技术领域
[0001] 本
发明涉及金属
铸造技术领域，尤其涉及一种球墨
铸铁炊具及其生产方法。
背景技术
[0002]
灰铸铁具有熔点较低、铁
水流动性好、收缩率小、容易切削加工、成本低、工艺性能好等特性，现有铸铁锅、铸铁锅架、铸铁炉架、铸铁灶具架的生产，一般都是采用灰铸铁材质制造生产。但是，灰铸铁同时具有强度低、韧性低、塑性差等特点，所以灰铸铁材质的锅、锅架、炉架、灶具架很容易出现摔坏、碰坏、压坏等易损坏情况。
发明内容
[0003] 本发明提供了解决上述问题的球墨铸铁炊具及其生产方法，该球墨铸铁炊具例如是铸铁锅、铸铁锅架、铸铁炉架、铸铁灶具架，具有强度高、韧性高、塑性好、不易损坏等多种优点。
[0004] 本发明采用以下技术方案实现：
[0005] 一种球墨铸铁炊具，以重量百分比计，所述球墨铸铁炊具中各成分的组成为：
碳3.20-3.90％，
硅2.20-3.10％，硫≤0.025％，磷≤0.10％，锰≤1.00％，镁0.007-0.045％，稀土0.001-0.035％，其余为铁。
[0006] 优选地，以重量百分比计，所述球墨铸铁炊具中各成分的组成为：碳3.60-3.80％，硅2.52-2.66％，硫≤0.02％，磷≤0.07％，锰≤0.43％，镁0.017-0.045％，稀土0.001-0.035％，其余为铁。
[0007] 优选地，所述球墨铸铁炊具是锅、锅架、炉架或灶具架。
[0008] 一种球墨铸铁炊具的生产方法，包括：
[0009]
熔化步骤：将主
炉料和增碳剂混合后加热熔
化成铁水，加入聚渣剂，扒掉
熔渣后出铁，以重量百分比计，铁水的组成为：碳3.30-4.00％，硅0.8-1.6％，硫≤0.025％，磷≤0.10％，锰≤1.00％，其余为铁；
[0010] 球化步骤：
[0011] 对球化包进行预
热处理，使球化包内耐火材料的
温度达到500-750℃；
[0012] 向熔化步骤得到的铁水中，加入占铁水总重量的0.8-1.2％的孕育剂；
[0013] 将铁水倒入预热处理后的球化包中，向所述铁水中喂入球化丝和孕育丝，使所述铁水中硅的重量含量达到1.80-2.60％，喂丝结束后对铁水进行扒渣；
[0014] 浇注步骤：向铸型中浇注球化步骤得到的铁水，得到所述球墨铸铁炊具。
[0015] 优选地，所述主炉料包括
生铁和金属配料，以重量百分比计，所述生铁的用量为30-75％，所述金属配料的用量为70-25％，所述金属配料包括废
钢和回炉料中的至少一种；
[0016] 所述熔化步骤包括：
[0017] 将占生铁总量20-40％的生铁、总量的增碳剂、总量的金属配料加入熔炼设备中，升温熔化成铁水；
[0018] 在加入的生铁和金属配料熔化以及增碳剂溶解后加入
覆盖铁水的聚渣剂，所述聚渣剂的用量为0.10-0.25kg/100kg铁水；
[0019] 向覆盖铁水的聚渣剂上加入剩余生铁，剩余生铁熔化后，铁水温度达到1450-1550℃，扒掉熔渣后出铁。
[0020] 优选地，所述浇注步骤包括：
[0021] 将球化步骤得到的铁水倒入
底注式浇注机中，所述底注式浇注机中的铁水温度为1400-1500℃；通过底注式浇注机向铸型中浇注铁水，以随流方式加入占铁水总重量0.1％的孕育剂，浇注过程中喂入球化丝和孕育丝，得到所述球墨铸铁炊具；
[0022] 其中，所述球化丝的芯粉重量为240克/米，所述球化丝的送丝量为1-2米/100kg铁水，以重量百分比计，所述球化丝芯粉中：镁含量为28-32％、硅含量为43-46％、
钙含量为2-4％、稀土含量为1-3％，其余为铁；所述孕育丝的芯粉重量为341克/米，所述孕育丝芯粉中硅含量为204-232克/米，所述孕育丝的送丝量为0.5-2米/100kg铁水。
[0023] 优选地，所述球化步骤中，所述球化丝的芯粉重量为240克/米，所述球化丝的送丝速度为0.1-0.6米/秒，以重量百分比计，所述球化丝芯粉中：镁含量为28-32％、硅含量为43-46％、钙含量为2-4％、稀土含量为1-3％，其余为铁；所述孕育丝的芯粉重量为341克/米，所述孕育丝芯粉中硅含量为204-232克/米，所述孕育丝的送丝速度为0.1-1.0米/秒。
