：温度1450～1480摄氏度，成分质量百分比为3.5％～3.8％C，0.8％～1.2％Si，0.1％～0.3％Mn，＜0.07％P，＜0.07％S，余量为Fe及不可避免的微量杂质。

4.根据权利要求1所述的一种高炉铁水生产风电铸件的方法，其特征在于，经过球化、孕育和微合金化处理后，获得的球墨铸铁铁液的最终成分质量百分比为：3.5％～3.8％C，1.8％～2.2％Si，0.1％～0.3％Mn，＜0.04％P，＜0.03％S，0.04％～0.07％Mg；0.02％～0.04％RE，0.01％～0.02％Sb，其余为Fe及不可避免的微量杂质。