專利名稱：酸洗池用高硅鐵基合金電極板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸洗池用合金電極板及其制造方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼板冷軋退火處理后，其表面上存在一定數(shù)量的氧化皮和污點(diǎn)，一般都必須經(jīng)過表面處理去除這些氧化皮和污點(diǎn)，酸洗是冷軋不銹鋼板常用的表面處理方法之一，為了提高表面處理的效率和效果，采用高溫的硫酸、硝酸和硫酸鈉溶液作為酸洗液，在酸洗池中通電條件下進(jìn)行酸洗，提高酸洗液與冷軋不銹鋼板表面的氧化皮和污點(diǎn)的反應(yīng)速度。酸洗池中的電極板長時(shí)間浸泡在酸洗液中，在低電壓大電流情況下，受到高溫的硫酸、硝酸和硫酸鈉溶液強(qiáng)烈的腐蝕作用，工作條件十分苛刻，因此對制作不銹鋼板酸洗池用電極板的要求很高，特別是電極板材料的抗強(qiáng)酸腐蝕能力，同時(shí)要求制作電極板的材料必須具有一定的導(dǎo)電性和一定的抗脈沖沖擊性能和強(qiáng)度，普通耐蝕材料不能滿足這些條件，如陶瓷和塑料具有很好的耐蝕性，但不導(dǎo)電；不銹鋼表面會形成一層致密的Cr2O3鈍化膜，在一般腐蝕的環(huán)境中具有很好的耐蝕性，但這種Cr2O3鈍化膜在強(qiáng)氧化性酸介質(zhì)中也不穩(wěn)定，并不能滿足酸洗池的使用條件?，F(xiàn)有高硅鐵基合金的主要化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為STSi-15C 0.5-10％Si 14.5-15.75％Mn≤0.5％P＜0.1％ S＜0.06％STSi.-17 C 0.35-0.8％ Si 14.5-15.75％ Mn≤0.5％P＜0.1％ S＜0.02％其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分，表面可以形成一層致密的SiO2氧化膜，這種酸性氧化膜在強(qiáng)氧化性酸介質(zhì)中依然很穩(wěn)定，因此高硅鐵基合金在強(qiáng)氧化性酸介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐蝕性，是一種優(yōu)良的耐硫酸、硝酸等強(qiáng)氧化性酸的鑄造耐蝕合金，并且成本低，常用于制作承受靜載荷的與各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)接觸的部件，如化學(xué)工業(yè)中耐酸泵的過流件、各種閥門零件，這些零件只要求合金的耐蝕性和力學(xué)性能，對合金的導(dǎo)電性無任何要求，這種高硅鐵基合金不能用于制備酸洗池的電極板。
高硅鐵基合金雖然是一種優(yōu)良廉價(jià)的耐蝕合金，但存在強(qiáng)度和沖擊韌性低、硬度大、脆性大、導(dǎo)熱系數(shù)小及膨脹系數(shù)大等缺點(diǎn)，在鑄造時(shí)，很容易產(chǎn)生縮松、縮孔和裂紋等缺限，不能經(jīng)受劇烈的溫度變化及承受高壓，機(jī)械加工比較困難。尤其在制作尺寸較大的鑄件時(shí)，加工成形更為困難，用高硅鐵基合金鑄造加工長度達(dá)到達(dá)2.5米的酸洗池電極板，難度大，合格率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有酸洗池用外形尺寸大的電極板耐蝕性差的不足，本發(fā)明提供一種耐蝕性的酸洗池電極板，同時(shí)提供一種該電極板的制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案主要是改善高硅鐵基合金的耐蝕性和導(dǎo)電性，從兩方面達(dá)到本發(fā)明的目的。一是利用現(xiàn)有高硅鐵基合金表面可以形成一層致密的耐強(qiáng)氧化性酸介質(zhì)的SiO2氧化膜，在強(qiáng)氧化性酸介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐蝕性并可承受靜載荷的優(yōu)點(diǎn)，在鑄造時(shí)加銅改變高硅鐵基合金的成分以克服導(dǎo)電性差的缺點(diǎn)；二是加入一些提高高硅鐵基合金的耐蝕性元素，使高硅鐵基合金在耐蝕性、強(qiáng)度及導(dǎo)電性符合酸洗池電極的要求。同時(shí)對有害元素進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。