[0024] 优选地，所述球化步骤中，向所述铁水中喂入孕育丝和球化丝，每吨铁水中每增加0.1wt％的硅喂入2.5-5.0米的球化丝和2.5-5.0米的孕育丝。
[0025] 优选地，所述球化步骤和浇注步骤中的孕育剂各自独立地选自硅钡孕育剂、硅钙孕育剂、硅钡钙孕育剂、硅锶孕育剂、硅铁孕育剂中的一种或多种。
[0026] 优选地，所述增碳剂的用量为主炉料重量的0.8-2.0％。
[0027] 与
现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
[0028] 本发明生产方法生产的球墨铸铁炊具具有强度高、韧性高、塑性好、耐锐器刮擦等多种优点。
附图说明
[0029] 图1是本发明
实施例的球墨铸铁炊具的生产方法的
流程图。
具体实施方式
[0030] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0031] 参照图1，本发明提供一种球墨铸铁炊具以及球墨铸铁炊具的生产方法，该球墨铸铁炊具的生产方法包括熔化步骤S1、球化步骤S2和浇注步骤S3。
[0032] 具体地说，熔化步骤S1包括：将主炉料和增碳剂混合后加热熔化成铁水，加入聚渣剂，扒掉熔渣后出铁，铁水达到球化要求的成分范围，即以重量百分比计，铁水的组成为：碳3.30-4.00％，硅0.8-1.6％，硫≤0.025％，磷≤0.10％，锰≤1.00％，其余为铁。
[0033] 本实施例中，主炉料包括生铁和金属配料，以重量百分比计，生铁的用量为30-75％，生铁用Q10牌号，金属配料的用量为70-25％，金属配料包括废钢和回炉料中的至少一种。
[0034] 相应的熔化步骤S1包括：
[0035] (1)将占生铁总量20-40％的生铁、总量的增碳剂、总量的金属配料加入熔炼设备中，熔炼设备例如是电炉，电炉加大功率加快熔化，物料升温熔化成铁水，增碳剂例如是
石墨质增碳剂，增碳剂的用量例如为主炉料重量的0.8-2.0％，可根据主炉料组成进行调整。
[0036] (2)在加入的生铁和金属配料熔化以及增碳剂溶解后加入覆盖铁水的聚渣剂，聚渣剂例如是珍珠岩聚渣剂，聚渣剂的用量为0.10-0.25kg/100kg铁水。
[0037] (3)向覆盖铁水的聚渣剂上加入剩余生铁，生铁
块依靠自身重
力透过熔渣沉入铁水中，同时生铁块上的四
氧化三铁被熔渣粘缚，如果在覆盖铁水的聚渣剂上陆续加入生铁过程中熔渣变黑变重，暂停加入生铁，扒掉变黑变重的熔渣，可加入0.5-3kg的聚渣剂重新熔渣，然后陆续加入剩余生铁，直至剩余生铁全部加完。剩余生铁熔化后，生铁块全部熔清后扒去旧渣取
光谱试样，依据光谱检测数据确定铁水已经达到球化要求的成分范围后，铁水温度达到1450-1550℃，扒掉熔渣后出铁。
[0038] 球化步骤S2包括：
[0039] (1)对球化包进行预热处理，使球化包内耐火材料的温度达到500-750℃，预热处理可以使用铁水烫过或用烤包器
烘烤来完成。
[0040] (2)向熔化步骤S1得到的铁水中，加入占铁水总重量的0.8-1.2％的孕育剂，加入孕育剂后1分钟内出铁，孕育剂选自硅钡孕育剂、硅钙孕育剂、硅钡钙孕育剂、硅锶孕育剂、硅铁孕育剂。
[0041] (3)将铁水倒入预热处理后的球化包中，将球化包移至喂丝工位启动喂丝球化，向铁水中喂入球化丝和孕育丝，使铁水中硅的重量含量达到1.80-2.60％，喂丝结束后对铁水进行扒渣，取光谱试样，将铁水倒入浇注设备准备浇注。
[0042] 球化丝加入量和孕育丝加入量依据熔化步骤S1的光谱检测数据确定，本实施例以及下述实施例1-3的球化步骤S2中，球化丝的芯粉重量为240克/米，球化丝的送丝速度为0.1-0.6米/秒，以重量百分比计，球化丝芯粉中：镁含量为28-32％、硅含量为43-46％、钙含量为2-4％、稀土含量为1-3％，其余为铁；孕育丝的芯粉重量为341克/米，孕育丝芯粉中硅含量为204-232克/米，孕育丝的送丝速度为0.1-1.0米/秒。
