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Title:
HIGH-STRENGTH NODULAR GRAPHITE CAST IRON POLE AND PREPARATION PROCESS THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/015365
Kind Code:
A1
Abstract:
A preparation process for a high-strength nodular graphite cast iron pole comprises the following steps: (1) preparation before pole casting: blending, smelting molten iron, adding alloy elements and spheroidizing; (2) a pole casting procedure: pouring and inoculating; and (3) thermal treatment. A high-strength nodular graphite cast iron pole prepared by using the preparation process comprises multiple tower poles connected sequentially in an inserted manner, each tower pole being a truncated cone-shaped hollow cylinder, and the taper of the truncated cone-shaped hollow cylinder being 1000:11-26; and a tower cap is disposed at the top of the high-strength nodular graphite cast iron pole.

Inventors:
YU PEI (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/084392
Publication Date:
February 04, 2016
Filing Date:
August 14, 2014
Export Citation:
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Assignee:
YU PEI (CN)
International Classes:
C22C37/10; C21D8/06; C22C33/04; E04H12/08
Foreign References:
CN102864269A2013-01-09
CN203463804U2014-03-05
JP2013133474A2013-07-08
Attorney, Agent or Firm:
DALIAN EAST PATENT AGETN LTD. (CN)
大连东方专利代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺, 其特征在于具有如下歩骤:

①铸杆前准备: 配料, 铁水的熔炼, 合金元素的添加和球化处理;

A1 : 所述配料为采用的原料包括铸造生铁或高炉铁水, 质量百分比为 90-95%, 和废钢, 质量百分比为 5-10%;

A2: 所述铁水的熔炼为按所述各原料的质量百分比称取原料, 并依次添加 到中频电炉内, 启动电源将炉温升至 1470-1500°C对所述原料进行熔炼;

A3: 所述合金元素的添加为根据产品的性能添加 Cu、 Mo、 Ni、 V, 添加后 的铁水中各元素质量百分比为:

C: 3.4-3.8%, Si: 1.2-2.6%, Mn: 0.3-0.5%, Cu: 0.15-0.5%, Mo: 0.3-1.0%, Ni: 1-2%, V: 0.3-0.5%, P: <0.06%, S: <0.025%, Mg: 0.03-0.06%, 余量为 Fe 以及不可避免的微量元素;

A4: 采用炉前光谱分析仪检测炉内金属成分, 将检测结果符合工艺要求的 铁水进行球化处理;

A5:所述球化处理为采用喂丝球化工艺或冲入法球化工艺对铁水进行球化, 所述球化剂的质量为经过歩骤 A3后得到的铁水质量的 1.3%, 所述球化剂中各 元素质量百分比为:

Ba: 4-6%, Si: 65-70%, Ca: 2-2.5%, A <2%, Mn: <0.4%, Cr: < 0.4%, P: <0.04%, S: <0.02%, 余量为 Fe以及不可避免的微量元素;

©铸杆工序: 浇注和孕育处理;

孕育剂的加入量为经过球化处理后的铁水质量的 0.1-0.25%;

所述浇注和孕育处理为将所述球化处理后的铁水浇注到水冷模具里迅速凝 固成锥型铸杆, 浇注时向铁水中瞬时添加所述孕育剂;

孕育剂中各元素质量百分比: Si: 55-65%, Ba: 12-16%, Ca: 2-3%, C: 4-6%, Ah 3-3.5%, Mn: <0.4%, Cr: <0.4%, P: <0.04%, S: <0.02%, 余 量为 Fe以及不可避免的微量元素;

©热处理: 将铸杆从模具中取出, 运往热处理炉进行热处理; 铸杆在热处 理炉内, 由炉链推动滚动前进, 铸杆依次经过加热段、 保温段、 急冷段, 缓冷 段的加热区域和缓冷段的冷却区域, 完成热处理; 其中, 加热段将铸杆加热到 900-950°C, 保温段的保温温度为 720-760°C, 铸杆的热处理总时间为 45-60min。 2、 一种采用权利要求 1所述的一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺制备的 高强度球墨铸铁电杆, 其特征在于: 所述高强度球墨铸铁电杆包括多个顺次插 接的塔杆, 所述塔杆为圆锥台形空心柱体, 所述圆锥台形空心柱体的锥度为 1000: 11-26; 所述高强度球墨铸铁电杆的顶端设有塔帽。