本發(fā)明要解決兩個(gè)主要技術(shù)關(guān)鍵是耐蝕性與導(dǎo)電性，重點(diǎn)是酸洗池電極板的化學(xué)成分，而不是形狀?；瘜W(xué)成分和微觀組織決定合金的性能，對于本發(fā)明來說明，提高耐蝕性的關(guān)鍵在于合金表面生成致密的氧化膜即鈍化膜，能生成致密氧化膜的元素最常見的有Cr、Al和Si等，Cr是在不銹鋼中普遍采用的鈍化膜形成元素，在一般腐蝕介質(zhì)中具有很好的耐蝕性，但這種含鉻的鈍化膜在硫酸或硝酸等強(qiáng)酸溶液中耐蝕性差，不能滿足酸洗池的電極板的要求。Al主要用于耐熱合金中，生成的Al2O3鈍化膜在高溫下具有很好的穩(wěn)定性和致密性，但由于鋁與鐵的熔點(diǎn)相差較大，含鋁量高的合金熔煉困難，因而不能用于浸在強(qiáng)酸的鐵基合金中。Si形成的氧化膜在強(qiáng)酸溶液中具有很好的穩(wěn)定性，在強(qiáng)酸介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐蝕性能，可作為合金的主要抗蝕元素。在鐵基合金中加入硅，能形成致密的SiO2氧化膜，合金中硅加入量遵循n/8規(guī)律增加，即硅原子數(shù)與鐵元子數(shù)的比等于1/8、2/8……n/8，這種氧化膜更加致密和完整，合金的耐蝕性以跳躍式進(jìn)一步增加，當(dāng)含硅量低于14.36％時(shí)，耐蝕性受氧化鐵膜控制，含硅量高于14.36％時(shí)，耐蝕性受二氧化硅膜控制。因此鑄鐵中必須含的硅不低于14.36％時(shí)才具有優(yōu)良的耐蝕性，由于含硅量過高會生成介穩(wěn)定的脆性相Fe5Si2，增加合金材料的脆性，因此，硅的含量最高為18％。
碳是鐵基合金中的基本成分，為了提高高硅鐵基合金的耐蝕性應(yīng)提高合金中的硅含量，但這種合金中的硅含量越高，含碳量應(yīng)當(dāng)越低。合理地控制高硅鐵基合金中的含碳量也是本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。合理的含碳量應(yīng)相當(dāng)該高硅鐵基合金的亞共晶成分或共晶成分。由于硅在α鐵素體中的溶解能力比碳強(qiáng)，而且硅又加速了碳的擴(kuò)散，因此碳就被硅排擠出來而形成自由片狀石墨，隨著合金的含碳量的增加，析出的片狀石墨的尺寸增大，數(shù)量增多，形成更多的空洞和構(gòu)成更多的微電池，引起嚴(yán)重的組織疏松，降低了合金的機(jī)械性能和耐蝕性。所以高硅鐵基合金的碳含量選在0.1-0.8％。
錳在鐵基合金中是一種擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素，而硅是縮小奧氏體的元素，少量的錳在高硅鐵基合金中將固溶在α鐵素體中，對合金的耐蝕性和機(jī)械性能影響不明顯，因?yàn)殄i在合金凝固偏析系數(shù)較大，極容易在樹板晶間富集，使成分分布不均勻，造成局部微區(qū)的電極電位差，甚至形成微電池效應(yīng)，降低合金的耐蝕性，故Mn控制在0.3-0.8％之間。
磷在高硅鐵基合金中是一種有害元素，會增加合金的脆性，要求其含量在0.03％以下。
硫在高硅鑄鐵中為有害元素，顯著降低高硅耐蝕鐵基合金的耐蝕性和機(jī)械性能，硫含量應(yīng)嚴(yán)格控制在0.02％以下。
銅具有較高的電極電位，在高硅鐵基合金中加入一定數(shù)量的銅，可以提高合金總的電極電位，在腐蝕過程中起著活性陰極的作用，在一定條件下可促使基體即陽極鈍化，降低腐蝕速率。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，銅會富集于靠近基體金屬的銹層中，改善銹層保護(hù)性能，也會增強(qiáng)其活性陰極作用，提高鑄鐵耐蝕性。而且銅能改善高硅鐵基合金電極板的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能，提高強(qiáng)度和韌性，降低硬度，含銅高硅鐵基合金可以進(jìn)行車、刨、鉆孔、絞絲加工，銅含量為1.8％-10.0％。
