球墨鑄鐵的球化處理方法
【專利摘要】一種球墨鑄鐵的球化處理方法，在球化處理包(1)的底部砌筑有左垂直面擋板(2)及右垂直面擋板(3)，在左垂直面擋板(2)及右垂直面擋板(3)的頂部水平砌筑有半圓狀反應(yīng)室上蓋板(4)，在反應(yīng)室的垂直面上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室加料口(5)，在其中一個(gè)反應(yīng)室加料口(5)的上端開(kāi)設(shè)有減壓槽(6)，減壓槽(6)的上端與半圓狀反應(yīng)室上蓋板(4)平齊，將修筑好的球化處理包烘干后用于球化處理，球化處理步驟如下：將所需重量的無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8)或低硅球化劑或無(wú)硅球化劑放入到球化處理包(1)的反應(yīng)室中；將硅鐵孕育劑放置到球化處理包(1)的反應(yīng)室內(nèi)，硅鐵孕育劑堆積在反應(yīng)室加料口(5)處；鐵水沖入球化處理包(1)進(jìn)行球化反應(yīng)；球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣，采用加入復(fù)合孕育劑覆蓋鐵水。
【專利說(shuō)明】球墨鑄鐵的球化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化處理方法，更具體地說(shuō)是將球化劑放入球化處理包中砌筑的球化反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行的沖入包內(nèi)法的球化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在生產(chǎn)球墨鑄鐵件的企業(yè)中廣泛采用稀土鎂硅鐵合金作為球化劑。稀土鎂硅鐵合金球化劑是目前國(guó)內(nèi)外用量最大的球化劑，但是在其傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中能耗高，熔損大，環(huán)境污染嚴(yán)重，傳統(tǒng)球化劑由于鎂的吸收率低，其加入量較大。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的技術(shù)人員對(duì)沖入包內(nèi)法球化處理工藝技術(shù)及稀土鎂硅鐵球化劑的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了不懈的努力研究。
[0003]目前，在以稀土鎂硅鐵為球化劑采用沖入包內(nèi)法球化處理的生產(chǎn)工藝，當(dāng)出鐵溫度在1480°C以上，球化處理包在連續(xù)使用的紅熱包狀態(tài)下，Mg含量在> 8%時(shí)，球化反應(yīng)狀況隨溫度的升高而加劇，出現(xiàn)強(qiáng)烈的鎂光、甚至造成鐵水飛濺，結(jié)果是有效元素Mg及RE的吸收率降低，造成經(jīng)過(guò)球化處理的鐵水后期衰退，球化級(jí)別下降。傳統(tǒng)的解決辦法是①在熔煉球化劑時(shí)加入一定量的SiCa合金提高含Ca量來(lái)緩解其爆發(fā)反應(yīng)，增加SiCa合金無(wú)疑使生產(chǎn)成本增加并在球化反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生的渣易留存在鐵水中。②將球化劑中的Mg含量控制在8%左右或< 8%來(lái)緩解反應(yīng)。③在稀土鎂硅鐵球化劑投入鐵水包的堤壩內(nèi)，在其上覆蓋生鐵屑并打?qū)崳灿性诎鼉?nèi)加入澆冒口、碎鐵塊降低包內(nèi)鐵水反應(yīng)溫度。④在包內(nèi)投入球化劑及孕育硅鐵后，在其上覆蓋珍珠巖聚渣劑或在其上覆蓋鐵板。上述措施雖然對(duì)控制鎂合金反應(yīng)的劇烈狀況有效果，但是反應(yīng)結(jié)束，鐵水降溫較大，鐵水表面浮渣多，球化反應(yīng)的穩(wěn)定性受鐵水溫度的影響而變化，有效元素Mg、RE和Si的吸收率波動(dòng)范圍大；對(duì)于沖天爐熔煉的高溫鐵水在球化前的原鐵水含硫量偏高時(shí)，只有采取提高球化劑的加入量并增加球化劑中RE及Ca的含量，而目前在高溫處理狀況下將球化劑中Mg的含量再增加是很有限的。
[0004]在生產(chǎn)球墨鑄鐵件的企業(yè)中，產(chǎn)生的回爐料比例較多并含硅量較高時(shí)，需使用含娃量較低的球化劑。傳統(tǒng)的低娃球化劑含娃量為5~10%左右,在球化處理時(shí),低娃球化劑的加入量為全部球化劑加入量的1/3左右，余量為含硅量為40~41%的稀土鎂硅鐵合金，全部采用低硅球化劑時(shí)，在出鐵溫度大于1480°C的紅熱包投料處理時(shí)，出現(xiàn)鐵水飛濺的現(xiàn)象，傳統(tǒng)壓制的圓柱狀球化劑在搬運(yùn)時(shí)易破損，其化學(xué)成分的波動(dòng)影響球化處理結(jié)果的穩(wěn)定。
