阅读说明：本技术 一种利用钢刨花制备铸铁的方法 (Method for preparing cast iron by utilizing steel shavings ) 是由 杨永鑫 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种利用钢刨花制备铸铁的方法,机械加工中产生的大量钢刨花,如何将废物利用,变废为宝,去除钢刨花中所含的杂质,化验钢刨花中所含的元素的成分及其含量,根据铸件所要求的型号和化学成分的要求,计算出所需的元素的含量,每次按比例进行添加,熔化后钢刨花占炉体90～95%,清除漂浮在炉顶的杂质,其中在合金元素投放前,应根据要求化验铁水的含碳量,对钢刨花的杂质超标,增碳剂的性能指标差,易导致含碳量达不到要求,取样化验后,经计算,添加一定量的增碳剂,最后再按计算量投放合金元素。(The invention provides a method for preparing cast iron by utilizing steel shavings, which comprises the steps of utilizing wastes, changing wastes into valuables, removing impurities contained in the steel shavings, testing components and contents of elements contained in the steel shavings, calculating the content of required elements according to the model and chemical composition requirements required by a casting, adding the required elements according to the proportion every time, measuring the carbon content of molten iron after melting to be 90-95%, and removing impurities floating on the top of a furnace, wherein the impurities of the steel shavings exceed the standard and the performance index of a carburant is poor before the alloy elements are put into the furnace, sampling and testing, adding a certain amount of carburant according to calculation, and finally putting the alloy elements into the furnace according to the calculated amount.)

一种利用钢刨花制备铸铁的方法

技术领域

本发明涉及利用钢刨花制作铸铁的方法，属于铸造领域。

背景技术

我国是铁矿石进口大国，铁矿石是不可再生的矿物资源，每年国内基础建设消耗大量的钢材，废物的回收再利用，提高资源的利用率，保护环境，实现循环经济，适应经济的可持续发展，意义重大。

由于原材料价格的不断上涨，人工费不断增加，环保监管的力度加大，设备的运行费用支出增加，铸造行业面临成本快速上涨，利润被蚕食，行业的生存出现危机，如何降低成本，改进铸造工艺，提高产品质量，成为刻不容缓的当务之急。

目前，国内铸钢和铸铁都采用成品钢和废旧钢作为原料，制作铸件，一是成品钢和废旧钢相对成本高，一是废旧钢经过化学反应杂质含量高，铸件性能差。

发明内容

机械加工中产生的大量钢刨花，如何将废物利用，变废为宝，去除钢刨花中所含的杂质，化验钢刨花中所含的元素的成分及其含量，根据铸件所要求的型号和化学成分的要求，计算出所需的元素的含量，每次按比例进行添加，熔化后钢刨花占炉体90～95%，清除漂浮在炉顶的杂质，其中在合金元素投放前，应根据要求化验铁水的含碳量，对钢刨花的杂质超标，增碳剂的性能指标差，易导致含碳量达不到要求，取样化验后，经计算，添加一定量的增碳剂，最后再按计算量投放合金元素。

其技术方案为：一种利用钢刨花铸铁制备铸铁的方法，包括以下步骤：

第一步、测定并计算：将钢刨花去除杂质，测定钢刨花中的元素的成分及其含量，计算出制作该铸铁所需的元素含量，查表计算，并按照铸铁国家标准规定参数执行；

第二步、增碳剂的选用：增碳剂的含碳量90～99.9%，其余为灰分、挥发份和水分，硫含量＜0.2%；

第三步、铸铁液的制备：采用中频感应电炉，每吨钢刨花中加入增碳剂的量为30～60公斤，中频感应电炉加热前放置的钢刨花量为炉内体积的20～40%，同时在钢刨花上按比例均匀覆盖一层增碳剂，待中频感应电炉的炉底出现少量的钢液时，按比例分批次依次投放钢刨花和增碳剂，待中频感应电炉中钢液熔化至炉体容量的80～90%，所需的增碳剂投放完成，分批次投放，使增碳剂与钢刨花充分接触，随后再继续投放钢刨花，熔化后钢液占炉内炉体的90～95%，清除漂浮在炉顶的杂质，在合金元素投放前，化验钢水中的含碳量，当含碳量达不到设计要求时，经重新计算，向中频感应电炉中添加所需的补充量，所述的补充量即为理论值减去测定值只差，达到所需铸铁的设计要求，按照理论计算，含碳量应该能达到，但化验钢水中的含碳量时，达不到理论计算要求，分析其中的原因，一是钢刨花的杂质超标，二是增碳剂的性能指标差，都会导致测定结果值小于理论值，所述的性能指标差是指杂质、S、P含量高，影响碳的吸收，采取去杂、降低S、P含量措施，最后投放65～75%的硅铁，投放量每吨20～30公斤、55～75%锰铁的投放量，按制作的铸铁要求计算量投放，投放的全部合金元素熔化完毕，炉温升至1450～1620°C, 取样化验钢水的成分，制作三角试块，试块检测合格，制备全部过程结束。