稀土是一種活性元素，適量加入合金中將會產(chǎn)生很好的效果。殘留在鑄鐵內(nèi)的微量稀土可以明顯地影響鑄鐵的耐蝕性。一般認(rèn)為這是由于稀土改變了鑄鐵表面的氧化膜的粘韌性所致。在高硅鐵基合金中加入稀土量要根據(jù)鐵水的含氣量確定，在高硅鐵基合金中的殘留量控制在0.01％-0.05％。
經(jīng)多年的試驗(yàn)選定本酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 14.4％-18.0％ C 0.4％-0.8％Mn 0.1％-0.8％ P＜0.03％ S＜0.02％Cu 1.8％-10.0％RE 0.01％-0.05％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
本酸洗池高硅鐵基合金電極板的最佳的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 1 6.2％ C 0.6％Mn 0.5％ P＜0.03％S＜0.02％Cu 9.00％RE 0.03％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
為了消除應(yīng)力，用上述的鐵水澆鑄成的鑄件凝固后，在紅熱狀態(tài)下即約700℃-750℃時(shí)打開鑄模，將紅熱的鑄件直接裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)，在鑄件的溫度低于1250℃后，鑄件凝固成形后5-10分鐘內(nèi)進(jìn)行高溫打箱，將紅熱的鑄件立即進(jìn)行退火處理，鑄件熱裝入電阻爐均勻加熱到750℃-950℃，保溫2-5小時(shí)爐冷到100℃以下出爐。
本發(fā)明的不銹鋼板酸洗池電極板的制造方法包括下述步驟(一)合金熔煉——用具有酸性爐襯的感應(yīng)電爐或電弧爐采用兩次熔煉法，第一次熔煉的目的是混料，將所有原料熔化混合均勻，可形成14.5％左右的中間合金，澆注成錠料備用。熔煉合金的原材料有生鐵(如Z18)、優(yōu)質(zhì)廢鋼(如干燥、少銹的A3)、硅鐵(如75硅鐵)、電解銅和回爐料。熔煉時(shí)加料的順序依次為優(yōu)質(zhì)廢鋼、生鐵、回爐料、硅鐵、電解銅；第二次熔煉的原料為第一次熔煉澆注成的錠料，目的是脫氣除渣，獲得優(yōu)質(zhì)合金液。為了積渣和凈化鐵水，在兩次熔煉過程中加入酸性造渣劑，同時(shí)，可減少合金熔煉過程中元素的燒損。熔煉溫度為1450℃-1500℃，熔化之后，靜置足夠長的時(shí)間方可出爐，一般靜置時(shí)間不小于30分鐘，以去除合金液中的氣體和夾雜物，出爐溫度為1400℃-1450℃；(二)鑄造成形——澆注裝置是鑄造工藝的重要內(nèi)容，是關(guān)系到鑄件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為了加強(qiáng)鑄型的潰散性和退讓性，減少鑄造應(yīng)力，防止鑄造過程產(chǎn)生裂紋，采用樹脂砂型或泡沫塑料汽化模鑄造成形。把第二次熔煉后的鐵水，采用低溫快澆的澆注方法，澆注到樹脂砂型或泡沫塑料汽化模的型腔中，澆注溫度為1300℃-1350℃，溫度過高會造成鑄件大量的縮松，澆注溫度過低會產(chǎn)生澆不足的鑄造缺陷。為了加強(qiáng)澆注系統(tǒng)的憋渣作用，澆注時(shí)采用緩流封閉式的澆鑄系統(tǒng)，直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組元的橫截面積的比例為A直∶A橫∶A內(nèi)＝1.1-1.3∶1.5-1.7∶1.0，為了進(jìn)一步加強(qiáng)澆注系統(tǒng)的憋渣作用，在澆注系統(tǒng)的橫澆道組元上加入纖維過濾網(wǎng)，其中A直、A橫和A內(nèi)分別為直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的橫截面積。