[0005] 申請(qǐng)人:在2013年3月4日申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利公布號(hào)CN103146870A名稱為“球墨鑄鐵球化處理方法”和中國(guó)發(fā)明專利公布號(hào)CN103146986A名稱為“球墨鑄鐵低硅球化劑及其應(yīng)用”的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)，利用在球化包中修筑的球化反應(yīng)室，將整體稀土鎂硅鐵球化劑或低硅球化劑放入到球化反應(yīng)室中，依靠楔形磚及扁鋼封閉球化反應(yīng)室的加料口，整體稀土鎂硅鐵球化劑被限制在球化包的反應(yīng)室中，球化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的鎂蒸氣由預(yù)留的下反應(yīng)口、中反應(yīng)縫隙、上反應(yīng)縫隙向外擴(kuò)散，解決了整體稀土鎂硅鐵球化劑熔損后移動(dòng)上浮的問(wèn)題，解決了沖入包內(nèi)法球化處理時(shí)反應(yīng)劇烈鐵水飛濺、有效元素吸收率低的問(wèn)題；當(dāng)被處理鐵水的化學(xué)成分及被處理鐵水重量變化時(shí)，可隨時(shí)調(diào)整球化劑的加入量。其不足之處是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的球化劑加料以及封閉加料口的操作工序較繁瑣，當(dāng)反應(yīng)室加料口處掛渣后影響后續(xù)的操作，不適合用于大批量的連續(xù)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種操作方便并可連續(xù)進(jìn)行的球墨鑄鐵球化處理方法，是將球化劑放入到球化包中砌筑的球化反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行的沖入包內(nèi)法的球化處理方法，解決了沖入包內(nèi)法球化處理時(shí)反應(yīng)劇烈、有效元素吸收率低的問(wèn)題，精確控制球化反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，操作簡(jiǎn)便，充分發(fā)揮和利用資源，顯著改善球化劑制作過(guò)程及使用過(guò)程的生產(chǎn)環(huán)境。利用中國(guó)發(fā)明專利公布號(hào)CN103146870A名稱為“球墨鑄鐵球化處理方法”，將熔制好的所含元素的重量百分比為:含Mg≤20%，含Si ( 70%和含RE≤3%的整體稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到到由冷卻鐵為間隔其四個(gè)側(cè)面的模型中，待合金液凝固、冷卻后就獲得了所需重量的第一種規(guī)格無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑；如說(shuō)明書(shū)附圖1至附圖3所示砌筑有反應(yīng)室的球化處理包:在球化處理包的底部砌筑有左垂直面擋板及右垂直面擋板，在左垂直面擋板及右垂直面擋板的頂部水平砌筑有半圓狀反應(yīng)室上蓋板；在反應(yīng)室的垂直面設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室加料口，反應(yīng)室加料口的開(kāi)口方向面對(duì)球化包包嘴所在的位置，在其中一個(gè)加料口的上端開(kāi)設(shè)有減壓槽，減壓槽的上端與半圓狀反應(yīng)室上蓋板平齊，左垂直面擋板及右垂直面擋板的外側(cè)垂直面同半圓狀反應(yīng)室上蓋板的垂直面平齊；將修筑好的球化處理包烘干后用于球化處理。
[0007]在目前已知的各種球化處理方法中，主要分為鎂合金的球化劑、包芯線的球化劑及純鎂處理的球化劑，盡管各種球化劑中的含硅量不同，含硅量由O~(70%，但是在采用不同的方法球化處理時(shí)，為了保證金相組織及機(jī)械性能的要求，加入適量的硅鐵孕育是必須的；因此，在考核不同的方法進(jìn)行球化處理計(jì)算其球化處理費(fèi)用時(shí)，應(yīng)考慮球化劑本身在球化處理后所帶來(lái)的增硅因素；在采用高溫鐵水球化處理時(shí)，傳統(tǒng)工藝鐵水球化時(shí)劇烈沸騰的反應(yīng)，不僅造成Mg的吸收率低，Si的吸收率也隨之降低。利用上述球化處理包的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，防止了球化反應(yīng)時(shí)球化劑容易漂浮的現(xiàn)象，因此上述球化劑本身的比重可以比傳統(tǒng)的稀土鎂硅鐵球化劑的比重低，選擇合適的鎂硅比即可以增加球化劑的熔點(diǎn)又大幅度的提高了球化劑中的含鎂量，除硅鐵本身帶入的含F(xiàn)e量之外，并不需要額外加入廢鋼，所以上述球化劑中球化反應(yīng)的有效元素Mg、Si及RE的總含量較高。