[0043] 每吨铁水每增加0.1wt％硅需要上述孕育丝5.0-7.0米，每吨铁水每增加0.1wt％硅需要上述球化丝7.0-9.5米。本实施例同时喂入孕育丝和球化丝，每吨铁水每增加0.1wt％硅需要上述孕育丝和球化丝各2.5-5.0米。
[0044] 浇注步骤S3包括：向铸型中浇注球化步骤S2得到的铁水，得到球墨铸铁炊具。
[0045] 具体而言，将球化步骤S2得到的铁水倒入底注式浇注机中，底注式浇注机中的铁水温度维持在1400-1500℃范围内。通过底注式浇注机向铸型中浇注铁水，以随流方式加入占铁水总重量0.1％的孕育剂，孕育剂选自硅钡孕育剂、硅钙孕育剂、硅钡钙孕育剂、硅锶孕育剂、硅铁孕育剂，浇注过程中喂入球化丝和孕育丝，得到球墨铸铁炊具。
[0046] 本实施例以及下述实施例1-3的浇注步骤S3中，球化丝的芯粉重量为240克/米，球化丝的送丝量为1-2米/100kg铁水，以重量百分比计，球化丝芯粉中：镁含量为28-32％、硅含量为43-46％、钙含量为2-4％、稀土含量为1-3％，其余为铁；孕育丝的芯粉重量为341克/米，孕育丝芯粉中硅含量为204-232克/米，孕育丝的送丝量为0.5-2米/100kg铁水。
[0047] 以重量百分比计，通过上述生产方法得到的球墨铸铁炊具中各成分的组成为：碳3.20-3.90％，硅2.20-3.10％，硫≤0.025％，磷≤0.10％，锰≤1.00％，镁0.007-0.045％，稀土0.001-0.035％，其余为铁。作为更具体的一个方案，以重量百分比计，球墨铸铁炊具中各成分的组成为：碳3.60-3.80％，硅2.52-2.66％，硫≤0.02％，磷≤0.07％，锰≤0.43％，镁0.017-0.045％，稀土0.001-0.035％，其余为铁。
[0048] 实施例1球墨铸铁20锅的生产
[0049] (1)熔化步骤：
[0050] 向电炉底部加入165kg的Q10牌号的生铁，在其上加入20kg的增碳剂，然后陆续加入300kg的废钢和250kg的回炉料，电炉加大功率加快熔化，全部熔清后观察是否有未溶解的增碳剂，待到增碳剂全部溶解后用2.0kg的聚渣剂覆盖铁水，在覆盖铁水的聚渣剂上陆续加入剩余385kg的Q10牌号的生铁，生铁块全部熔清后扒去旧渣取光谱试样。以重量百分比计，光谱检测数据显示铁水的组成为：碳3.95％，硅1.0％，硫0.017％，磷0.06％，锰0.33％，其余为铁。
[0051] 铁水温度达到1450-1550℃时降低电炉功率，扒掉熔渣出铁。
[0052] (2)球化步骤：
[0053] 对球化包进行预热处理，预热后的球化包内耐火材料温度升至500-750℃范围内。向熔化步骤得到的铁水中，加入占铁水总重量的0.8％硅钡孕育剂并在加入硅钡孕育剂后1分钟内出铁。将铁水倒入球化包，将球化包移至喂丝工位启动喂丝球化。
[0054] 向铁水中喂入球化丝和孕育丝，球化丝的喂入量为16米，孕育丝的喂入量为2.0米。
[0055] 喂丝结束后扒渣，取光谱试样，铁水中硅的重量含量达到2.56％，将铁水倒入底注式保温浇注机准备浇注。
[0056] (3)浇注步骤：
[0057] 在底注式保温浇注机的
坩埚上方装好球化丝和孕育丝，调整送丝速度为0.10-0.60米/秒。底注式保温浇注机的坩埚内铁水温度设定在1400-1500℃范围内。浇注使用大流快浇，浇注过程始终保持
浇口杯液面充满，随流加入0.1％的硅钡孕育剂，浇注过程连续、平稳、及不间断。
[0058] 从铸型取出铸件，进行清理后得到球墨铸铁20锅，以重量百分比计，得到20锅中各成分的组成为：碳3.81％，硅2.65％，硫0.013％，磷0.05％，锰0.34％，镁0.032％，稀土0.028％，其余为铁。
[0059] 实施例2球墨铸铁炉架的生产
[0060] (1)熔化步骤：
[0061] 向电炉底部加入200kg的Q10牌号的生铁，在其上加入23kg的增碳剂，然后陆续加入350kg的废钢和150kg的回炉料，电炉加大功率加快熔化，全部熔清后观察是否有未溶解的增碳剂，待到增碳剂全部溶解后用2.3kg的聚渣剂覆盖铁水，在覆盖铁水的聚渣剂上陆续加入剩余400kg的Q10牌号的生铁，生铁块全部熔清后扒去旧渣取光谱试样。以重量百分比计，光谱检测数据显示铁水的组成为：碳3.85％，硅0.9％，硫0.016％，磷0.06％，锰0.32％，其余为铁。
