專利名稱：一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風電鑄件生產(chǎn)技術，具體是一種用高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，屬于鑄造及黑色金屬冶金領域。
背景技術：
風力發(fā)電是風能清潔利用最為有效的方式。高質量風電鑄件是風力發(fā)電機組的可靠運行、有效利用風能的關鍵。風電發(fā)電機組多安裝在野外，工況條件苛刻，對風電鑄件的質量提出極高要求。鐵素體球墨鑄鐵強韌性優(yōu)良，是大型風力發(fā)電機組鑄件首選的材料。但大型風電鑄件通常壁厚超過100mm，重量達到數(shù)噸乃至于數(shù)十噸。這類特大型球墨鑄鐵件在凝固過程中石墨球容易發(fā)生畸變，需要嚴格控制成分及工藝措施才能獲得合格鑄件。目前現(xiàn)有的鑄件生產(chǎn)過程均是將生鐵、廢鋼等爐料加入電爐或者沖天爐熔化后， 獲得鐵液，然后再對鐵液進行處理后進行澆鑄冷卻。而生鐵則是通過高爐鐵水澆入生鐵錠模后冷卻獲得。在這一過程中，生鐵等爐料的熔化，需要消耗大量的能源。申請?zhí)?00810141326. 0的中國發(fā)明專利申請公布公開了一種高爐-中頻爐雙聯(lián)熔煉短流程生產(chǎn)技術，將高爐鐵液引入中頻感應電爐，升溫后對鐵液進行處理，然后直接澆鑄鑄件。這一方法縮短了工藝流程，大大節(jié)約了能源。但是，不足之處在于感應電爐對鐵液成分調節(jié)控制能力較差，高爐鐵液通過感應電爐加熱后，無法滿足高性能風電鑄件生產(chǎn)的要求。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，通過高爐與電弧爐雙聯(lián)熔煉生產(chǎn)風電鑄件。本發(fā)明的技術方案如下一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，包括1)高爐熔煉后獲得的原鐵液，加入電弧爐中進行升溫和成分調整；2)鐵液溫度和成分達到要求后，將原鐵液倒入澆包中，用球化劑進行脫硫及球化處理；所述的球化劑為稀土硅鎂合金；球化劑的加入量是鐵液質量的0. 8-1. 0% ；3)將脫硫球化處理后的鐵液加入孕育劑進行孕育處理；孕育劑為硅鐵合金；孕育劑的加入量是鐵液質量的0. 4-0. 6% ；4)對鐵液進行微合金化將球化和孕育處理后的原鐵液加入微量金屬Sb進行微合金化；微量金屬Sb加入量是鐵液質量的0. ；5)經(jīng)過以上處理后，將鐵液澆入鑄型，澆鑄溫度在1300攝氏度 1340攝氏度，經(jīng)過緩慢冷卻后即可獲得性能滿足要求的風電鑄件。所述高爐熔煉后獲得的鐵液加入電弧爐中進行升溫和成分調整是高爐熔煉后獲得的鐵液，經(jīng)過測溫和化學成分析后，確定其溫度和成分；然后，加入電弧爐中，按照需要獲得原鐵液的成分和溫度，進行冶煉，調整成分和溫度，直到獲得符合要求的原鐵水為止。
所述原鐵水溫度和成分具體要求是溫度1450 1480攝氏度，成分質量百分比為 3. 5% 3. 8% C，0. 8% 1. 2% Si，0. 0. 3% Mn，< 0. 07% P，< 0. 07% S，余量為 Fe 及不可避免的微量雜質。經(jīng)過球化、孕育和微合金化處理后，獲得的球墨鑄鐵鐵液的最終成分質量百分比為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，其余為 Fe 及不可避免的微
量雜質。本發(fā)明的有益效果是電弧爐能夠方便的通過控制熔煉工藝，控制冶金過程，從而準確控制鐵液的化學成分，使之滿足大型風電球墨鑄鐵件生產(chǎn)的要求。大大縮短工藝流程， 提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，對節(jié)能降耗具有重要意義。
具體實施例方式下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明的特征及效果。實施例1高爐熔煉獲得的鐵水，其溫度為1200攝氏度，化學成分(質量百分比)為4. 1% C,0.8% Si,0.6% Μη,Ο. 3% P,0.2% S，余量為！^及不可避免的微量雜質。將其倒入電弧爐中，升溫，經(jīng)過脫碳、增硅、降錳、脫硫、脫磷等熔煉工藝處理后，獲得原鐵水的成分(質量百分比)為3. 6% C，0. 9% Si，0. 2% Mn, < 0. 04% P, < 0. 06% S，余量為！^及不可避免的微量雜質，溫度為1450攝氏度。將此原鐵水使用稀土硅鎂合金進行球化處理，然后再使用硅鐵合金進行孕育處理。處理完畢后，加入微量的金屬Sb，處理后獲得的最終鐵液的化學成分(質量百分比)為 3. 5% C, 1. 9% Si,0. 2% Μη,Ο. 04% P，0· 03% S，0· 05% Mg ；0. 02% RE，0. 