一种金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法技术

本发明专利技术涉及一种金属溶液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法，属于冶金铸造技术领域。每５秒内向金属溶液瞬时加入（Ｍｇ＋ＲＥ）≤０．６ｋｇ，其中镁含量≤３００ｇ，变质剂块或装有变质剂的包袱线，在１．０秒内从金属液面上进入液面下至少３００～１０００ｍｍ。本发明专利技术全部处理过程完毕的，镁变质剂利用系数在９０％以上，无环境污染，并消除了金属溶液的沸腾和飞溅等不完全因素。本发明专利技术的相关专用设备结构简单，操作容易。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于冶金铸造
在冶金领域中，在铸钢锭、铸铁件、钢铸件生产时，常常需要向钢液或铁液流中加入稀土镁合金。ZL861082252公开了一种“稀土合金注入法输粉器”，通过可控制输粉量的带弹簧的轴向开关，将稀土硅粉与钢液流同步注入中铸管浇杯中。ZL911063803公开了“球墨铸铁瞬时密流球化、蠕化或孕育处理容器”，主要由进铁水杯、加密封盖和用惰性气体保护、S形密流室、出铁口、孕育杯、泄流孔构成。ZL972451056专利也公开了与ZL911063803同名称的处理容器，主要区别是分料杯的应用。以上三个专利在实际应用中，遇到了一些难题，比如专用设备结构复杂增加了工艺准备麻烦和生产现场操作困难，还有密流室予热与初期铁水降温大浪费等问题，难以适应冶金铸造现场实用过程的操作简单可靠原则，严重地影响了其应用效果。CN1164576A公开了一种阻燃球化剂组合物，解决了稀土镁金属在铁液高温下瞬时固态激烈氧化燃烧所造成的技术难关，但使用已有设备，构造复杂，难以保证整个工艺的稳定性和连续性。另外，由于冶金铸造生产条件不同，单一的加入工艺方法只能适应一定条件的企业。70年代后期，世界各国开展瞬时密流稀土镁变质剂处理设备及应用技术研究开发，投入了大量的人力物力，总结出四种瞬时密流稀土镁变质剂的加入法，即注入法，喂入法，插入法，射入法。上述四种方法在钢材生产的铸锭、连铸上取得了进展，而在球墨铸铁和铸钢上应用却进展不大。本专利技术的目的在于，克服已有技术的缺点，提供及专用设备。本专利技术的方法是，每5秒内加入(Mg+RE)≤0.6kg，其中镁含量≤300g，变质剂块或装有变质剂的包袱线，在1.0秒内从金属液面上进入液面下至少300～1000mm。上述包袱线是由镁粉和稀土合金组成的球化剂与球铁粉间隔置入金属皮管构成。上述包袱线中的球化剂中，镁粉20～50份，稀土合金RE3～10份，其余为球铁粉40-80份。上述包袱线中球化剂外面涂有0～2.0mm厚的脱硫剂层。上述包袱线中球化剂从下往上按镁粉含量20份、25份、30份置入。上述包袱线中球化剂部分长度为所加入的金属液面下300～1000mm处盛液桶的高度，球铁粉部分为1000～1500mm，目的在于保护下一段球化剂包袱线不被加热。包袱线的铁皮上均匀分布φ2～4mm小孔，密度以铁皮不折断为宜。喂入法加入变质剂时，采用包袱线喂线机，控制速度为每秒1.5M，启动与制动≤0.5秒。插入法加入变质剂包袱线时，用气动或重力式压力快速插入装置。上述压力快速插入装置主要由可左右移动的多臂和在重力下失重自动快速垂直下落的插入杆构成。在盛液桶小于2吨时，也可人工单根多次向金属溶液中插入包袱线。射入法加入变质剂时，采用自动快速阀门弹射器将≥100mm的变质剂块，以每秒≥5次的频率加入金属溶液中。注入法加入变质剂时，选用变质剂块由专用设备的振动加料器加入。该设备主要由变质剂振动加料器、钢、铁液与变质剂混料器、导流板、导流管组成；混料器中上部设有导流板，导流板下角呈锐角小于50°，下口接通导流管，在导流板一侧是变质剂送料器出料口，另一侧是钢、铁液流入口。本专利技术中与金属溶液接触的管件和容器的内壁均为纯碱性耐火材料或同类金属管件。向金属溶液中科学正确的加入稀土镁的方法对于保证冶金铸造效果至关重要。本专利技术的特点在于①瞬时快速将稀土镁变质剂加入到金属液面下一定深度，使其在液面下与空气隔绝自爆成线度≤3mm的小颗粒被溶化吸收；②为防止稀土镁在高温下形成激烈汽化的蒸气压造成的金属液飞溅和沸腾，严格限制稀土镁变质剂每5秒内加入量为(RE+Mg)≤0.6g，分多次加入或随流同步少量加入；③为防止稀土镁与耐火材料产生反应，盛液桶必须是纯碱性耐火材料。