球墨铸铁的球化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种生产球墨铸铁的球化处理方法。将熔制好的含Mg≤20％、含Si≤70％和含RE≤3％的整体稀土镁硅铁球化剂放入到球化处理包中砌筑的反应室内进行的冲入包内法的球化处理方法，其球化剂加入量仅为被处理铁水重量的0.4～0.8％，控制球化反应的时间精确，在球化处理过程及浇注过程铁水降温少，球化处理后Mg、RE和Si的吸收率高，其球化剂的加入量仅为传统工艺加入量的三分之一，球化处理费用可以降低50％；改善了球化剂制作过程及使用过程的生产环境并提高了产品质量。与稀土元素RE含量在2～8％的传统稀土镁硅铁球化剂比较，采用本工艺进行球化处理实现了稀土元素RE的用量降低50～75％。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种生产。将熔制好的含Mg≤20％、含Si≤70％和含RE≤3％的整体稀土镁硅铁球化剂放入到球化处理包中砌筑的反应室内进行的冲入包内法的球化处理方法，其球化剂加入量仅为被处理铁水重量的0.4～0.8％，控制球化反应的时间精确，在球化处理过程及浇注过程铁水降温少，球化处理后Mg、RE和Si的吸收率高，其球化剂的加入量仅为传统工艺加入量的三分之一，球化处理费用可以降低50％；改善了球化剂制作过程及使用过程的生产环境并提高了产品质量。与稀土元素RE含量在2～8％的传统稀土镁硅铁球化剂比较，采用本工艺进行球化处理实现了稀土元素RE的用量降低50～75％。【专利说明】
本专利技术是关于生产，更具体地说是将球化剂放入球化处理包中砌筑的球化反应室内进行的冲入包内法的球化处理方法。
技术介绍
在生产球墨铸铁件的企业中广泛采用稀土镁硅铁合金作为球化剂。稀土镁硅铁合金球化剂是目前国内外用量最大的球化剂，但是在其传统的生产过程中能耗高，熔损大，环境污染严重，传统球化剂由于镁的吸收率低，其加入量较大。长期以来，国内外的技术人员对冲入包内法球化处理工艺技术及稀土镁硅铁球化剂的生产工艺进行了不懈的努力研究。目前，在以稀土镁硅铁为球化剂采用冲入包内法球化处理的生产工艺，当出铁温度在1480°C以上，球化处理包在连续使用的红热包状态下，Mg含量在> 8%时，球化反应状况随温度的升高而加剧，出现强烈的镁光、甚至造成铁水飞溅，结果是有效元素Mg及RE的吸收率降低，造成经过球化处理的铁水后期衰退，球化级别下降。传统的解决办法是①在熔炼球化剂时加入一定量的SiCa合金提高含Ca量来缓解其爆发反应，增加SiCa合金无疑使生产成本增加并在球化反应结束后产生的渣易留存在铁水中。②将球化剂中的Mg含量控制在8%左右或< 8%来缓解反应。③在稀土镁硅铁球化剂投入铁水包的堤坝内，在其上覆盖生铁屑并打实，也有在包内加入浇冒口、碎铁块降低包内铁水反应温度。④在包内投入球化剂及孕育硅铁后，在其上覆盖珍珠岩聚渣剂或在其上覆盖铁板。上述措施虽然对控制镁合金反应的剧烈状况有效果，但是反应结束，铁水降温较大，铁水表面浮渣多，球化反应的稳定性受铁水温度的影响而变化，有效元素Mg、RE和Si的吸收率波动范围大；对于冲天炉熔炼的高温铁水在球化前的原铁水含硫量偏高时，只有采取提高球化剂的加入量并增加球化剂中RE及Ca的含量，而目前在高温处理状况下将球化剂中Mg的含量再增加是很有限的。在生产球墨铸铁件的企业中，产生的回炉料比例较多并含硅量较高时，需使用含娃量较低的球化剂。传统的低娃球化剂含娃量为5?10%左右,在球化处理时,低娃球化剂的加入量为全部球化剂加入量的I / 3左右，余量为含硅量为40?41%的稀土镁硅铁合金，全部采用低硅球化剂时，在出铁温度大于1480°C的红热包投料处理时，出现铁水飞溅的现象，传统压制的圆柱状球化剂在搬运时易破损，其化学成分的波动影响球化处理结果的稳定。 