02% Sb，其余為 Fe 及不可避免的微量雜質。將此鐵液靜置到溫度1320攝氏度時，澆鑄入3MW的風電機組輪轂鑄件鑄型中，凝固冷卻60小時后開箱清理獲得鑄件。對鑄件進行本體組織性能分析，結果表明，球化等級為2級，石墨球大小5級，室溫抗拉強度420MPa，室溫沖擊韌性平均值40J， 最低值26J，_20°C沖擊韌性平均值12J，最低值10J。符合風電鑄件的要求。實施例2高爐熔煉獲得的鐵水，其溫度為1260攝氏度，化學成分(質量百分比)為4. 3% C,1.2% Si,0. 5%Mn,0. 2% P,0.2% S，余量為！^及不可避免的微量雜質。將其倒入電弧爐中，升溫，經(jīng)過脫碳、增硅、降錳、脫硫、脫磷等熔煉工藝處理后，獲得原鐵水的成分(質量百分比)為3. 8% C, 1. 2% Si，0. 2% Mn, < 0. 05% P, < 0. 06% S，余量為！^及不可避免的微量雜質，溫度為1460攝氏度。使用稀土硅鎂合金對原鐵水進行球化處理，然后再使用硅鐵合金進行孕育處理。 處理完畢后，加入微量的金屬Sb，處理后獲得的最終鐵液的化學成分(質量百分比)為 3. 8% C, 2. 1% Si,0. 2% Μη,Ο. 05% Ρ,Ο. 03% S，0· 06% Mg ；0. 03% RE,0· 01% Sb，其余為 Fe 及不可避免的微量雜質。將此鐵液靜置到溫度1330攝氏度時，澆鑄入2MW的風電機組輪轂鑄件鑄型中，凝固冷卻50小時后開箱清理獲得鑄件。對鑄件進行本體組織性能分析，結果表明，球化等級為2級，石墨球大小5級，室溫抗拉強度415MPa，室溫沖擊韌性平均值41J， 最低值^J，-20°C沖擊韌性平均值14J，最低值11J。符合風電鑄件的要求。
權利要求
1.一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，其主要特征在于包括1)將高爐熔煉后獲得的鐵液，加入電弧爐中進行升溫和成分調整；2)原鐵液溫度和成分達到要求后，將原鐵液倒入澆包中，用球化劑進行脫硫及球化處理；所述的球化劑為稀土硅鎂合金；球化劑的加入量是鐵液質量的0. 8-1. 0% ；3)將脫硫球化處理后的鐵液加入孕育劑進行孕育處理；孕育劑為硅鐵合金；孕育劑的加入量是鐵液質量的0. 4-0. 6% ；4)對鐵液進行微合金化將球化和孕育處理后的原鐵液加入微量金屬Sb進行微合金化；微量金屬Sb加入量是鐵液質量的0. ；5)經(jīng)過以上處理后，將鐵液澆入鑄型，澆鑄溫度在1300攝氏度 1340攝氏度，經(jīng)過緩慢冷卻后即可獲得性能滿足要求的風電鑄件。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，其特征在于，所述高爐熔煉后獲得的鐵液加入電弧爐中進行升溫和成分調整是高爐熔煉后獲得的鐵液，經(jīng)過測溫和化學成分析后，確定其溫度和成分；然后，加入電弧爐中，按照需要獲得原鐵液的成分和溫度，進行冶煉，調整成分和溫度，直到獲得符合要求的原鐵水為止。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，其特征在于，所述原鐵水溫度和成分具體要求是溫度1450 1480攝氏度，成分質量百分比為3. 5% 3. 8% C， 0. 8% 1. 2% Si，0. 0. 3% Mn, < 0. 07% P, < 0. 07% S，余量為 Fe 及不可避免的微量雜質。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，其特征在于，經(jīng)過球化、 孕育和微合金化處理后，獲得的球墨鑄鐵鐵液的最終成分質量百分比為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，其余為!^e及不可避免的微量雜質。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐鐵水生產(chǎn)風電鑄件的方法，屬鑄造技術領域。包括1)高爐熔煉后獲得的鐵液，加入電弧爐中進行升溫和成分調整；2)鐵液溫度和成分達到要求后，鐵液倒入澆包中，用球化劑進行脫硫及球化處理；3)脫硫球化處理后的鐵液加入孕育劑進行孕育；4)鐵液進行微合金化；5)經(jīng)過以上處理后，將鐵液澆入鑄型，澆鑄溫度控制在1300攝氏度～1340攝氏度，經(jīng)過緩慢冷卻后即可獲得性能滿足要求的風電鑄件。優(yōu)點是大大縮短工藝流程，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，對節(jié)能降耗具有重要意義。
文檔編號C21C1/08GK102312034SQ20111022211
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者劉曉林, 劉靜, 孫吉明, 岑啟宏, 王治國 申請人:徐州勝海機械制造科技有限公司