(三)熱處理——現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)表明，高硅鐵基合金電極板鑄件必須經(jīng)過退火熱處理，這不僅有利于提高合金的力學(xué)性能，而且可以保證緩慢的冷卻，消除熱應(yīng)力。當(dāng)鑄件凝固后，在紅熱狀態(tài)下即約700℃-750℃時(shí)打開鑄模，將紅熱的鑄件直接裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)退火熱處理。
為了細(xì)化晶粒和凈化合金，在上述不銹鋼板酸洗池電極板制造方法的合金熔煉后，澆注之前作變質(zhì)處理，當(dāng)熔煉的鐵水的化學(xué)成分達(dá)到要求時(shí)，將合金倒入包底加入作為變質(zhì)劑的稀土硅鐵合金，變質(zhì)劑的加入量為處理鐵水重量的0.2-1.5％，將第二次熔煉好的鐵水倒入鐵水包中與稀土硅鐵合金反應(yīng)，出爐溫度為1400℃-1450℃。再把變質(zhì)處理后的鐵水，澆注到采用樹脂砂型或泡沫塑料汽化模型的型腔中進(jìn)行鑄造成形，澆注溫度為1300℃-1350℃。
在鑄造成形過程中，因高硅鐵基合金電極板的導(dǎo)熱性極差，如冷卻速度快，將會導(dǎo)致鑄件碎裂。為此，在熱處理時(shí)，在上述不銹鋼板酸洗池電極板制造方法的鑄件凝固后，在紅熱狀態(tài)下即約700℃-750℃時(shí)打開鑄模，盡快將紅熱的鑄件直接裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)。一般是用熱電偶測鑄件的溫度低于1250℃后，鑄件凝固成形后5-10分鐘內(nèi)進(jìn)行高溫打箱。將紅熱的鑄件立即進(jìn)行退火處理，鑄件熱裝入電阻爐均勻加熱到750-950℃，當(dāng)熱處理爐的爐溫處于400℃-100℃時(shí)，冷卻速度不大于10℃/h，保溫2-5小時(shí)爐冷到100℃以下出爐。
本發(fā)明的高硅鐵基合金電極板與現(xiàn)有高硅鐵相比，不僅有高的耐蝕性，而且有高的機(jī)械性能和較好的足夠?qū)щ娦裕耆珴M足制作尺寸大如最長為3米的冷軋不銹鋼板酸洗池用電極板。


圖1本酸洗池用高硅鐵基合金上電極板的實(shí)施例的主視圖。
圖2是與圖1相對應(yīng)的俯視圖。
圖3是本酸洗池用高硅鐵基合金下電極板的實(shí)施例的主視圖。
圖4是與圖3相對應(yīng)的俯視圖。
圖5是本酸洗池用高硅鐵基合金上電極板與酸洗池用高硅鐵基合金下電極板在使用狀態(tài)下的相互位置圖。
圖6是兩個(gè)大小相同的酸洗池用高硅鐵基合金電極板使用安裝圖。
圖7是本酸洗池用高硅鐵基合金電極板的制作流程圖。
圖8是本高硅鐵基合金電極板澆注系統(tǒng)原理圖。
上述圖中1、側(cè)板 2、頂板 3、底板 4、電線接孔 5、側(cè)板6、頂板7、底板 8、電線接孔 9、酸洗池用高硅鐵基合金電極板一10、被處理的不銹鋼鋼板 11、酸洗池用高硅鐵基合金電極板二12、絕緣板 13、配砂14、造型15、配料16、冶煉17、合箱澆注 18、熱處理19、澆口杯 20、直澆道 21、橫澆道22、纖維過濾網(wǎng)23、鑄件24、砂芯25、分型面具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明的酸洗池用高硅鐵基合金電極板進(jìn)行詳細(xì)說明，同時(shí)對本高硅鐵基合金電極板的制造方法也詳細(xì)說明，但本發(fā)明的酸洗池用高硅鐵基合金電極板及其制造方法不局限于下述的實(shí)施例，可根據(jù)本申請文件提供的范圍選配。
本酸洗池用高硅鐵基合金電極板是上、下兩個(gè)配合使用，酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9的形狀見圖1、圖2，它是由兩個(gè)側(cè)板1和頂板2構(gòu)成呈∏形的彎折板，在兩個(gè)側(cè)板1的下邊各有一個(gè)底板3，在主視圖中呈拉手形，在底板3有電線接孔4。酸洗池用高硅鐵基合金下電極板11的形狀與酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9基本相同，只是兩側(cè)板5外側(cè)面之間的距離小于酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9兩側(cè)板1內(nèi)側(cè)面之間的距離，見圖3、圖4。本實(shí)施例的兩個(gè)電極板的長度達(dá)2-2.6米。
酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9與酸洗池用高硅鐵基合金下電極板11使用狀態(tài)的位置關(guān)系參見圖5，酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9在酸洗池用高硅鐵基合下金電極板11之上，前者的兩側(cè)板1位于后者的兩側(cè)板5外，在頂板2與頂板6之間有較大的間隔，被處理的不銹鋼鋼板10在兩頂板之間，側(cè)板1與側(cè)板5之間有間隙，在底板3與底板7之間用絕緣板12隔開。也可將兩個(gè)酸洗池用高硅鐵基合下金電極板11上下對起來使用，兩者之間形成“口”字形，見圖6。
電極板實(shí)施例一酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 14.4％ C 0.4％ Mn 0.1％ P＜0.03％S＜0.02％Cu 4.0％RE 0.01％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
電極板實(shí)施例二酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 18.0％C 0.8％Mn 0.8％ P＜0.03％ S＜0.02％Cu 10.0％RE 0.05％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
電極板實(shí)施例三酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 16.2％C 0.6％ Mn 0.5％P＜0.03％S＜0.02％Cu 9.00％RE 0.03％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
電極板實(shí)施例四酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 14.4％ C 0.4％Mn 0.8％ P＜0.03％S＜0.02％Cu 10.0％RE 0.05％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
電極板實(shí)施例五酸洗池高硅鐵基合金電極板的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 18.0％ C 0.8％Mn 0.1％P＜0.03％ S＜0.02％Cu 4.0％RE 0.01％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
電極板制造方法實(shí)施例下面結(jié)合酸洗池電極板實(shí)施例三詳細(xì)說明酸洗池電極板的制造方法。
本發(fā)明的不銹鋼板酸洗池電極板制造工藝過程參見圖7，先按常規(guī)方法配砂13，按照圖1、圖2中酸洗池用高硅鐵基合金上電極板9的形狀用配好的砂進(jìn)行造型14，以熔煉后能實(shí)現(xiàn)酸洗池用高硅鐵基合金電極板實(shí)施例三的化學(xué)成分進(jìn)行配料15，把配好的料加到感應(yīng)電爐中冶煉16，冶煉后鐵水中的成分達(dá)到上述電極板實(shí)施例三的要求后進(jìn)行合箱澆注17，然后進(jìn)行退火熱處理18。
制造方法實(shí)施例一本酸洗池用高硅鐵基合金電極板制造方法實(shí)施例一的步驟依次如下(一)合金熔煉將干燥少銹的1 廢鋼 390公斤 采用軋鋼的邊角料，一般為30#-40#鋼，本實(shí)施例采用35#鋼2三低生鐵 70公斤Si＜0.3％，S＜0.02％，P＜0.03％的生鐵3 回爐料220公斤 鑄酸洗池用高硅鐵基合金電極板的剩余料如澆昌口4 75硅鐵230公斤5 電解銅90公斤順序依次加入酸性爐襯的感應(yīng)電爐中，然后加熱到1450-1500℃熔煉，將所有原材料熔化混合均勻，為了凈化鐵水，減少合金熔煉過程中元素的燒損，在熔煉過程中加入酸性造渣劑螢石即氟石15公斤，靜置10分鐘，去除合金液中的氣體和夾雜物，澆注成鑄鐵錠。
