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≤65％和含RE≤3％的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却；采用覆盖包盖的球化处理包包内底部砌筑的耐火砖及楔型塞块将外衬方形钢管的整体稀土镁硅铁球化剂固定在球化包内，采用冲入包内法球化处理；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，球化反应结束15分钟后不出现球化衰退，改善了球化剂制作过程及使用过程的生产环境，显著降低生产成本并提高产品质量。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】

本专利技术是关于生产球墨铸铁的，更具体地说是采用外衬方型钢管的块状稀土镁硅铁球化剂在球化包内进行的冲入包内法的球化处理的方法。
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エ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エ艺，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。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ロ、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吋，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的含量再増加是很有限的。本人申请的中国专利技术专利公开号CN101029367A名称为“球化处理装置及球化处理工艺”和公开号CN101509084A名称为“球化剂的生产方法”的两项专利申请，现均已获得专利权，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，也解决了稀土镁硅铁球化剂在熔制过程中反应剧烈、烧损较大、球化剂合金成分偏析的问题，尚需改进的问题采用球化处理装置进行球化处理，需利用堤坝式球化处理包的结构，为了将稀土镁硅铁球化剂及孕育剂全部投入到堤坝内，堤坝必须有足够的高度，例如新修砌的IOOOkg球化包的堤坝高度达23cm，堤坝高度的増加使球化剂熔化沸腾反应的爆发点位置提高，不利于有效元素的吸收及铁水的浄化。控制球化反应的时间需根据观察处理包的状况来控制支杆压头的位置，要做到无镁光无烟球化处理所需时间较长。包内的堤坝经球化处理后容易挂渣、损坏，出现这些问题将影响球化处理质量的稳定，同时也增加了修理铁水包的工作量。2011年10月24日，本人又申请了国际申请号为PCT/CN2011/001762，名称为“无烟”的专利技术专利申请。其特点是采用立柱及定位标尺上的第三螺栓及螺母为转轴旋转的压杠上的转向轴的第一螺栓联结支杆压头的方式或采用电动机传动起重设备的钩头悬吊具有配重铁的支杆压头的方式，利用支杆压头将外衬方形钢管的整体稀土镁硅、铁球化剂固定在球化包内，采用冲入包内法处理。其不足之处是固定外衬方型钢管的整体块状稀土镁硅铁球化剂需依赖支杆压头，不利于采用覆盖包盖的球化方式，支杆压头的损坏及在高温球化处理过程中外衬方形钢管的整体稀土镁硅铁球化剂在熔损后移动上浮都会影响球化处理的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种，利用外衬方形钢管的整体稀土镁硅铁球化剂配合覆盖包盖的球化处理包，解决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，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。为实现上述目的，将熔制好的含Mg彡20 %、含Si彡65 %和含RE彡3 %的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方形钢管内，待其凝固冷却后，就获得了以方形钢管为外村、两端开放的整体稀土镁硅铁球化剂；如图I所示在球化包的底部边缘处垂直砌筑有第一耐火砖，与其比邻水平砌筑有第二耐火砖，第二耐火砖的另一端砌筑有第三耐火砖，紧贴着第三耐 火砖垂直砌筑有第四耐火砖，第五耐火砖和第六耐火砖均水平砌筑在第四耐火砖和球化包包壁之间，第五耐火砖重叠砌筑在第六耐火砖之上，砌筑在球化包底部的第三耐火砖其高度低于水平砌筑的第二耐火砖，在连续生产球化处理时，少量的挂渣不会妨碍操作的进行。在球化包的上端设置有覆盖包盖，覆盖包盖分为安装U型浇ロ杯的半个包盖及可以打开旋转的半个包盖两部分，为便于修包在安装U型浇ロ杯的半个包盖上的U型浇ロ杯是活动的，可以方便将U型浇ロ杯取下修补，U型浇ロ杯是以铁板及钢筋为骨架外衬耐火材料，安装U型浇ロ杯的半个包盖与包盖固定套管焊接成为一体，可以打开旋转的半个包盖与包盖旋转套管焊接成为一体，转动轴经过包盖固定套管及包盖旋转套管将安装U型浇ロ杯的半个包盖及可以打开旋转的半个包盖组合为ー个整体，在可以打开旋转的半个包盖上设有通孔，在通孔上焊接有导向套管，纸质空心套管的一端被联结套管上的紧固螺栓固定后插入导向套管，可以及时測定包内铁水的液面高度，在安装U型浇ロ杯的半个包盖上设置有第一紧固套管，可以打开旋转的半个包盖上设置有第二固定套管，在安装U型浇ロ杯的半个包盖上焊接有包盖定位轴，通过焊接在球化包上端的包盖定位套管将安装U型浇ロ杯的半个包盖固定，短轴穿过第二固定套管和第一固定套管将可以打开旋转的半个包盖固定，将修筑好的球化处理包及覆盖包盖烘干后用于球化处理。