3、 根据权利要求 2所述的高强度球墨铸铁电杆, 其特征在于: 所述圆锥台 形空心柱体壁厚为 5-10mm。

Description:
说 明 书

高强度球墨铸铁电杆及其制备工艺

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域, 尤其涉及高压电杆技术。 背景技术

现有技术中的球墨铸铁电杆多采用普通球墨铸 铁材质, 其抗拉强度为

420MPa、 屈服强度 280MPa, 延伸率为 10%, 遇到极其恶劣冰雪天气, 电杆易 被冰雪压弯, 造成电力中断, 而且普通球墨铸铁电杆需要一定的壁厚才能到 达 所需的承载能力, 从而导致普通球墨铸铁的重量增加和成本的提 高。 发明内容

根据上述提出的普通球墨铸铁电杆的承载能力 低, 杆壁厚, 重量大和成本 高的技术问题, 而提供一种高强度球墨铸铁电杆及其制备工艺 。

本发明采用的技术手段如下:

一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺, 其特征在于具有如下歩骤:

①铸杆前准备: 配料, 铁水的熔炼, 合金元素的添加和球化处理;

A1 : 所述配料为采用的原料包括铸造生铁或高炉铁 水, 质量百分比为 90-95%, 和废钢, 质量百分比为 5-10%;

即所述配料为采用的原料包括铸造生铁和废钢 , 各原料的质量百分比为: 铸造生铁: 90-95%, 废钢: 5-10%; 或所述配料为采用的原料包括高炉铁水和废 钢, 各原料的质量百分比为: 高炉铁水: 90-95%, 废钢: 5-10%;

A2: 所述铁水的熔炼为按所述各原料的质量百分比 称取原料, 并依次添加 到中频电炉内, 启动电源将炉温升至 1470-1500°C对所述原料进行熔炼;

A3: 所述合金元素的添加为根据产品的性能添加 Cu、 Mo、 Ni、 V, 添加后 的铁水中各元素质量百分比为:

C: 3.4-3.8%, Si: 1.2-2.6%, Mn: 0.3-0.5%, Cu: 0.15-0.5%, Mo: 0.3-1.0%, Ni: 1-2%, V: 0.3-0.5%, P: <0.06%, S: <0.025%, Mg: 0.03-0.06%, 余量为 Fe 以及不可避免的微量元素; Cu能促进石墨化和珠光体的形成提高铸件的强 和硬度,当加入量过低时, 铸件的强度提高不明显, 当加入量过高时, 铸件的脆性转变温度提高, 冲击韧 性降低;

Mo能提高铸件强度, 当加入量过高时, 铸件的延伸率和冲击韧性降低; Ni能提高铸件的强度和冲击韧性, 加入量过高时, 铸件的硬度过高, 不易 于加工;

V 能提高铸件的抗拉强度和屈服强度, 当加入量过高时, 铸件的硬度升高 而延伸率降低;

A4 : 采用炉前光谱分析仪检测炉内金属成分, 将检测结果符合工艺要求的 铁水进行球化处理;

A5 :所述球化处理为采用喂丝球化工艺或冲入法 化工艺对铁水进行球化, 所述球化剂的质量为经过歩骤 A3后得到的铁水质量的 1.3%,

所述喂丝球化工艺是将符合工艺要求的铁水倒 入到铁水包中, 然后将球化 用芯丝喂入铁水中,

所述冲入法球化工艺是将球化剂预先放入铁水 包内, 然后将符合工艺要求 的铁水冲入铁水包里;

所述球化剂中各元素质量百分比为:

Ba: 4-6%, Si: 65-70%, Ca: 2-2.5% , A <2% , Mn: < 0.4%, Cr: < 0.4% , P: <0.04%, S : <0.02% , 余量为 Fe以及不可避免的微量元素;

