本发明专利技术公开了一种生产球墨铸铁的球化处理反应包及其球化处理方法，属铸造领域。反应包，由包体、包壁、可旋转的钓钩组成，钓钩与包体通过螺栓连接，其特征在于包体底部有带凹槽的凸台，凸台位于包底中心的一侧，凹槽内放置反应管，反应管管壁上设有三个小透气孔，三个透气孔在一条直线上。当反应管内充填球化剂后，在铁水热作用下，反应管中管壁最薄处开始熔化，随着管壁逐渐熔化，球化剂依次进入铁水，使球化反应过程在可控条件下进行。又由于采用钝化镁作为球化剂，推迟镁与铁水的反应时间，延长镁蒸气与铁水的接触时间，提高铁水吸收率，增强镁球化效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产球墨铸铁的球化处理反应包及其球化处理方法， 属铸造领域。
技术介绍
球墨铸铁是铸铁行业中一种非常重要的铸铁，其金相组织由金属 基体和分布其间的球状石墨组成。与灰铸铁中的片状石墨相比，球状 石墨对基体连续性的破坏较轻，因此强度和塑韧性远优于灰铸铁。球墨铸铁在生产过程中，有两个重要的工艺环节球化处理和孕育处理， 球化处理过程主要包括球化剂的选择和球化方法的制定。目前常用的球化剂是金属镁和稀土镁合金。金属镁最早用于球墨 铸铁生产，其优点是球化效果好、价格较低。但金属镁的沸点为1108 °C，较铁水处理的温度低约35(TC。由于镁的气化使铁水沸腾，镁与 空气中的氧反应，发生燃烧，生成氧化镁，铁水吸收率低。因此，金 属镁作为球化剂， 一般在铁水承受较大外压作用下使用，以防止镁蒸 气的逸出。稀土镁合金的优点是球化方法简单，具有抗干扰元素的能 力，但容易出现异态石墨，影响球墨铸铁的性能。
技术实现思路
本专利技术目的为了克服金属镁球化剂的反应时间短、易燃烧、铁水 吸收率低的缺点，提出一种球墨铸铁生产中的球化处理方法。 本专利技术的技术方案 一种生产球墨铸铁的球化处理反应包4一种生产球墨铸铁的球化处理反应包，由包体1、包壁2、可旋转 的钓钩3组成，包体1由8 ~ 10mm的钢板焊接而成，包壁2由耐火材 料打结而成，其中耐火材料由重量百分比为20%的耐火泥、5%的刚玉 粉、60%的石英砂及15%的液态水玻璃组成，可旋转的钓钩3位于包 体1上部，钓钩3与包体1通过螺栓6连接，其特征在于包体底部有 带凹槽的凸台4，凸台4位于包底中心的一侧，离中心点0.25D,其 中D为包体1外径，凸台4中的凹槽宽度为0. 15~0.25D，深度为 0. 15~0. 18D,长度延伸至包壁2，凹槽内放置反应管5，反应管5内 径取0.10-0. 12D;离反应管5两端0. 2 ~ 0. 25d处分别设置两个小 透气孔51和53,在这两个小透气孔51和53中间再设置一个小透气 孔52，所述的三个小透气孔51、 52和53的中心处在一条直线上， 孔径为2-4mm，其中所述d为反应管5内径；反应管5管壁的厚度由试验确定，或由平方根定律进行估算S为管壁的厚度；t为时间，根据铁水注入反应包高度约40%的时 间，管壁薄处开始熔化，确定管壁薄处的壁厚，另外根据铁水注入 反应器高度约70%后的1-1.5min，管壁厚处熔化完毕，确定管壁 厚处的壁厚；K为系数，取决于反应管5材料的物性参数和铁水的一种生产球墨铸铁的球化处理反应包的球化处理方法，包括如下 步骤(1)、球化剂钝化镁装入反应管将球化剂钝化镁装入反应管5，装入量为铁水量的0.2~ 0.26%，每隔30mm加入硅铁粉，加入量为20~30g,反应管5 两端用耐火泥封口，随后放入烘箱烘烤60 - 90min,烘烤温度为100~120°C;硅铁粉中硅的质量百分含量为55~75%,其余为铁，颗粒 直径为1 ~ 2mm;硅铁粉的作用是，不使铁水引燃管内球化剂，防止串燃。 从而完成球化剂钝化镁和硅铁粉的装填过程。(2) 、反应管装入球化反应包将步骤(1)装入钝化镁的反应管5装入球化反应包底部凸 台4的凹槽中，3小透气孔51、 52和53的位置朝上，反应管5与凹槽之间的空隙部分用耐火泥填入；(3) 、球化处理反应步骤(2)结束后将反应包预热至250 ~ 400°C，当反应包预热到预定温度时，加入孕育剂硅铁，然后向包内注入温度为 1480 150(TC的铁水，注入铁水量为总量的70%,待包内铁水 表面无明显火焰，铁水与球化剂反应结束，去渣并向反应包内 第二次注入铁水，注入铁水量为总量的30%,最后加入孕育剂 硅铁粉，即完成生产球墨铸铁的球化处理反应；其中孕育剂硅铁中的硅质量百分比为55~75%，其余为铁， 颗粒直径5 ~ 10mm;孕育剂硅铁的加入量为铁水总量的0. 48%;孕育剂硅铁粉中的硅质量百分比为55 - 75%,其余为铁， 颗粒直径为l~2mm;孕育剂硅铁粉的加入量为铁水总量的 0. 32%。 本专利技术的技术效果本专利技术在反应包中特别设计了一根用于装填球化剂的反应管，反 应管内径一致，但管壁厚度不同。