为了进一步提高稀土元素的利用率，设计并制作了如图3及图4所示在整体镁硅铁球化剂内部置有外衬方形钢管的镧铈稀土金属，外衬方形钢管的整体镁硅铁球化剂与外衬方形钢管的镧铈稀土金属其合金外露开ロ的方向相同，以焊接的方式将外衬方形钢管的镧铈稀土金属与容纳整体镁硅铁球化剂的复合外衬方形钢管联结在一起，将熔制好的整体镁硅铁球化剂合金液注入到复合外衬方形钢管内凝固冷却。为了加速球化剂合金液的冷却，在冲入球化剂合金液的组合排列的方形钢管之间增设冷却铁并设置球化剂合金液上盖鉄板，減少球化剂的化学成分偏析及熔损；铁水冲入球化包，球化反应开始后，在整个球化反应过程的最后小于50%的反应时间内，外衬方形钢管的镧铈稀土金属开始參与球化反应，有效补充所需的稀土元素含量。采用图3及图4所示在整体镁硅铁球化剂内部置有外衬方形钢管的镧铈稀土金属的方式，在整体镁硅铁球化剂内部置有外衬方形钢管的稀土元素含量< 33%的整体稀土镁硅铁合金，外衬方形钢管的整体镁硅铁球化剂与外衬方形钢管的稀土元素含量< 33%的整体稀土镁硅铁合金其合金外露开ロ的方向相同，以焊接的方式将外衬方形钢管的稀土元素含量< 33%的整体稀土镁硅铁合金与容纳整体镁硅铁球化剂的复合外衬方形钢管联结在一起，将熔制好的整体镁硅铁球化剂合金液注入到复合外衬方形钢管内凝固冷却，在冲入球化剂合金液的组合排列的方形钢管之间增设冷却铁并设置球化剂合金液上盖铁板；铁水冲入球化包(I)，球化反应开始后，在整个球化反应过程的最后小于50%的反应时间内，外衬方形钢管的稀土元素含量< 33%的整体稀土镁硅铁合金开始參与球化反应，有效补充所需的稀土元素含量。方形钢管外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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将熔制好的含Mg彡20%、含Si彡65%和含RE彡3%的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方形钢管内凝固冷却，在冲入球化剂合金液的组合排列的方形钢管之间增设冷却铁并设置球化剂合金液上盖铁板；其特征的第二部分是覆盖包盖的球化处理包在球化包(I)的底部边缘处垂直砌筑有第一耐火砖出)，与其比邻水平砌筑有第二耐火砖(7)，第二耐火砖(7)的另一端砌筑有第三耐火砖(8)，紧贴着第三耐火砖(8)垂直砌筑有第四耐火砖(9)，第五耐火砖(10)和第六耐火砖(11)均水平砌筑在第四耐火砖(9)和球化包(I)包壁之间，第五耐火砖(10)重叠砌筑在第六耐火砖(11)之上，砌筑在球化包(I)底部的第三耐火砖(8)其高度低于水平砌筑的第二耐火砖(7)，在球化包(I)的上端设置有覆盖包盖，覆盖包盖分为安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)及可以打开旋转的半个包盖(16)两部分，在安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)上的U型浇ロ杯(12)是活动的，安装的U型浇ロ杯(12)为冲入铁水和浇注铁水的进出口，U型浇ロ杯(12)是以铁板及钢筋为骨架外衬耐火材料，安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)与包盖固定套管(23)焊接成为一体，可以打开旋转的半个包盖(16)与包盖旋转套管(24)焊接成为一体，转动轴(14)经过包盖固定套管(23)及包盖旋转套管(24)将安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)及可以打开旋转的半个包盖(16)组合为ー个整体，在可以打开旋转的半个包盖(16)上设有通孔，在通孔上焊接有导向套管(17)，纸质空心套管(15)的一端被联结套管(18)上的紧固螺栓(19)固定后插入导向套管(17)，在安装U型浇ロ杯的半个包盖上(13)设置有第一紧固套管(20)，可以打开旋转的半个包盖(16)上设置有第二固定套管(21)，在安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)上焊接有包盖定位轴(26)，通过焊接在球化包(I)上端的包盖定位套管(25)将安装U型浇ロ杯的半个包盖(13)固定，短轴(22)穿过第二固定套管(21)和第一固定套管(20)将可以打开旋转的半个包盖(16)固定，将修筑好的球化处理包及覆盖包盖烘干后用于球化处理； 其球化处理步骤如下 a、打开旋转的半个包盖(16)，将外衬方形钢管的整体稀土镁硅铁球化剂(2)放入球化包(I)到达预定位置后，将耐火砖的材料制成的第一楔型塞块(3)插入推紧，放入耐火砖材料制作的上盖板(4)并用耐火砖的材料制成的第二楔型塞块(5)插入推紧； b、在球化包(I)内投入硅铁孕育剂； C、关闭旋转的半个包盖(16)，在导向套管(17)上插入具有联结套管(18)及紧固螺栓(19)的纸质空心套管(15)； d、铁水由U型浇ロ杯(12)冲入球化包(I)进行球化反应； e、待纸质空心套管(15)移动浮起冲入的铁水达到预定铁水高度停止冲入铁水； f、球化反应结束补入余量铁水，打开旋转的半个包盖(16)； g、扒渣后采用加入量O.1%粒度彡5mm成分为Mg3-6%、RE1-2%,40-50% Si的复合孕育剂进行覆盖铁水，关闭旋转的半个包盖(16)并用短轴(22)插入第一固定套管(20)锁紫。2.根据权利要求I所述的球化处理方法，其特征是采用矿热炉冶炼的硅铁合金液一歩法生产或电炉二次重熔法生产的稀土镁硅铁球化剂合金液浇注到方形钢管中。3.根据权利要求I所述的球化处理...

【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：