©铸杆工序: 浇注和孕育处理;

孕育剂的加入量为经过球化处理后的铁水质量 的 0.1 -0.25%;

所述浇注和孕育处理为将所述球化处理后的铁 水浇注到水冷模具里迅速凝 固成锥型铸杆, 浇注时向铁水中瞬时添加所述孕育剂;

孕育剂中各元素质量百分比: Si : 55-65% , Ba: 12-16% , Ca: 2-3% , C: 4-6%, Ah 3-3.5%, Mn: <0.4%, Cr: <0.4%, P: <0.04%, S : <0.02%, 余 量为 Fe以及不可避免的微量元素;

©热处理: 将铸杆从模具中取出, 运往热处理炉进行热处理; 铸杆在热处 理炉内, 由炉链推动滚动前进, 铸杆依次经过加热段、 保温段、 急冷段, 缓冷 段的加热区域和缓冷段的冷却区域, 完成热处理; 其中, 加热段将铸杆加热到 900-950 °C, 保温段的保温温度为 720-760 °C, 铸杆的热处理总时间为 45-60min。

本发明还提供了一种采用上述一种高强度球墨 铸铁电杆的制备工艺制备的 高强度球墨铸铁电杆, 其特征在于: 所述高强度球墨铸铁电杆包括多个顺次插 接的塔杆, 所述塔杆为圆锥台形空心柱体, 所述圆锥台形空心柱体的锥度为

1000:11-26; 所述高强度球墨铸铁电杆的顶端设有塔帽。

进一歩地, 所述圆锥台形空心柱体壁厚为 5-10mm。

本发明具有以下优点:

1、 普通球墨铸铁材质, 其抗拉强度为 420MPa、 屈服强度 280MPa, 延伸率 为 10%, 而本发明的高强度球墨铸铁材料抗拉强度达到 500-600MPa, 屈服强度 达到 350-420MPa, 延伸率大于等于 8%。

2、 与普通球墨铸铁电杆相比, 本发明的高强度球墨铸铁电杆具有的承载能 力高, 在相同承载能力条件下壁厚比普通球墨铸铁电 杆的壁厚减少 10-15%, 从 而达到减少电杆重量和降低成本的目的。

基于上述理由本发明可在电力输送技术等领域 广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一 歩详细的说明。

图 1是本发明的实施例中高强度球墨铸铁电杆的 构示意图。

图 2是本发明的实施例中底塔杆的结构示意图。

图 3是本发明的实施例中中塔杆的结构示意图。

图 4是本发明的实施例中顶塔杆的结构示意图。

其中, 1、 底塔杆 101、 底塔杆插接部;

2、 中塔杆 201、 中塔杆承接部 202、 中塔杆插接部

3、 顶塔杆 301、 底塔杆承接部 302、 塔帽。

具体实施方式

一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺, 具有如下歩骤:

①铸杆前准备: 配料, 铁水的熔炼, 合金元素的添加和球化处理;

A1 : 所述配料为采用的原料包括铸造生铁和废钢, 各原料的质量百分比为: 铸造生铁: 90-95%, 废钢: 5-10%;

A2: 所述铁水的熔炼为按所述各原料的质量百分比 称取原料, 并依次添加 到中频电炉内, 启动电源将炉温升至 1470-1500°C对所述原料进行熔炼;

A3: 所述合金元素的添加为根据产品的性能添加 Cu、 Mo、 Ni、 V, 添加后 的铁水中各元素质量百分比为:

C: 3.72%, Si: 1.23%, Mn: 0.4%, Cu: 0.2%, Mo: 0.3%, Ni: 1%, V: 0, P: 0.06%, S: 0.027%, Mg: 0.03%, 余量为 Fe以及不可避免的微量元素;

A4: 采用炉前光谱分析仪检测炉内金属成分, 将检测结果符合工艺要求的 铁水进行球化处理;