当管内充填球化剂后，在铁水的热 作用下，反应管中管壁最薄处开始熔化，随着反应管壁的逐渐溶化，6球化剂依次进入铁水，使球化反应过程在可控的条件下进行。同时由于在球化反应包中釆用钝化镁作为球化剂，推迟镁与铁水的反应时间，延长镁蒸气与铁水的接触时间，提高铁水的吸收率，增强镁的球化效果。附图说明图1、球化反应包图2、反应管剖视图图3试样1金相组织500X图4、试样4金相组织500X具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术进一步详细描述，但并 不限制本专利技术。实施例l一种生产球墨铸铁的球化处理反应包包体l由8mm钢板焊接而成，包壁2由耐火材料打结而成，其中 耐火材料由重量百分比为20%的耐火泥、5%的刚玉粉、60%的石英砂 和15%水坡璃组成。包体1上部有可旋转的钓钩3，吊钩3通过螺栓 6与包体1链接，包体l髙1700mm，外径700mm,包壁2厚度上口 为80mm，底部为120mm，包体底部厚度150mm,包体底部设有带凹槽 的凸台4，凸台4离中心点175mm，高度为120mm，宽度为150mm，长 度延伸至包壁2，凹槽宽度为120mm，深度为80mm，长度延伸至包壁 2;反应管5内径为70mm,反应管5的薄壁端壁厚尺寸2mm，厚壁端 壁厚尺寸5mm，反应管5上开3个小透气孔51、 52、 53,离反应管5 两端15mm处开2个尺寸为3mm的小透气孔51、 53，在此两个小透气孔51和53中间又开有1个3mm的小透气孔52,三个小透气孔51、 52和53在一条直线上，反应管5的材料为普通灰铸铁。一种生产球墨铸铁的球化处理反应包的球化处理方法(1) 、球化剂钝化镁装入反应管将球化剂钝化镁(含镁量大于92%，颗粒直径1 ~ 2亳米) 装入反应管5，装入量为lKg,每隔30腿加入硅铁粉(硅75%, 其余为铁，颗粒直径为lmm)，加入量为25g，随后放入烘箱烘 烤60min,烘烤温度为IO(TC;(2) 、反应管装入球化反应包将步骤(1)装入钝化镁的反应管5装入球化反应包底部凸 台4的凹槽中，3小透气孔51、 52和53的位置朝上，反应管5 与凹槽之间的空隙部分用耐火泥填入；(3) 、球化处理反应步骤(2)结束后将球化反应包预热至30(TC。加入孕育 剂硅铁，然后向包内注入温度为150(TC的铁水350Kg,铁水成 分和温度见表1。待铁水与球化剂反应结束后(包内铁水表面无明显火焰)， 去渣并向铁水第二次注入铁水，注入铁水量为总量的150Kg， 最后加入孕育剂硅铁粉，即完成生产球墨铸铁的球化处理反应。 其中孕育剂硅铁中的硅质量百分比为75%，其余为铁，颗粒 直径5mm;孕育剂硅铁的加入量为2. 4Kg;孕育剂硅铁粉中的硅质量百分比为55%，其余为铁，颗粒 直径为lmm;孕育剂硅铁粉的加入量为1. 6Kg;球化过程平稳，反应强度均匀。经球化处理后，铁水中的 含镁量为0. 045%。经检验，球化质量的金相组织见附图3。表1。铁水成份和温度cSiMnPS温度('c)3. 8 4. 01.2 1.40. 2 0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产球墨铸铁的球化处理反应包，由包体（１）、包壁（２）、可旋转的钓钩（３）组成，包体（１）由８～１０ｍｍ的钢板焊接而成，包壁（２）由耐火材料打结而成，耐火材料由重量百分比为２０％的耐火泥、５％的刚玉粉、６０％的石英砂及１５％的液态水玻璃组成，可旋转的钓钩（３）位于包体（１）上部，钓钩（３）与包体（１）通过螺栓（６）连接，其特征在于包体底部有带凹槽的凸台（４），凸台（４）位于包底中心的一侧，离中心点０．２５Ｄ，其中Ｄ为包体（１）外径，凸台（４）中的凹槽宽度为０．１５～０．２５Ｄ，深度为０．１５～０．１８Ｄ，长度延伸至包壁（２），凹槽内放置反应管（５），反应管（５）内径取０．１０～０．１２Ｄ；离反应管（５）两端０．２～０．２５ｄ处分别设置两个小透气孔（５１、５３），在这两个小透气孔（５１、５３）中间再设置一个小透气孔（５２），所述的三个小透气孔（５１、５２、５３）的中心处在一条直线上，孔径为２～４ｍｍ，其中所述的ｄ为反应管（５）的内径；反应管（５）管壁的厚度由试验确定，或由平方根定律进行估算： Ｓ＝Ｋ＊ Ｓ为管壁的厚度；ｔ为时间，根据 铁水注入反应包高度约４０％的时间，管壁薄处开始熔化，确定管壁薄处的壁厚，另外根据铁水注入反应器高度约７０％后的１～１．５ｍｉｎ，管壁厚处熔化完毕，确定管壁厚处的壁厚；Ｋ为系数，取决于反应管（５）材料的物性参数和铁水的温度。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘嘉祺，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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