申请人:在2013年3月4日申请了中国专利技术专利公布号CN103146870A名称为“球墨铸铁球化处理方法”和中国专利技术专利公布号CN103146986A名称为“球墨铸铁低硅球化剂及其应用”的两项专利申请，利用在球化包中修筑的球化反应室，将整体稀土镁硅铁球化剂或低硅球化剂放入到球化反应室中，依靠楔形砖及扁钢封闭球化反应室的加料口，整体稀土镁硅铁球化剂被限制在球化包的反应室中，球化反应时产生的镁蒸气由预留的下反应口、中反应缝隙、上反应缝隙向外扩散，解决了整体稀土镁硅铁球化剂熔损后移动上浮的问题，解决了冲入包内法球化处理时反应剧烈铁水飞溅、有效元素吸收率低的问题；当被处理铁水的化学成分及被处理铁水重量变化时，可随时调整球化剂的加入量。其不足之处是在生产现场的球化剂加料以及封闭加料口的操作工序较繁琐，当反应室加料口处挂渣后影响后续的操作，不适合用于大批量的连续生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作方便并可连续进行的球墨铸铁球化处理方法，是将球化剂放入到球化包中砌筑的球化反应室内进行的冲入包内法的球化处理方法，解决了冲入包内法球化处理时反应剧烈、有效元素吸收率低的问题，精确控制球化反应时间，提高产品质量、降低生产成本，操作简便，充分发挥和利用资源，显著改善球化剂制作过程及使用过程的生产环境。利用中国专利技术专利公布号CN103146870A名称为“球墨铸铁球化处理方法”，将熔制好的所含元素的重量百分比为:含Mg≤20%，含Si ( 70%和含RE≤3%的整体稀土镁硅铁球化剂合金液浇注到到由冷却铁为间隔其四个侧面的模型中，待合金液凝固、冷却后就获得了所需重量的第一种规格无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂；如说明书附图1至附图3所示砌筑有反应室的球化处理包:在球化处理包的底部砌筑有左垂直面挡板及右垂直面挡板，在左垂直面挡板及右垂直面挡板的顶部水平砌筑有半圆状反应室上盖板；在反应室的垂直面设置有一个或多个反应室加料口，反应室加料口的开口方向面对球化包包嘴所在的位置，在其中一个加料口的上端开设有减压槽，减压槽的上端与半圆状反应室上盖板平齐，左垂直面挡板及右垂直面挡板的外侧垂直面同半圆状反应室上盖板的垂直面平齐；将修筑好的球化处理包烘干后用于球化处理。在目前已知的各种球化处理方法中，主要分为镁合金的球化剂、包芯线的球化剂及纯镁处理的球化剂，尽管各种球化剂中的含硅量不同，含硅量由O-(70%，但是在采用不同的方法球化处理时，为了保证金相组织及机械性能的要求，加入适量的硅铁孕育是必须的；因此，在考核不同的方法进行球化处理计算其球化处理费用时，应考虑球化剂本身在球化处理后所带来的增硅因素；在采用高温铁水球化处理时，传统工艺铁水球化时剧烈沸腾的反应，不仅造成Mg的吸收率低，Si的吸收率也随之降低。利用上述球化处理包的反应室结构，防止了球化反应时球化剂容易漂浮的现象，因此上述球化剂本身的比重可以比传统的稀土镁硅铁球化剂的比重低，选择合适的镁硅比即可以增加球化剂的熔点又大幅度的提高了球化剂中的含镁量，除硅铁本身带入的含Fe量之外，并不需要额外加入废钢，所以上述球化剂中球化反应的有效元素Mg、Si及RE的总含量较高。利用上述球化处理包的反应室结构将所需加入重量的含Mg≤20 %、含Si < 70%、含RE < 3%的稀土镁硅铁球化剂先投入反应室，再将72硅铁孕育剂放置在反应室；由于球化剂被放置在反应室内、反应室加料口及减压槽是冲入包内铁水的唯一通道，反应室加料口处堆积的72硅铁孕育剂进一步阻碍了铁水进入反应室；所以在进入球化包的铁水超过反应室盖板顶面一定高度后球化反应才正式开始。