CN1009836B - 生产球墨铸铁的方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种生产球墨铸铁的方法，此法应用金属镁来处理铁水。加入CaSi，将流中存在的不稳定化合物MgS中的硫转化为一种稳定的化合物CaS。因此，在相当长的放置时间内防止了成为游离状态的化合物MgS中的硫再次返回该铁水中并同时在铁水中与其中新溶解的镁进行反应而再次形成MgS。虽然把硫固定在渣中，但是有效地防止了回硫。该渣可在较长时间内保留在该金属的表面上。并具有一种隔热作用，因此可得到在工业生产中所可能需要的较长的放置时间。

Description

本发明是关于生产球墨铸铁的方法，在此法中，应用金属镁来处理铁水。

根据转包法，在生产球墨铸铁时形成了一种渣，此种渣含有以硫化镁形式的数量级为5%的硫，在一般的处理温度1450-1550℃下，大气中的氧气可使硫化镁氧化，从而形成了氧化镁，而所释放出来的硫则又回到该铁水中，并与已经溶解的镁生成硫化镁（MgS）。此过程就叫做回硫，而在极端的情况下，则可导致球化衰退。

到目前为止，已知的解决回硫问题的方法，都是不能令人满意的。

惯用的方法是建立一个渣坝，但是，在将铁水从转包中倒入输送容器时，该渣坝只能挡回一部分渣。此外，此种方法需要化费高昂的成本来清理转包。

另一种方法是，将铁水与渣一起倒入输送容器中，在倒入输送容器之前，不进行铁水的除渣。主要的缺点是，在此方法中，仍然会发生口硫，而且在再浇注时又进一步促进回硫。此外，除去渣的铁水会非常迅速地冷却，所以铁水的浇注必须尽快地进行。

本发明的目的是提供一种方法，借助此种方法，可使转包渣中的硫含量稳定，从而减少或抑制硫再回到铁水中去。

本发明提供一种生产球墨铸铁的方法，此法包括：

用金属镁处理铁水，以便在随后形成的铸铁中产生球状石墨，同时形成一种含有硫的渣;和

用一种可防止硫再回到铁水中的添加物来稳定在渣中存在的硫，

较好的是，将硫从硫化镁转化为一种热力学上更稳定的硫化物，例如硫化钙或硫化铈，来将存在在渣中的硫稳定化。

该添加物可包括CaSi合金或金属钙、金属铈和氟化镁。其他可供选择的添加物，可由金属钙或Ca-铝酸钙-CaCl₂渣形成，后面这种添加物是一种混合物和/或一种化学组合物。

当添加物是CaSi、金属钙或Ca-铝酸钙-CaCl₂渣时，最好的是，添加物的加入量是铁水量的0.05至1.0%。

可方便地，在转包中用金属镁处理铁水，而较好的是，在将转包中所装的铁水料倒出的过程中，将该添加物加入渣中。

自从发现在铸铁水中加入镁可生产球墨铸铁以来，已经开发出无数的镁处理的方法。当在酸性冲天炉中，一方面，在一次操作中，应用金属镁将含有相当高的硫含量的熔融的铁脱硫，和另一方面，将熔融的铁准确地转化为球墨铸铁时，还有利地应用了乔治费希尔公司的纯镁转包法。因此，就有可能生产球墨铸铁，而不需要进行预脱硫作用。应用此种方法，溶解在铁水中的硫被金属镁结合而形成硫化镁。因此，MgS就作为一种反应产物，通过将熔池搅拌而分离出来，同时又以一种颗粒状渣组分的形式，漂浮在转包中的熔池表面上。已经发现，MgS相是相当不稳定的。虽然，通常在反应过程结束时确实应该将渣除去，但是，除去渣并不是马上就能做到的，因此，必须计算出具体的放置时间。但是，由于MgS化合物不稳定，所以该化合物可在运往浇注地点的途中分解，以致硫又扩散回铁水中。于是，通过硫与已经溶解在铁水中的镁的反应，又产生新生成的硫化镁。这就意味着，形成球墨所需要的镁量减少了，以及细分散的MgS污染了铁水。

对于厚壁铸件和离心铸管来说，发现在极端情况下，由于MgS的偏析，回硫干扰了球墨的形成。

借助本发明，一方面通过使硫稳定在渣中防止了由于渣引起的回 硫。另一方面是将铁水中存在的MgS颗粒稳定，从而防止了由于MgS的偏析所导致的球化衰退。

首先    稳定化作用是通过加入CaSi的方法来进行的。众所周知，CaSi主要是作为一种钢的脱氧剂和脱硫剂。在生产片状石墨铸铁（或灰口铸铁）中，还将CaSi用作一个孕育剂。后一种应用不是非常广泛，因为钙会形成渣。

转包渣中主要含有MgS和MgO化合物。MgS与大气中的氧氧化为MgO。硫则成为游离状态。其反应式为2MgS+O₂→2MgO+2[S]

在将转包料与渣一起倒出的过程中，加入CaSi，于是CaSi就分解，而MgS则转化为CaS+Mg。

因此，不稳定的化合物MgS中的硫即与钙化合而仍然留在渣中。应用此方法，只有钙具有活性，而Si则用作一种载体元素，并且Si还降低了由于在高的转包温度下，应用纯钙所产生的高蒸汽压。

应用此方法，防止了回硫。此外渣可留在铁水上，并由于渣的隔热作用，所以可以得到转长的放置时间。另一个优点是CaSi具有孕育作用，此种合金含有Al，其中Al的最大含量约为2%（重量）。在将CaSi加入铁水中时，Al成为游离状态并具有一种成核作用。

除CaSi外，下列物质也适合作为添加物;

钙加铈加氟化镁、金属钙、钙-铝酸钙-CaCl₂渣。

在CaSi合金中，钙的含量是可以变化的，而且已经发现，根据价格效率比，钙含量为30%的硅钙是较优选的添加物。在30分钟内，回硫最高可减少到0.006-0.008%。

Claims (8)

1、一种生产球墨铸铁的方法，此法包括在含有硫的铁水中加入使其脱硫并在该铁水表面上形成含硫化镁渣和使该铁水中的石墨球化的金属镁，然后再在所述的渣中加入能与其中的硫化镁反应，而将该其转化为一种在热力学上是更稳定的硫化物，而使所述的硫化镁中的硫稳定化，以防铁水回硫的添加物。

2、根据权利要求1的方法，其中所述的稳定化是将硫化镁转化为一种在热力学上是更稳定的CaS、CeS。

3、根据权利要求1的方法，其中所述添加物包括CaSi。

4、根据权利要求1的方法，其中所述添加物包括Ca和Ce和氟化镁。

5、根据权利要求1的方法，其中所述添加物包括金属钙。

6、根据权利要求1的方法，其中所述添加物包括Ca-铝酸钙-CaCl₂渣。

7、根据权利要求3、5和6的方法，其中加入渣中的硅钙、金属钙或Ca-铝酸钙-CaCl₂渣的量为铁水量的0.05-1%（重量）。

8、根据权利要求1的方法，其中在出铁过程中将添加物加入该渣中。