机械加工中所产生的钢刨花包含五大元素含量，碳≤0.6%、硅≤0.3 %，锰≤0.8%，硫≤0.09%、磷≤0.09%，其中硫、磷是有害元素，进行脱硫、脱磷处理。

投放65～75%的硅铁，投放量每吨20～30公斤、55～75%锰铁，按制作的铸铁要求计算量投放，主要是铸铁液中的硅元素和锰元素含量低，达不到所需型号的国家标准，为了让材质成分达到标准，经查表计算，需分别添加加锰铁和硅铁，通常情况下，普通铸铁不需要投放锰铁。

钢刨花熔化所需的热能少，熔化速度快。

当炉温达到1400～1650°C，增碳剂分批次添加到钢刨花中结束后，按每吨钢刨花投放1～1.5公斤石灰石，石灰石的主要成分是碳酸钙，在高温条件下使石灰石与钢刨花中的硫发生，生成硫化钙和硅酸钙，降低钢刨花硫的含量，其次生成磷酸钙，降低钢刨花磷的含量，温度高反应速度快。

所述的钢刨花是指Q235等钢制产品通过车，铣，刨，磨，钻等机械加工设备剥离下来的碎屑，所述度均为摄氏度。

现有国内铸铁企业，若采用面包铁、废机铁作为原料，没有采用钢刨花作为铸铁原料。

根据生产的铸铁型号所需的元素的成分，如HT150、 HT200 、HT250，计算每吨钢刨花所需添加的增碳剂数量，按比例、分批次，即添加一层钢刨花后，再添加一层增碳剂，依次分批次添加，在炉中增碳剂与钢刨花充分接触，增加接触的比表面，利于铸铁液中的碳元素均匀分布，碳元素被充分吸收，达到所需元素含量标准，铸铁液中所需元素含量达到标准，制备的铸铁才能满足行业标准这是制备铸铁关键技术步骤，增碳剂若采用一次添加，未按比例分批次，会导致大批量增碳剂烧损严重，吸收率下降，熔炼时间也会延长，增碳剂中的碳元素不能被铸铁液吸收，碳元素活泼性差、流动性差，比表面大，在炼钢炉中易上浮。

导致铸铁液中所需元素含量未达到行业标准，制备铸铁是否合格，这是利用钢刨花和增碳剂制备铸铁的核心技术，分层批量添加增碳剂，使增碳剂与钢水比表面率最大，碳完全吸收。

本发明具有以下优点。

1、利用钢刨花，通过计算添加不同数量的增碳剂可制备所需要铸铁，制备灰铁、球铁。

2、性能稳定，增碳剂的添加量按计算比例添加。

3、目前，18号新生铁每吨3000元左右，废钢的价格每吨2500元左右，而废钢刨花的价格每吨2100元左右，增碳剂的价格每吨2800～4000元，且增碳剂全部吸收为铸铁成分。

具体实施方式

实施例1。

一种利用钢刨花制备铸铁的方法，包括以下步骤：

第一步、测定并计算：将钢刨花去除杂质，测定钢刨花中的元素的成分及其含量，计算出制作该铸铁所需的元素含量，并进行脱硫、脱磷处理。

第二步、增碳剂的选用：增碳剂的含碳量99.8%,其余为灰分、挥发份和水分，硫含量0.8%。

第三步、铸铁液的制备：采用中频感应电炉，每吨钢刨花中加入增碳剂的量为35公斤，中频感应电炉加热前放置的钢刨花量为炉内体积的25%,同时在钢刨花上按比例均匀覆盖一层增碳剂，待中频感应电炉的炉底出现少量的钢液时，按比例分批次依次投放钢刨花和增碳剂，待中频感应电炉中钢液熔化至炉体容量的80%，所需的增碳剂投放完成，随后再继续投放钢刨花，熔化后钢液占炉内炉体的95%，清除漂浮在炉顶的杂质，在合金元素投放前，化验钢水中的含碳量，当含碳量达不到设计要求时，经重新计算，向中频感应电炉中添加补充量，达到所需铸铁的设计要求，钢刨花的杂质超标，增碳剂的性能指标差，所述的性能指标差是指杂质、S、P含量高，当炉温达到1600°C，增碳剂分批次添加到钢刨花中结束后，按每吨钢刨花投放1.2公斤石灰石，最后投放70%的硅铁，投放量每吨25公斤、75%锰铁的投放量，按制作的铸铁要求计算量投放，投放的全部合金元素熔化完毕，炉温升至1550°C, 取样化验钢水的成分，制作三角试块，试块检测合格，制备全部过程结束。