[0062] 铁水温度达到1450-1550℃时降低电炉功率，扒掉熔渣出铁。
[0063] (2)球化步骤：
[0064] 对球化包进行预热处理，预热后的球化包内耐火材料温度升至500-750℃范围内。向熔化步骤得到的铁水中，加入占铁水总重量的0.8％硅钡孕育剂并在加入硅钡孕育剂后1分钟内出铁。将铁水倒入球化包，将球化包移至喂丝工位启动喂丝球化。
[0065] 向铁水中喂入球化丝和孕育丝，球化丝的喂入量为16米，孕育丝的喂入量为2.1米。
[0066] 喂丝结束后扒渣，取光谱试样，铁水中硅的重量含量达到2.5％，将铁水倒入底注式保温浇注机准备浇注。
[0067] (3)浇注步骤：
[0068] 在底注式保温浇注机的坩埚上方装好球化丝和孕育丝，调整送丝速度为0.10-0.60米/秒。底注式保温浇注机的坩埚内铁水温度设定在1400-1500℃范围内。浇注使用大流快浇，浇注过程始终保持浇口杯液面充满，随流加入0.1％的硅钡孕育剂，浇注过程连续、平稳、及不间断。
[0069] 从铸型取出铸件，进行清理后得到球墨铸铁炉架，以重量百分比计，得到炉架中各成分的组成为：碳3.83％，硅2.55％，硫0.018％，磷0.07％，锰0.33％，镁0.033％，稀土0.026％，其余为铁。
[0070] 实施例3球墨铸铁灶具架的生产
[0071] (1)熔化步骤：
[0072] 向电炉底部加入240kg的Q10牌号的生铁，在其上加入10kg的增碳剂，然后陆续加入200kg的废钢和100kg的回炉料，电炉加大功率加快熔化，全部熔清后观察是否有未溶解的增碳剂，待到增碳剂全部溶解后用2.1kg的聚渣剂覆盖铁水，在覆盖铁水的聚渣剂上陆续加入剩余560kg的Q10牌号的生铁，生铁块全部熔清后扒去旧渣取光谱试样。以重量百分比计，光谱检测数据显示铁水的组成为：碳3.88％，硅1.1％，硫0.016％，磷0.06％，锰0.30％，其余为铁。
[0073] 铁水温度达到1450-1550℃时降低电炉功率，扒掉熔渣出铁。
[0074] (2)球化步骤：
[0075] 对球化包进行预热处理，预热后的球化包内耐火材料温度升至500-750℃范围内。向熔化步骤得到的铁水中，加入占铁水总重量的0.8％硅钡孕育剂并在加入硅钡孕育剂后1分钟内出铁。将铁水倒入球化包，将球化包移至喂丝工位启动喂丝球化。
[0076] 向铁水中喂入球化丝和孕育丝，球化丝的喂入量为16米，孕育丝的喂入量为2.2米。
[0077] 喂丝结束后扒渣，取光谱试样，铁水中硅的重量含量达到2.5％，将铁水倒入底注式保温浇注机准备浇注。
[0078] (3)浇注步骤：
[0079] 在底注式保温浇注机的坩埚上方装好球化丝和孕育丝，调整送丝速度为0.10-0.60米/秒。底注式保温浇注机的坩埚内铁水温度设定在1400-1500℃范围内。浇注使用大流快浇，浇注过程始终保持浇口杯液面充满，随流加入0.1％的硅钡孕育剂，浇注过程连续、平稳、及不间断。
[0080] 从铸型取出铸件，进行清理后得到球墨铸铁灶具架，以重量百分比计，得到灶具架中各成分的组成为：碳3.81％，硅2.60％，硫0.018％，磷0.088％，锰0.33％，镁0.035％，稀土0.028％，其余为铁。
[0081] 性能检测：
[0082] 采用GB/T1348-2009标准对上述实施例1至3的球墨铸铁炊具的
抗拉强度、
屈服强度、伸长率、硬度进行检测，采用光谱仪对上述球墨铸铁炊具的球化率进行检测。表1是上述实施例1至3的球墨铸铁炊具的性能检测结果。
[0083] 表1
[0084]
[0085] 从以上球墨铸铁炊具的性能检测结果可以看出，本发明生产方法生产得到了具有强度高、韧性高、塑性好、耐锐器刮擦等多种优点的球墨铸铁炊具。
[0086] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明
权利要求的保护范围之内。