[0008]利用上述球化處理包的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)將所需加入重量的含Mg≤20 %、含Si < 70%、含RE < 3%的稀土鎂硅鐵球化劑先投入反應(yīng)室，再將72硅鐵孕育劑放置在反應(yīng)室；由于球化劑被放置在反應(yīng)室內(nèi)、反應(yīng)室加料口及減壓槽是沖入包內(nèi)鐵水的唯一通道，反應(yīng)室加料口處堆積的72硅鐵孕育劑進(jìn)一步阻礙了鐵水進(jìn)入反應(yīng)室；所以在進(jìn)入球化包的鐵水超過(guò)反應(yīng)室蓋板頂面一定高度后球化反應(yīng)才正式開(kāi)始。除反應(yīng)室加料口及減壓槽之外，高溫鐵水的進(jìn)入和反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的高壓鎂蒸氣的噴射沒(méi)有其它對(duì)流交換的途徑，反應(yīng)室中的硅鐵孕育劑在反應(yīng)時(shí)被逐步熔化增加了反應(yīng)室內(nèi)金屬液的含硅量；反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了減壓倉(cāng)的作用，實(shí)現(xiàn)了球化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的高壓鎂蒸氣在減壓倉(cāng)中降壓后再釋放的作用；上述因素的組合對(duì)平抑球化劑反應(yīng)時(shí)的劇烈反應(yīng)、提高鎂的吸收率起到了關(guān)鍵作用；反應(yīng)室加料口及減壓槽的設(shè)置有效的控制了球化反應(yīng)的狀態(tài)，迫使球化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的鎂蒸氣沿球化包底部水平方向擴(kuò)散，反應(yīng)室垂直面的檔板有效的防止了球化反應(yīng)時(shí)球化劑容易漂浮的現(xiàn)象，上述有利因素顯著的提高了鎂的吸收率。
[0009]根據(jù)上述的球化處理方法，采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)稀土鎂硅鐵球化劑合金液或電爐二次重熔法生產(chǎn)稀土鎂硅鐵球化劑合金液，將稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到由冷卻鐵為間隔其四個(gè)側(cè)面的模具中，待其凝固、冷卻后獲得上述第一種規(guī)格所需重量、無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑合金，在模型上方設(shè)置的球化劑合金液上蓋板，在稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注時(shí)，有效限制了稀土鎂硅鐵球化劑合金液上表面的外露面積，在澆注完后用上蓋壓鐵將外露的稀土鎂硅鐵球化劑合金液封閉，稀土鎂硅鐵球化劑合金液在封閉狀態(tài)下迅速冷卻凝固，減少了球化劑的化學(xué)成分偏析。
[0010]根據(jù)上述的球化處理方法，為了進(jìn)一步提高稀土元素的利用率，利用外襯方形鋼管，將鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量<50%的稀土鎂硅鐵放置在外襯方形鋼管的中部，外襯方形鋼管兩端的鎂硅合金粉被壓力機(jī)壓實(shí)；選擇將鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量
50%的稀土鎂娃鐵放置在外襯方形鋼管的中部、外襯方形鋼管兩端的鎂娃合金粉被壓力機(jī)壓實(shí)的方式在反應(yīng)室內(nèi)加入稀土元素，并配合將無(wú)外襯鋼管、無(wú)RE成分的含Mg≤20%、含Si ≤70%的鎂硅鐵球化劑加入反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行球化處理；鐵水沖入球化包的反應(yīng)室，球化反應(yīng)開(kāi)始后，在整個(gè)球化反應(yīng)過(guò)程的最后小于50 %的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，外襯方形鋼管中的鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量≤50%的稀土鎂硅鐵合金開(kāi)始參與球化反應(yīng)，有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。
