專利名稱：用硼生鐵熔煉硼、硼釩鈦鑄鐵的方法
技術領域：
本發明屬于熔融態下鐵類合金的處理方法。
現有的冶金、礦山、建材等行業使用的襯板、磨球等極易磨損件往往采用白口鑄鐵、中錳球鐵，以及釩鈦鑄鐵。這些鑄鐵一個共同的問題是其抗磨性能較差，用白口鑄鐵制的襯板使用壽命為2-4個月，中錳球鐵襯板使用壽命為3-6個月，釩鈦鑄鐵的使用壽命也只有12-18個月。研究表明含硼鑄鐵的抗磨性能更為優良，現有技術中含硼鑄鐵的制取都是在鐵水包中加入硼鐵合金，從而得到含硼鑄鐵。
本發明的目的在于提供一種利用含硼生鐵直接熔煉硼、硼釩鈦鑄鐵的生產方法。
本發明的主要內容包括硼、硼釩鈦兩種鑄鐵的成分設計，爐料配比及熔煉工藝。
本發明的硼鑄鐵設計成分范圍(%)C、3.4-4.0，Si、1.0-2.5Mn、4.0-8.0，P＜0.1，S＜0.05，B、0.05-0.30，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，SQY-4型變質劑，余量、Fe。
爐料配比(%)硼生鐵(含硼1%左右)40-50，普通生鐵15-25，廢鋼30-35。
本發明的硼釩鈦鑄鐵設計成分范圍(%)C、3.0-4.0，Si、1.0-2.5，Mn、3.0-6.0，P＜0.1，S＜0.05，V、0.1-0.4，Ti、0.05-0.4，B、0.05-0.2，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，余量、Fe。
爐料配比硼生鐵(含硼1%左右)、20-25，釩50生鐵、55-65，廢鋼、15-20。
下面結合制造硼鑄鐵襯板、硼釩鈦鑄鐵襯板的實施例來說明本發明的工藝方法。
制造硼鑄鐵襯板的爐料配比(%)硼生鐵(含硼1%左右)、47，普通生鐵、20，廢鋼、33。制造硼釩鈦抗磨鑄鐵襯板的爐料配比(%)硼生鐵(含硼1%左右)、23，V50生鐵、60，廢鋼、17。熔煉設備選5噸兩排大間距沖天爐。其熔煉過程是將爐料首先投爐，在爐內預熱1-1.5小時后開始送風熔煉，為防止硼氧化，要縮短熔煉時間。為提高鑄鐵韌性，開爐初期減少底焦高度，提高熔化速度，縮短鐵水流經底焦的距離，減少鐵水與焦炭的接觸時間，以減少增碳。具體操作是在裝爐加底焦時，把底焦總量減少10-15%，待爐料熔化結束后，再補加底焦維持正常熔煉底焦高度。鐵水出爐溫度為1400℃硼的回收率接近60%。由于鐵水在沖天爐內脫硫比較困難，所以采用爐外脫硫法，采用凹坑式或堤壩式澆包處理，將稀土鎂合金和SQY-4型變質劑放在包底鐵水流的對面處，加適量的草灰椿實，出鐵水時，把鐵水控制到最大流量，在鐵水槽里加入占鐵水量的0.5%的蘇打脫硫，嚴格控制爐渣不能進入包內，鐵水出完后加草灰攪拌扒渣，取三角試片后，再加草灰復蓋鐵水表面進行保溫。三角試片斷口觀察合格后，澆注鑄件和試樣。襯板澆注溫度控制在1360-1310℃范圍內。鑄件不需要進行熱處理和機械加工。為滿足互換性要求，嚴格控制襯板兩孔中心距。在鑄造過程中嚴格掌握型砂水分小于5.5%，透氣性高于80。所得硼鑄鐵襯板成分(%)C、3.33，Si、2.28，Mn、4.76，P、0.060，S、0.0081，B、0.224，Mg、0.042，Re、0.040，SQY-4型變質劑。