A5 : 所述球化处理为采用喂丝球化工艺对铁水进行 球化, 所述球化剂的质 量为经过歩骤 A3后得到的铁水质量的 1.3%, 将符合工艺要求的铁水倒入到铁 水包中, 然后将球化用芯丝喂入铁水中, 所述球化剂中各元素质量百分比为:

Ba: 4-6%, Si: 65-70%, Ca: 2-2.5%, Ah <2%, Mn: <0.4%, Cr: < 0.4%, P: <0.04%, S: <0.02%, 余量为 Fe以及不可避免的微量元素;

©铸杆工序: 浇注和孕育处理;

孕育剂的加入量为经过球化处理后的铁水质量 的 0.1-0.25%;

所述浇注和孕育处理为将所述球化处理后的铁 水浇注到水冷模具里迅速凝 固成锥型铸杆, 浇注时向铁水中瞬时添加所述孕育剂;

孕育剂中各元素质量百分比: Si: 55-65%, Ba: 12-16%, Ca: 2-3%, C: 4-6%, Ah 3-3.5%, Mn: <0.4%, Cr: <0.4%, P: <0.04%, S: <0.02%, 余 量为 Fe以及不可避免的微量元素;

③退火处理: 将铸杆从模具中取出, 运往退火炉进行退火处理; 铸杆在退火 炉内, 由炉链推动滚动前进, 铸杆依次经过加热段、 保温段、 急冷段, 缓冷段 的加热区域和缓冷段的冷却区域, 完成退火; 其中, 加热段将铸杆加热到 900-950°C, 保温段的保温温度为 720-760°C, 铸杆的退火总时间为 45-60min, 铸杆完成基体中的渗碳体和部分珠光体的分解 , 最终得到由铁素体和珠光体为 主的基体组织。 热处理后珠光体的含量占整个铸杆的 55-65%, 抗拉强度为 560MPa, 屈服 强度为 392MPa, 延伸率为 10%。 采用上述一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺 制备的高强度球墨铸铁电杆 包括多个顺次插接的塔杆, 所述塔杆为圆锥台形空心柱体, 所述圆锥台形空心 柱体的锥度为 1000: 11-26;所述高强度球墨铸铁电杆的顶端设有塔帽 ,所述圆锥 台形空心柱体壁厚为 5-10mm。

如图 1所示, 一种高强度球墨铸铁电杆由底塔杆 1, 中塔杆 2和顶塔杆 3组 成; 所述底塔杆 1, 所述中塔杆 2和所述顶塔杆 3都是圆锥台形空心柱体, 所述 圆锥台空心柱体的锥度为 1000: 16, 所述圆锥台空心柱体的壁厚为 10mm, 如图 2所述, 所述底塔杆 1的顶部设有底塔杆插接部 101, 所述底塔杆插接部 101的 长度为所述底塔杆插接部 101的端面外径的 2倍, 所述底塔杆 1的底部外径为 Φ 600mm;

如图 3所示, 所述中塔杆 2的底部设有中塔杆承接部 201, 所述中塔杆 2的 顶部设有中塔杆插接部 202,所述中塔杆承接部 201的内径与所述底塔杆插接部 101的外径相配合,所述中塔杆承接部 201的长度与所述底塔杆插接部 101长度 相同, 所述中塔杆插接部 202的长度为所述中塔杆插接部 202端面外径的 2倍; 如图 4所示, 所述顶塔杆 3的底部设有底塔杆承接部 301, 所述底塔杆 2的 顶部设有塔帽 302,所述底塔杆承接部 301的内径与所述中塔杆插接部 202的外 径相配合, 所述底塔杆承接部 301的长度与所述中塔杆插接部 202的长度相同, 所述塔帽 302的外径为 Φ 400πιπι。

本发明用到的主要化学元素符号及名称解释如 下: C : 碳, Si : 硅, Μη : 锰, Ρ : 磷, S : 硫, A1 : 铝, Fe : 铁, Ca : 钙, Mg : 镁, Mo: 钼, Ni: 镍, V: 钒, Ba: 钡, Cr: 铬。

以上所述, 仅为本发明较佳的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局 限于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内, 根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或 改变, 都应涵盖在本发明的保护 范围之内。