[0011]利用上述球化處理包的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇第二種規(guī)格的低硅球化劑進(jìn)行球化處理。低硅球化劑的特征是:在外襯方形鋼管內(nèi)部各種元素所含的重量百分比如下，鎂元素是以含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金粉的方式加入，其加入量為12~15%，外襯方形鋼管內(nèi)總含硅量為15~25%，含Cal~2%，含RE0.5~1%，余量為Fe的的粉狀材料及含鎂量≤ 5%的稀土鎂硅鐵合金分層壓入，制成整體球化劑；其外襯方形鋼管內(nèi)壓入的材料是:含娃量為10~20%余量為鎂的鎂娃合金,其粒度小于1mm,含娃量在50~60%的娃鐵粉,其粒度小于Imm,其中的含鈣量以娃鐵中的含鈣量帶入或以娃鈣合金的方式加入，其粒度小于1mm，稀土成分以含鎂量≤5%的稀土鎂硅鐵合金的方式加入，其粒度小于15mm。其制作方法是先將外襯方形鋼管內(nèi)所需總量50%的含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金粉、硅鐵粉及鐵粉按比例機(jī)械混合均勻，采用壓力機(jī)將其壓實(shí)在外襯方形鋼管的一端，將小于5% Mg含量的稀土鎂硅鐵合金放置在中間，再將混合均勻的另外50%的含硅量為10~20%的鎂硅合金粉、硅鐵粉及鐵粉混合料裝入外襯方形鋼管內(nèi)用壓力機(jī)壓實(shí)成同外襯方形鋼管長(zhǎng)度相同的平面。
[0012]上述的低硅球化處理方法，采用外襯矩形鋼管置換外襯方形鋼管。
[0013]利用上述球化處理包的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇第三種規(guī)格的無(wú)硅球化劑，在球化處理的鐵水溫度小于1430°C時(shí)選擇無(wú)硅球化劑進(jìn)行的球化處理，無(wú)硅球化劑是將長(zhǎng)方體金屬鎂塊放置在兩端開(kāi)放的外襯方形鋼管內(nèi)，長(zhǎng)方體金屬鎂塊和外襯方形鋼管之間被緊實(shí)的耐火材料所隔離；將外襯方形鋼管及緊實(shí)的耐火材料的長(zhǎng)方體金屬鎂塊的無(wú)硅球化劑放置到鐵水包反應(yīng)室中進(jìn)行球化處理，調(diào)整外露金屬鎂塊的面積及外襯方形鋼管的尺寸大小并增加金屬鎂塊的長(zhǎng)度、外襯方形鋼管及緊實(shí)的耐火材料的長(zhǎng)度可有效地延長(zhǎng)鐵水反應(yīng)的時(shí)間。由多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)證明上述方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)煙球化處理。[0014]利用上述球化處理包的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇上述適宜種類的球化劑，其球化處理步驟如下:
[0015]a、將所需重量的無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑或低硅球化劑或無(wú)硅球化劑放入到球化處理包的反應(yīng)室中；
[0016]b、將硅鐵孕育劑放置到球化處理包的反應(yīng)室內(nèi)，硅鐵孕育劑堆積在反應(yīng)室加料口處；
[0017]C、鐵水沖入球化處理包進(jìn)行球化反應(yīng)；
[0018]d、球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣，采用加入重量0.1%粒度≤5mm成分為Mg3~6%、REl~2%、Si40~50%的復(fù)合孕育劑覆蓋鐵水。
[0019]如上所述的具有反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的球化處理包，為減少球化處理的鐵水降溫及防止有效元素的逃逸，在球化處理及澆注過(guò)程中，在鐵水包上端加設(shè)覆蓋包蓋。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]由于整體稀土鎂硅鐵球化劑被限制在球化處理包的反應(yīng)室中，球化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的鎂蒸氣由預(yù)留的反應(yīng)室加料口及減壓槽向外擴(kuò)散，解決了整體稀土鎂硅鐵球化劑熔損后移動(dòng)上浮的問(wèn)題，解決了沖入包內(nèi)法球化處理時(shí)反應(yīng)劇烈鐵水飛濺、有效元素吸收率低的問(wèn)題。當(dāng)被處理鐵水的化學(xué)成分及被處理鐵水重量變化時(shí)，可隨時(shí)調(diào)整球化劑的加入量。能夠精確控制球化反應(yīng)時(shí)間，在沖入的鐵水溫度波動(dòng)< 100°c的情況下，球化反應(yīng)時(shí)間上下偏差小于5秒鐘。以傳統(tǒng)的含Mg8%、含RE5%和含Si41%的球化劑同無(wú)外襯鋼管含Mgl5%、含REl%和含Si54%的整體球化劑相比，即采用一步法生產(chǎn)或電爐二次重熔法生產(chǎn)的無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑同傳統(tǒng)的稀土鎂硅鐵球化劑作對(duì)比，其球化處理的生產(chǎn)成本可以降低50 %，在球化處理時(shí)整體稀土鎂硅鐵球化劑加入重量可以比傳統(tǒng)球化劑降低60% ;經(jīng)試驗(yàn)證明，新工藝球化處理溫度由1450°C~1588°C之間變化時(shí)，整體稀土鎂硅鐵球化劑加入量不變，球化反應(yīng)時(shí)間基本不變，對(duì)球化結(jié)果無(wú)影響；利用上述具有反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的球化處理可以進(jìn)行低硅球化劑或無(wú)硅球化劑的球化處理。