把澆注成的鑄鐵錠，加到感應(yīng)電爐中在1450℃-1500℃下熔化后進(jìn)行第二次熔煉以脫氣除渣，在熔煉過程中加入酸性造渣劑螢石15公斤，鐵水的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))達(dá)到Si 16.2％C 0.6％Mn 0.5％ P＜0.03％S＜0.02％Cu 9.00％RE 0.03％ 其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分靜置30分鐘之后，鐵水溫度1400℃-1450℃時(shí)出爐。
(二)鑄造成形參見圖8，采用低溫快澆的澆注方法，把第二次熔煉后的鐵水澆注到采用樹脂砂組芯造型的型腔中，澆注溫度為1300℃-1350℃，澆鑄時(shí)采用緩流封閉式的澆鑄系統(tǒng)，直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組元的橫截面積的比例為A直∶A橫∶A內(nèi)＝1.1∶1.5∶1.0，鑄件凝固成形后8分鐘內(nèi)進(jìn)行高溫打箱出模。
(三)熱處理將紅熱的鑄件直接裝入預(yù)先加熱到650℃熱處理爐內(nèi)，裝爐完畢后立即均勻加熱至800℃進(jìn)行退火熱處理，并根據(jù)鑄件的大小確定保溫時(shí)間，本實(shí)施例在爐內(nèi)三小時(shí)，保溫后，鑄件在爐內(nèi)緩慢冷卻，當(dāng)爐內(nèi)溫度處于400℃時(shí)，冷卻速度不大于10℃/h，鑄件冷卻到100℃以下時(shí)出爐。
制造方法實(shí)施例二本實(shí)施例與制造方法實(shí)施例一的不同之處是在第二次熔煉之后，鑄造成形之前，插入變質(zhì)處理工序。
把第二次熔煉之后并靜置30分鐘之后的鐵水，倒入包底加有作為變質(zhì)劑的稀土硅鐵合金的鐵水包中，變質(zhì)劑的加入量為2.5公斤。倒入鐵水包中的鐵水與2.5公斤稀土硅鐵合金變質(zhì)劑進(jìn)行反應(yīng)，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行變質(zhì)處理。再把變質(zhì)處理后的鐵水，澆注到采用樹脂砂組芯造型的型腔中，澆注溫度為1300℃-1350℃，澆鑄時(shí)采用緩流封閉式的澆鑄系統(tǒng)，進(jìn)行鑄造成形。
權(quán)利要求
1.一種酸洗池用高硅鐵基合金電極板，它的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 14.4％-18.0％ C 0.4％-0.8％Mn 0.1％-0.8％ P＜0.03％ S＜0.02％Cu 1.8％-10.0％RE 0.01％-0.05％其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸洗池高硅鐵基全金電極板，其特征是它的化學(xué)成分(重量百分?jǐn)?shù))為Si 16.2％ C 0.6％Mn 0.5％ P＜0.03％S＜0.02％Cu 9.00％RE 0.03％其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸洗池高硅鐵基合金電極板，其特征是它是在原料熔煉后澆注之前經(jīng)過下述變質(zhì)處理澆注的鑄件——熔煉后的鐵水倒入底部加入稀土硅鐵合金的鐵包中，與稀土硅鐵合金反應(yīng)，稀土硅鐵合金的加入量為處理鐵水重量的0.2-1.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的酸洗池高硅鐵基合金電極板，其特征是它經(jīng)過了下述的退火熱處理鐵水澆鑄成的鑄件凝固成形后5-10分鐘內(nèi)進(jìn)行高溫打箱，將紅熱的鑄件立即裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)，均勻加熱到780℃-950℃，保溫2-5小時(shí)，熱處理爐冷到100℃以下出爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酸洗池高硅鐵基合金電極板，其特征是它經(jīng)過了下述的退火熱處理鐵水澆鑄成的鑄件凝固成形后5-10分鐘內(nèi)進(jìn)行高溫打箱，將紅熱的鑄件立即裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)，均勻加熱到780℃-950℃，保溫2-5小時(shí)，熱處理爐冷到100℃以下出爐。
