[发明专利]球墨铸铁生产中集中退火的方法

说明书

本发明涉及铸铁生产退火工艺技术领域，是一种球墨铸铁生产中集中退火的方法，包括不进管保温模式和集中进管退火模式。本发明所述的球墨铸铁生产中集中退火的方法，相对于现有退火工艺，其能够显著降低球墨铸管的退火能耗，从而能够降低球墨铸管的生产成本，使本发明所述的球墨铸铁生产中集中退火的方法具有广泛的工业应用前景，尤其是对于地处北方地区的生产企业，工业应用前景更佳。

技术领域

本发明涉及铸铁生产退火工艺技术领域，是一种球墨铸铁生产中集中退火的方法。

背景技术

球墨铸铁退火的目的是消除铸态组织中的游离渗碳体或消除基体组织中的共析渗碳体，从而提高铸件的塑性、韧性和改善切削加工性等，以满足使用要求。球墨铸铁管的塑性、韧性主要决定于基体组织，为得到铁素体基体，球磨铸管通常采用两步退火方式。即在高温区域（900℃至950℃）保温一段时间后，把温度降到大约720 ℃，并在该温度下保温，基本上得到铁素体基体。经两个阶段退火后，最终分解为铁素体与石墨。基体以铁素体为主，含有少量珠光体。

但是由于水冷离心球墨铸铁管具有较高的冷却速度，铁液在快速凝固的过程中，金相组织中有15%-25%共晶渗碳体产生，管体断面呈“白口化”状态，因此伸长率很低。为提高伸长率，水冷离心铸态球铁管需进行高温（＞920℃）退火，高温退火能促进共晶渗碳体的分解。经高温退火处理后，水冷离心球墨铸铁管金相组织中的渗碳体几乎全部分解，铁素体的比例为90%至95%，珠光体仅为5%至10%，具有较高的伸长率。

退火曲线一般分为四段：加热段、保温段、快冷段和缓冷段。在保温段要求共晶渗碳体全部得到分解，进入缓冷段后，珠光体开始分解，最终的基体以铁素体为主，含有少量的珠光体。高温退火的主要目的是消除在一次结晶时形成的铸态组织中的游离渗碳体（针状、共晶和块状渗碳体），另外还部分地起到了均匀成分和组织的作用。游离渗碳体远比共析渗碳体粗大，因此，它在低温时很难分解，只有通过高温加热才会分解为奥氏体和石墨碳。高温石墨化退火是由四个过程组成的：1.渗碳体分解成奥氏体和碳原子；2.碳原子通过奥氏体向原有的球墨表面聚集；3.球墨边缘的铁原子进行迁移，让出位置；4.碳原子填入铁原子让出的空位，球墨聚集长大。

离心球墨铸管退火过程，可简单描述为离心机浇铸结束后，开始进入退火炉加热段升温，达到920℃以上在保温段保温一段时间，渗碳体开始分解为奥氏体+石墨，经过快冷段降温后，管温降低至720℃左右，在缓冷段保温一段时间后珠光体分解。

目前所有铸管行业退火能力远远大于离心机浇铸能力，在当前环保形势严峻情况下，铸管陆续采取以化废钢的合成铸铁模式生产，由于该模式以废钢为主材，需要将废钢化成铁水后，再以该铁水生产铸铁。由于化废钢造成铸铁生产不能连续，进而不能保证退火炉满负荷入管退火，由于退火炉加热段炉温正常退火时要求控制在920℃以上，存在退火炉常燃问题，退火炉空炉时间较长，能源浪费严重。

目前球管退火工艺主要有间断退火工艺和停炉攒管退火工艺。这两种方式同时存在能耗较高的问题。

以阜康能源铸管为例，目前采用合成铸铁模式生产，化废钢造成生产不能连续，不能保证退火炉满负荷入管退火，退火炉空炉时间较长，能源浪费严重。间断退火工艺：以24小时退火300吨基础能力测算，6000kw/h功率电炉以合成铸铁模式生产球管全天产能160吨，基本每天空炉12小时左右；空炉时，煤气消耗5000m³/h，每天空耗60000m³煤气，按照目前吨煤产气量计算，每天浪费煤15吨以上。

停炉攒管退火工艺即在不退火时，停退火炉，球管攒到一定量后再启动退火炉退火的方式，由于退火炉正常退火的工作温度在920℃以上，因此该方式存在升温耗时（14小时以上）、升温耗能源的问题，并且由于升温温差较大，尤其是北方低温地区，会对退火炉炉体造成损害，缩短炉体的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种球墨铸铁生产中集中退火的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有球管退火工艺存在能耗较高的问题。