上述球化處理方法克服了傳統(tǒng)工藝球化處理時(shí)，隨著球化溫度的升高需增加球化劑的加入量的問(wèn)題；改善了球化劑制作過(guò)程及使用過(guò)程的生產(chǎn)環(huán)境。球化處理及澆注過(guò)程中鐵水降溫少并對(duì)防止鎂的損失和逃逸造成的球化衰退產(chǎn)生了顯著效果，有效元素Mg、RE和Si的吸收率高，對(duì)于稀土元素RE含量在2~8%的傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑，采用本工藝，其稀土元素RE的用量可以降低50~75%。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0022]圖1是無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑裝入砌筑有反應(yīng)室的球化處理包的剖視圖。
[0023]圖2是無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑裝入砌筑有反應(yīng)室的球化處理包的俯視圖。
[0024]圖3是無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑裝入砌筑有反應(yīng)室的球化處理包的A-A方向剖視圖。
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:I為球化處理包，2為左垂直面擋板，3為及右垂直面擋板，4為半圓狀反應(yīng)室上蓋板，5為反應(yīng)室加料口，6為減壓槽,7為球化包包嘴,8為無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑。
【具體實(shí)施方式】:
[0026]上述的球墨鑄鐵的球化處理方法，將所需重量的無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑8或低硅球化劑或無(wú)硅球化劑放入到反應(yīng)室中的方式:①可以將球化處理包I旋轉(zhuǎn)90度角、將反應(yīng)室加料口 5朝上，用長(zhǎng)柄加料工具將上述球化劑順利的加入球化處理包I的反應(yīng)室中；②球化處理包1不旋轉(zhuǎn)，采用專用的夾具及工具將上述球化劑放置到球化處理包I的反應(yīng)室中。
[0027]上述的球墨鑄鐵的球化處理方法，球化處理包I反應(yīng)室的左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4采用粘土耐火磚修筑，在高溫鐵水球化處理時(shí)可以連續(xù)球化處理三十五個(gè)包次以上，由于反應(yīng)室設(shè)計(jì)合理，在經(jīng)過(guò)球化處理后反應(yīng)室內(nèi)潔凈無(wú)掛渣。委托耐火材料工廠將左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4合并為一體加工成所需要形狀尺寸的耐火磚，也可以將左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4分別加工制作成所需要形狀尺寸的耐火磚；選擇粘土磚、高硅磚、高鎂磚的耐火材料制作左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4的組合體；或選擇粘土磚、高硅磚、高鎂磚的耐火材料分別制作左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4。
[0028]對(duì)于上述的球墨鑄鐵的球化處理方法中第二種規(guī)格的低硅球化劑，低硅球化劑的外襯方形鋼管中的含鎂量< 5%的稀土鎂硅鐵合金的RE含量為15~50%。
[0029]對(duì)于上述的球墨鑄鐵的球化處理方法中第二種規(guī)格的低硅球化劑，為了確保每一個(gè)壓力加壓緊實(shí)的整體低硅球化劑的成分均勻無(wú)波動(dòng)，采用每一個(gè)獨(dú)立的外襯方形鋼管內(nèi)球化劑單獨(dú)配料后再進(jìn)行機(jī)械均勻混合，混合后采用100噸或360噸壓力機(jī)分批壓實(shí)。保證同一規(guī)格外襯方形鋼管的低娃球化劑化學(xué)成分相同，無(wú)偏析。外襯方形鋼管的壁厚選擇在2~4mm就可以滿足球化處理的需要。
[0030]由于75硅鐵的熔點(diǎn)是1300°C，72硅鐵的熔點(diǎn)是1280°C，65硅鐵的熔點(diǎn)是1250°C，50硅鐵的熔點(diǎn)是1220°C，因此，選擇同無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑8的熔點(diǎn)接近的硅鐵投入反應(yīng)室作為孕育劑，可以有效的降低球化反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的鎂蒸氣的壓力；選擇低硅球化劑或無(wú)硅球化劑進(jìn)行球化處理時(shí)，在反應(yīng)室內(nèi)投入50硅鐵作為孕育劑更適宜。
