冲天炉高硫铁水以喂线法生产大断面球铁

1、冲天炉高硫铁水以喂线法生产大断面球铁 哈尔滨科德威冶金新材料有限责任公司 吴荷生一.前言 在我国，由于历史的原因，许多老牌铸造厂，尤其是钢铁企业所属机制（或机修）公司的铸造厂（或）车间，几乎都是采用如图1所示的冲入法工艺流程，直接将含硫量较高的冲天炉铁水处理并浇铸成水冷炉壁，烧结盘，轧辊之类的大断面球铁。图1. 用冲入法生产大断面球铁的流程这些铸造厂（或车间），为给球化与孕育作业制备一份好的铁水，通常都十分注意对原辅材料的选择，而且几乎都是以磷、硫和干扰元素含量少的优质球生铁和废钢为原料；以硫和灰分含量低的铸造焦炭为燃料；以杂质少的石灰石和萤石为熔剂。为了强化球化和孕育作业，几乎都是以抗衰退性

2、能好的钇基稀土镁硅铁为球化剂和以低硫、低铝的优质75硅铁为孕育剂外。为了得到理想质量的铸件，都十分注意对工艺过程和操作的管理。尽管如此，仍然避免不了出现铸件不合格的情况。最根本的原因在于：铁水的出炉温度一般为1440-1500，而浇注温度只是1240-1320，因此，铁水经球化和孕育处理后，都需要有一段让温度自然 降到符合铸件浇铸要求的等待时间（20-60分钟不等）。等待时间的巨大差异，必然会给铸件的质量带来不同的负面影响。除球化-孕育处理温度和浇铸温度存在很大差异之外，冲天炉铁水用冲入法生产大断面球铁的铸造厂（或车间）几乎都存在如下一些自身难以克服的共性问题：l 球化孕育处理结果难以不受人为

3、因素的干扰；l 重稀土元素会因铁水的高含硫量而被大量消耗，从而背离主要用其进行抗衰退的初衷；l 球化剂用量多，资源浪费大；l 球化和孕育衰退严重且难控制，铸件质量难以稳定达标；l 处理工艺时常无法随铁水中硫和干扰元素的含量变化而变化； l 处理作业产生的烟气对工作环境的污染严重； l 回炉料无法得到完全利用；l 处理作业产生的渣多而粘且难扒除；l 工人劳动条件差且强度大。等等。二. 冲天炉高硫铁水用喂线法生产大断面球铁的工艺及相关参数 众所周知，用喂线法生产球铁的设想与工艺源自于用其对钢水的精练处理。随着包芯线制作与应用技术的进步，用镁金属或镁合金球化包芯线进行铁水脱硫和铁水脱硫与球化的技术已

4、被国内外越来越多的铸造工作者和工厂所认可，而用包芯线进行铁水孕育的工艺亦正获得越来越多的重视。为从根本上克服或消除用冲入法生产球铁（尤其是大断面球铁）时所存在的问题，哈尔滨科德威冶金新材料有限责任公司和宣化钢铁集团机械厂共同在生产现场进行了“冲天炉高硫铁水用喂线法来生产大断面球铁的研究与试验”，并成功地将这一工艺用于了工业生产。实践证明，冲天炉高硫铁水用喂线法进行处理具有采用冲入法无可比拟的优点。现将其主要情况简要介绍如下：1. 生产工艺流程图2示出的是宣化钢铁集团机械厂铸造分厂用冲天炉铁水生产大断面球铁的工艺流程。基本做法是：在有电子秤的监控下，让冲天炉铁水不断流入事先加有硅铁的处理包中，直

5、至达到预定铁水装入量时为止，然后放置在处理站德平车上进行铁水自然降温等待，至铁水温度降到通过一系列试验所选定的数值时，立即启动处理站的相关处理程序，相继进行铁水脱硫-球化与孕育的处理，处理工作结束后，立即进行浇铸。 图2. 用喂线法法生产大断面球铁的流程2. 过程主要参数 A. 冲天炉配料比：12#球生铁（含碳量3.6-3.8% ; 含硫量0.02-0.03%）：700kg焦炭（含硫量0.45-0.50%）：70kg：萤石（含CaF2 90%）：15kg石灰石（含CaO 52-53%）： 75#硅铁：12kg B. 原铁水成分，% C Si Mn P S 3.80-4.02 1.22-1.65

6、 0.33-0.43 0.067-0.070 0.044-0.080C. 铁水温度 出炉温度：1440-1500；处理温度：1290-1330；D. 球化剂成分，% ： Mg Relight Ca Si Fe及其它 29-31 1.5-2.0 2.0-3.0 42-44 其余 孕育剂成分，%Mg Relight+Reheavy Ba Ca Si Fe及其它2-3. 2.5-3.0 适量 适量 46-48 其余 E. 13mm球化线参数总重：360克/米球化剂重量：210克±2%/米钢带重：150克/米加入量：35米/吨铁水F. 13mm包芯线参数总重：440克/米孕育剂重量：210克±2%/米加入量：15米/吨铁水三. 采用喂线法生产大断面球铁的实景照片