本专利技术的优良效果还在于，全部处理过程完毕时，稀土镁变质剂利用系数在90％以上，无环境污染，并消除了金属溶液的沸腾和飞溅等不安全因素。本专利技术的相关专用设备结构简单，操作容易。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1喂入法加入变质剂的示意图。图2插入法加入变质剂的示意图。图3注入法加入变质剂的示意图。其中，1.喂线机，2.盛铁桶，3.溶液面，4.变质剂包袱线，5.金属溶液，6.与溶液相同的金属粉末包袱线，7.插入杆，8.可左右旋转的臂，9.变质剂送料器，10.钢、铁液与变质剂混料器，11.导流板，12.导流管，13.钢、铁液流入口，14.变质剂，15.钢、铁液流。θ为导流板下角，θ≤50°。实施例1.喂入法，如图1所示。稀土镁变质剂的包袱线4，其中镁含量280g，稀土合金RE28g，控制(Mg+RE)≤0.6kg在1.0秒内从金属液面上进入液面3下400mm。包袱线是由镁粉20份稀土5份球铁粉75份，镁粉25份稀土5份球铁粉70份，镁粉30份稀土5份球铁粉65份，球铁粉100份，四部分间隔置入金属皮管构成。包袱线中球化剂外面涂有0.5mm厚的脱硫剂层。球化剂部分长度为所加入的金属液面下500mm处盛铁桶2的高度。球铁粉部分为1200mm，目的在于保护下一段球化剂包袱线不被加热。包袱线的铁皮上均匀分布φ3mm小孔，采用包袱线喂线机1，控制速度为每秒1.5M，启动与制动≤0.5秒。实施例2.插入法，如图2所示。稀土镁变质剂的包袱线，其中镁含量250g，稀土合金RE25g，控制(Mg+RE)≤0.6kg在1.0秒内从金属液面上进入液面下500mm。包袱线是由镁粉20份稀土5份球铁粉75份，镁粉25份稀土5份球铁粉70份，镁粉30份稀土5份球铁粉65份，分别间隔置入金属皮管构成。包袱线中球化剂外面涂有1mm厚的脱硫剂层。球化剂部分长度为所加入的金属液面下500mm处盛液桶的高度，插入杆部分为1200mm，目的在于保护球化剂包袱线不沸腾飞溅。包袱线的铁皮上均匀分布φ2.5mm小孔，采用重力式压力快速插入装置。压力快速插入装置由可左右移动的多臂8和在重力下失重自动快速垂直下落的插入杆7构成。稀土镁变质剂的包袱线插入液面下500mm深度后自爆成线度≤3mm的小颗粒，在上浮过程中被全部溶化吸收。实施例3.插入法如实施例2所述，不同的是在盛铁桶2吨时，人工单根多次向金属溶液中插入包袱线。实施例4.注入法，如图3所示。注入法加入变质剂时，选用变质剂块由专用设备的振动加料器加入。变质剂块为CN116457A阻燃球化剂组合物压块。设备主要由变质剂振动加料器9、钢、铁液与变质剂混料器10、导流板11、导流管12组成；混料器中上部设有导流板11，导流板下角θ呈锐角小于50°，下口接通导流管12，在导流板11一侧是变质剂送料器出料口，另一侧是钢、铁液流入口。权利要求1.，其特征在于，每5秒内加入(Mg+RE)≤0.6kg，其中镁含量≤300g，变质剂块或装有变质剂的包袱线，在1.0秒内从金属液面上进入液面下至少300～1000mm。2.如权利要求1所述的金属溶液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法，其特征在于，所述包袱线是由镁粉和稀土合金组成的球化剂与球铁粉间隔置入金属皮管构成。3.如权利要求1或2所述的金属溶液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法，其特征在于，所述包袱线中的球化剂中，镁粉20～50份，稀土合金RE3～10份，球铁粉40～80份。4.如权利要求1或2所述的金属溶液瞬时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属溶液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法，其特征在于，每５秒内加入（Ｍｇ＋ＲＥ）≤０．６ｋｇ，其中镁含量≤３００ｇ，变质剂块或装有变质剂的包袱线，在１．０秒内从金属液面上进入液面下至少３００～１０００ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：由淼，由新，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]