[0031]根據(jù)上述的球化處理方法，對(duì)于球化前原鐵水成分中反球化元素較低時(shí)，可采用以無(wú)外襯鋼管、無(wú)RE成分的含Mg≤20%、含Si≤70%的鎂硅鐵球化劑置換無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑8進(jìn)行球化處理。
[0032]根據(jù)上述的球化處理方法，對(duì)于球化處理后鐵水含硫較低、澆注時(shí)間較短時(shí)，在球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后取消復(fù)合孕育劑覆蓋鐵水:；改變后球化處理步驟中的d、球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣。
[0033]根據(jù)上述的球化處理方法，對(duì)于球化處理后鐵水含硫較低時(shí)，在球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后取消上述的復(fù)合孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水；采用僅加入處理鐵水重量0.2%粒度≤5mm的硅鋇孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水。
[0034]實(shí)施例1:在冷風(fēng)沖天爐熔煉條件下進(jìn)行，采用附圖所示球化處理包I的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，先將無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑裝入球化處理包的反應(yīng)室加料口中，再將72硅鐵孕育劑放置到反應(yīng)室內(nèi)，每包處理鐵水重量為1000kg，紅熱包連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用，出鐵槽鐵水溫度為1490°C，原鐵水含硫量0.062%，無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑含Mgl4.5%、含REl.3%和含Si63.25%，其投入無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的重量占被處理鐵水重量的0.8%，反應(yīng)室內(nèi)72SiFe孕育劑加入量0.8%，在球化反應(yīng)時(shí)包內(nèi)不覆蓋鐵屑和珍珠巖，球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后二次復(fù)合孕育劑的加入量為0.10%，球化反應(yīng)時(shí)間2分35秒，全部反應(yīng)過(guò)程為均勻噴射狀反應(yīng)，無(wú)鎂光鐵水沸騰反應(yīng)；球化反應(yīng)結(jié)束后16分30秒取樣，球化級(jí)別2級(jí)，楔型試塊的試驗(yàn)數(shù)據(jù):抗拉強(qiáng)度為568N/_2，延伸率
12.5%，硬度 HB230。
[0035]實(shí)施例2:在中頻電爐熔煉條件下進(jìn)行，采用附圖所示球化處理包I的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，采用無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑裝入球化包的反應(yīng)室中，每包處理鐵水重量為1000kg，電爐出鐵水溫度為1588°C，原鐵水含硫量0.025%，無(wú)外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑含Mgl4.5%、含RE1%和含Si58%，加入的無(wú)外襯方形鋼管整體稀土鎂硅鐵球化劑的重量占被處理鐵水重量的0.50%，反應(yīng)室內(nèi)加入0.8%的72SiFe孕育劑，球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后采用粒度< 5mm的硅鋇孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水其加入量為0.15%，在不覆蓋鐵屑和珍珠巖的情況下，球化反應(yīng)時(shí)間在I分25秒，全部反應(yīng)過(guò)程為均勻噴射狀反應(yīng)，球化反應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)鐵水飛濺，球化反應(yīng)結(jié)束后鐵水含硫量0.008%，含鎂量0.048%，球化反應(yīng)結(jié)束12分鐘取樣，球化級(jí)別2級(jí)。