除反应室加料口及减压槽之外，高温铁水的进入和反应时产生的高压镁蒸气的喷射没有其它对流交换的途径，反应室中的硅铁孕育剂在反应时被逐步熔化增加了反应室内金属液的含硅量；反应室的结构设计起到了减压仓的作用，实现了球化反应时产生的高压镁蒸气在减压仓中降压后再释放的作用；上述因素的组合对平抑球化剂反应时的剧烈反应、提高镁的吸收率起到了关键作用；反应室加料口及减压槽的设置有效的控制了球化反应的状态，迫使球化反应时产生的镁蒸气沿球化包底部水平方向扩散，反应室垂直面的档板有效的防止了球化反应时球化剂容易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关于生产球墨铸铁的球化处理方法，其特征的第一部分是球化剂，其球化剂包括三种规格：①、无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂(8)，其特征是将熔制好的所含元素的重量百分比为：含Mg≤20％，含Si≤70％和含RE≤3％的整体稀土镁硅铁球化剂合金液浇注到到由冷却铁为间隔其四个侧面的模型中，待合金液凝固、冷却后就获得了所需重量的无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂(8)；②、低硅球化剂，其特征是在外衬方形钢管内部各种元素所含的重量百分比如下，镁元素是以含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金粉的方式加入，其加入量为12～15％，外衬方形钢管内总含硅量为15～25％，含Ca1～2％，含RE0.5～1％，余量为Fe的的粉状材料及含镁量≤5％的稀土硅铁合金分层压入，制成整体球化剂；其外衬方形钢管内压入的材料是：含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金，其粒度小于1mm，含硅量在50～60％的硅铁粉，其粒度小于1mm，其中的含钙量以硅铁中的含钙量带入或以硅钙合金的方式加入，其粒度小于1mm，稀土成分以含镁量≤5％的稀土镁硅铁合金的方式加入，其粒度小于15mm；其制作方法是先将外衬方形钢管内所需总量50％的含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金粉、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀，采用压力机将其压实在外衬方形钢管的一端，将小于5％Mg含量的稀土镁硅铁合金放置在中间，再将混合均匀的另外50％的含硅量为10～20％的镁硅合金粉、硅铁粉及铁粉混合料装入外衬方形钢管内用压力机压实成同外衬方形钢管长度相同的平面；③、无硅球化剂，其特征是将长方体金属镁块放置在两端开放的外衬方形钢管内，长方体金属镁块和外衬方形钢管之间被紧实的耐火材料所隔离；其特征的第二部分是在球化处理包(1)的底部砌筑有左垂直面挡板(2)及右垂直面挡板(3)，在左垂直面挡板(2)及右垂直面挡板(3)的顶部水平砌筑有半圆状反应室上盖板(4)；在反应室的垂直面设置有一个或多个反应室加料口(5)，反应室加料口(5)的开口方向面对球化包包嘴(7)所在的位置，在其中一个反应室加料口(5)的上端开设有减压槽(6)，减压槽(6)的上端与半圆状反应室上盖板(4)平齐，左垂直面挡板(2)及右垂直面挡板(3)的外侧垂直面同半圆状反应室上盖板(4)的垂直面平齐；将修筑好的球化处理包(1)烘干后用于球化处理；利用上述球化处理包(1)的反应室结构，根据需要选择上述适宜种类的球化剂，其球化处理步骤如下：a、将所需重量的无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂(8)或低硅球化剂或无硅球化剂放入到球化处理包(1)的反应室中；b、将硅铁孕育剂放置到球化处理包(1)的反应室内，硅铁孕育剂堆积在反应室加料口处；c、铁水冲入球化处理包(1)进行球化反应；d、球化反应结束后扒净浮渣，采用加入被处理铁水重量0.1％粒度≤5mm成分为Mg3～6％、RE1～2％、Si40～50％的复合孕育剂覆盖铁水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘年路，刘昌晨，
申请(专利权)人：天津市万路科技有限公司，刘年路，刘昌晨，
类型：发明
国别省市：