6.一種酸洗池高硅鐵基合金電極板的制造方法，它包括下述步驟(一)合金熔煉——用具有酸性爐襯的感應(yīng)電爐或電弧爐采用兩次熔煉法，將生鐵、優(yōu)質(zhì)廢鋼、硅鐵、電解銅和回爐料加入感應(yīng)電爐或電弧爐中進(jìn)行第一次熔煉，將所有原料熔化混合均勻，澆注成錠料；再將錠料加入感應(yīng)電爐或電弧爐進(jìn)行第二次熔煉，對鐵水脫氣除渣；在兩次熔煉過程中加入酸性造渣劑，熔煉溫度為1450℃-1500℃，熔化之后，靜置足夠長的時(shí)間出爐，去除合金液中的氣體和夾雜物，出爐溫度為1400℃-1450℃；(二)鑄造成形——采用樹脂砂型或泡沫塑料汽化模鑄造成形；把第二次熔煉后的鐵水，采用低溫快澆的澆注方法，澆注到樹脂砂型或泡沫塑料汽化模的型腔中，澆注溫度為1300℃-1350℃；澆注時(shí)采用緩流封閉式的澆鑄系統(tǒng)，直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組元的橫截面積的比例為A直∶A橫∶A內(nèi)＝1.1-1.3∶1.5-1.7∶1.0，在澆注系統(tǒng)的橫澆道組元上加入纖維過濾網(wǎng)，其中A直、A橫和A內(nèi)分別為直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的橫截面積；(三)熱處理——當(dāng)鑄造成形的鑄件凝固后，在紅熱狀態(tài)下打開鑄模，將紅熱的鑄件直接裝入預(yù)先加熱到650℃以上的熱處理爐內(nèi)退火熱處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸洗池高硅鐵基合金電極板的制造方法，其特征是在第二次合金熔煉后澆注之前作變質(zhì)處理，當(dāng)鐵水的化學(xué)成分達(dá)到要求時(shí)，將鐵水倒入包底加入作為變質(zhì)劑的稀土硅鐵合金，鐵水與稀土硅鐵合金反應(yīng)，變質(zhì)劑的加入量為處理鐵水重量的0.2-1.5％，再把變質(zhì)處理后的鐵水，澆注到鑄模型腔中，鑄造成形，之后退火熱處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的酸洗池高硅鐵基合金電極板的制造方法，其特征是在紅熱的鑄件直接裝入熱處理爐內(nèi)退火熱處理時(shí)，均勻加熱到750-950℃，當(dāng)熱處理爐的爐溫處于400℃-100℃時(shí)，冷卻速度不大于10℃/h，保溫2-5小時(shí)，鑄件冷到100℃以下出爐。
全文摘要
一種酸洗池用高硅鐵基合金電極板及其制造方法，電極板的化學(xué)成分為Si 14.4％－18.0％、C 0.4％－0.8％、Mn 0.1％－0.8％、P＜0.03％、S＜0.02％、Cu 1.8％－10.0％、RE 0.01％－0.05％，其余為不可避免的雜質(zhì)和Fe的組分。電極板制造方法步驟依次如下合金熔煉——生鐵、廢鋼、硅鐵和電解銅四種原料加入感應(yīng)電爐中并加入酸性造渣劑進(jìn)行兩次熔煉；變質(zhì)處理——將合金倒入加有變質(zhì)劑的鐵包中，鐵水的組成成分達(dá)到要求時(shí)出爐；鑄造成形——將鐵水澆注到樹脂砂型模鑄造成形；熱處理——鑄件凝固后，直接裝入預(yù)熱到650℃的熱處理爐內(nèi)退火處理。本方法制造的酸洗池用高硅鐵基合金電極板具有高的耐蝕性、機(jī)械性能和導(dǎo)電性。
文檔編號C25F1/06GK1629365SQ20041006450
公開日2005年6月22日 申請日期2004年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月16日
發(fā)明者毛雙亮, 趙愛民, 王秀生, 趙建偉, 王貴清, 呂堅(jiān), 韓存, 袁金釗, 李具倉 申請人:太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司, 北京科技大學(xué)