[0036]實(shí)施例3:在中頻電爐熔煉條件下進(jìn)行，采用附圖所示球化處理包I的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，處理鐵水917Kg，1483 °C出鐵球化處理，球化包的反應(yīng)室中加入無(wú)外襯方形鋼管的整體球化劑含Mgl4%、含REl %和含Si63.5%，加入的無(wú)外襯方形鋼管整體稀土鎂硅鐵球化劑的重量占被處理鐵水重量的0.48% ;反應(yīng)室內(nèi)加入0.8%的72SiFe孕育劑，其粒度(25mm ;球化反應(yīng)的總反應(yīng)時(shí)間為101秒，在反應(yīng)30秒之后為無(wú)煙沸騰反應(yīng)，斷面尺寸為25mmX 50mm的三角試塊冷卻至黑色澆水，白口寬度2—3mm、頂部凹陷明顯，Mg的吸收率高。
【權(quán)利要求】
1.一種關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化處理方法，其特征的第一部分是球化劑，其球化劑包括三種規(guī)格:①、無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8)，其特征是將熔制好的所含元素的重量百分比為:含Mg < 20%，含Si < 70%和含RE ( 3%的整體稀土鎂硅鐵球化劑含金液澆注到到由冷卻鐵為間隔其四個(gè)側(cè)面的模型中，待合金液凝固、冷卻后就獲得了所需重量的無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8) 、低硅球化劑，其特征是在外襯方形鋼管內(nèi)部各種元素所含的重量百分比如下，鎂元素是以含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金粉的方式加入，其加入量為12~15%，外襯方形鋼管內(nèi)總含硅量為15~25%，含Cal~2%，含RE0.5~1%，余量為Fe的的粉狀材料及含鎂量< 5 %的稀土硅鐵合金分層壓入，制成整體球化劑；其外襯方形鋼管內(nèi)壓入的材料是:含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金，其粒度小于Imm,含娃量在50~60%的娃鐵粉,其粒度小于Imm,其中的含鈣量以娃鐵中的含鈣量帶入或以硅鈣合金的方式加入，其粒度小于1_，稀土成分以含鎂量< 5%的稀土鎂硅鐵合金的方式加入，其粒度小于15_ ;其制作方法是先將外襯方形鋼管內(nèi)所需總量50%的含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金粉、硅鐵粉及鐵粉按比例機(jī)械混合均勻，采用壓力機(jī)將其壓實(shí)在外襯方形鋼管的一端，將小于5% Mg含量的稀土鎂硅鐵合金放置在中間，再將混合均勻的另外50%的含娃量為10~20%的鎂娃合金粉、娃鐵粉及鐵粉混合料裝入外襯方形鋼管內(nèi)用壓力機(jī)壓實(shí)成同外襯方形鋼管長(zhǎng)度相同的平面、無(wú)硅球化劑，其特征是將長(zhǎng)方體金屬鎂塊放置在兩端開(kāi)放的外襯方形鋼管內(nèi)，長(zhǎng)方體金屬鎂塊和外襯方形鋼管之間被緊實(shí)的耐火材料所隔離；其特征的第二部分是在球化處理包(I)的底部砌筑有左垂直面擋板(2)及右垂直面擋板(3)，在左垂直面擋板(2)及右垂直面擋板(3)的頂部水平砌筑有半圓狀反應(yīng)室上蓋板(4);在反應(yīng)室的垂直面設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)室加料口(5)，反應(yīng)室加料口(5)的開(kāi)口方向面對(duì)球化包包嘴(7)所在的位置，在其中一個(gè)反應(yīng)室加料口(5)的上端開(kāi)設(shè)有減壓槽(6)，減壓槽(6)的上端與半圓狀反應(yīng)室上蓋板(4)平齊，左垂直面擋板(2)及右垂直面擋板(3)的外側(cè)垂直面同半圓狀反應(yīng)室上蓋板(4)的垂直面平齊；將修筑好的球化處理包(I)烘干后用于球化處理； 利用上述球化處理包(I)的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇上述適宜種類的球化劑，其球化處理步驟如下: a、將所需重量的無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8)或低硅球化劑或無(wú)硅球化劑放入到球化處理包(I)的反應(yīng)室中； b、將硅鐵孕育劑放置到球化處理包(I)的反應(yīng)室內(nèi)，硅鐵孕育劑堆積在反應(yīng)室加料口處； C、鐵水沖入球化處理包(I)進(jìn)行球化反應(yīng)； d、球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣，采用加入重量0.1 %粒度≤5mm成分為Mg3~6%、RE1~2 %、Si40~50 %的復(fù)合孕育劑覆蓋鐵水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理方法，其特征是采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)稀土鎂硅鐵球化劑合金液或電爐二次重熔法生產(chǎn)稀土鎂硅鐵球化劑合金液的方式生產(chǎn)上述規(guī)格①無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8)，將稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到由冷卻鐵為間隔其四個(gè)側(cè)面的模型中，待合金液凝固、冷卻后就獲得了所需重量的無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8);在其模型上方設(shè)置有球化劑合金液上蓋板，在稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注時(shí)，有效限制了稀土鎂硅鐵球化劑合金液上表面的外露面積，在澆注完后用上蓋壓鐵將外露的稀土鎂硅鐵球化劑合金液封閉，稀土鎂硅鐵球化劑合金液在封閉狀態(tài)下迅速冷卻凝固，減少了球化劑的化學(xué)成分偏析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球化處理方法，其特征是利用外襯方形鋼管，將鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量< 50%的稀土鎂硅鐵放置在外襯方形鋼管的中部，外襯方形鋼管兩端的鎂硅合金粉被壓力機(jī)壓實(shí)，選擇將鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量< 50%的稀土鎂硅鐵放置在外襯方形鋼管的中部、外襯方形鋼管兩端的鎂硅合金粉被壓力機(jī)壓實(shí)的方式在反應(yīng)室內(nèi)加入稀土元素，并配合將無(wú)外襯鋼管、無(wú)RE成分的含Mg≤20%、含Si ≤70%的鎂硅鐵球化劑加入反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行球化處理；鐵水沖入球化包的反應(yīng)室，球化反應(yīng)開(kāi)始后，在整個(gè)球化反應(yīng)過(guò)程的最后小于50%的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，外襯方形鋼管中的鑭鈰稀土金屬或稀土元素含量< 50%的稀土鎂娃鐵合金開(kāi)始參與球化反應(yīng),有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球化處理方法，其特征是以無(wú)外襯鋼管、無(wú)RE成分的含Mg < 20%、含Si < 70%的鎂硅鐵球化劑置換無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(8)進(jìn)行球化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理方法，其特征是改變其球化處理步驟中的d、取消球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣，采用加入重量0.1%粒度≤5mm成分為Mg3~6%、REl~2%、Si40~50%的復(fù)合孕育劑覆蓋鐵水的內(nèi)容，改變?yōu)榍蚧幚聿襟E中的d、球化反應(yīng)結(jié)束后扒凈浮渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理方法，其特征是將球化處理包(I)反應(yīng)室的左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4合并為一體加工成所需要形狀尺寸的耐火磚，或?qū)⒆蟠怪泵鎿醢?、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4分別加工制作成所需要形狀尺寸的耐火磚；選擇粘土磚或高硅磚或高鎂磚的耐火材料制作左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4的組合體,或選擇粘土磚或高娃磚或高鎂磚的耐火材料分別制作左垂直面擋板2、右垂直面擋板3和半圓狀反應(yīng)室上蓋板4。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理方法，其特征是生產(chǎn)上述規(guī)格②低硅球化劑的外襯方形鋼管中的含鎂量< 5%的稀土鎂硅鐵合金的RE含量為15~50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理方法，其特征是生產(chǎn)上述規(guī)格②低硅球化劑采用每一個(gè)獨(dú)立的外襯方形鋼管內(nèi)的球化劑單獨(dú)配料后再進(jìn)行機(jī)械均勻混合，混合后采用100噸或360噸壓力機(jī)分批壓實(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C33/10GK103874771SQ201380002056
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月4日
【發(fā)明者】劉年路, 劉昌晨 申請(qǐng)人:天津市萬(wàn)路科技有限公司, 劉年路, 劉昌晨