硼釩鈦鑄鐵襯板的成分(%)C、3.68，Si、1.93，Mn、3.72，P、0.081，S、0.0076，B、0.112，V、0.29，Ti、0.10，Mg、0.024，Re、0.022。
鑄件輪廓清晰，表面光潔無氣孔。
在硼鑄鐵中由于B與C、N形成硼碳化物和硼氮化物，所以顯微硬度(Hv)很高，可達1100以上，因此具有良好的抗磨性能。
在硼鋇鈦鑄鐵中，除原來的釩、鈦的碳、氮化物外，又增加了一定量的B與C、N化物的硬質相，所以其抗磨性能比V、Ti鑄鐵有大幅度提高。
硼鑄鐵和硼釩鈦鑄鐵的顯微組織都是由珠光體、萊氏體和滲碳體組成，三者占的體積分數不同。二種鑄鐵襯板經現場掛片試驗，其使用壽命都超過三年。
利用本發明的方法制造的硼鑄鐵和硼釩鈦鑄鐵其抗磨性能優良，成本較低;可節省大量Cr、Ni、Mo等貴重金屬。
權利要求
1.一種用沖天爐熔煉生鐵與廢鋼生產硼鑄鐵的方法，其特征在于所用的生鐵為硼生鐵(含B1%左右)和普通生鐵，其原料配比(%)為硼生鐵(含B1%左右)、40-50，普通生鐵、15-25，廢鋼3.0-3.5；成分設計(%)C、3.4-4.0，Si、1.0-2.5，Mo、4.0-8.0，P＜0.1，S＜0.05，B、0.05-0.30，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，SQY-4型變質劑，余量、Fe。
2.一種用沖天爐熔煉生鐵與廢鋼生產硼釩鈦鑄鐵的方法，其特征在于所用的生鐵為硼生鐵(含B1%左右)，釩50生鐵，其原料配比(%)為硼生鐵(含B1%左右)，20-25，釩50生鐵、55-65，廢鋼、15-20;成分設計(%)C、3.0-4.0，Si、1.0-2.5，Mn、3.0-6.0，P＜0.1，S＜0.05，V、0.1-0.4，Ti、0.05-0.4，B、0.05-0.2，Mg、0.01-0.05，Re、0.01-0.05，余量、Fe。
3.如權利要求1、2所述的用沖天爐熔煉生鐵與廢鋼，生產硼、硼鋇鈦鑄鐵的方法，其特征在于熔煉過程中a).爐料投爐后在爐內予熱1-1.5小時后開始熔煉;b).在裝爐加底焦時，使底焦總量減少10-15%，待爐料熔化結束后，再補加底焦到正常熔煉高度。
4.如權利要求1、2所述的用沖天爐熔煉生鐵與廢鋼，生產硼、硼釩鈦鑄鐵的方法，其特征在于進行鐵水爐外脫硫時，在包內加了SQY-4型變質劑。
全文摘要
本發明屬于熔融態下鐵類合金的處理方法，其主要技術特征是在沖天爐內熔融含硼生鐵(含B1％左右)及普通生鐵，釩50生鐵和廢鋼制取硼鑄鐵和硼釩鈦鑄鐵。其爐料配比分別是硼鑄鐵原料配比(％)硼生鐵(含B1％左右)40—50，普通生鐵15—25，廢鋼30—35；硼釩鈦鑄鐵爐料配比(％)硼生鐵(含B1％左右)20—25，釩50生鐵55—65，廢鋼15—20。用本發明的方法生產的硼、硼釩鈦鑄鐵抗磨性能優良、成本低，且可節省多種貴重金屬。
文檔編號C22C33/08GK1093757SQ9311012
公開日1994年10月19日 申請日期1993年2月25日 優先權日1993年2月25日
發明者馬家祥, 王繼堯, 劉勃然, 趙秉軍, 高曉農, 胡慶茂, 劉慧明, 徐忠俊, 蘇吉仁, 叢本滋, 閻運奎 申請人:東北工學院, 沈陽礦山機器廠, 鳳城鋼鐵廠