CN101509084B - 球化剂的生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种关于化学成分偏析少、低氧化损耗的球化剂的生产方法。其特征的第一部分是压镁处理装置：它的作用是在充入惰性气体或二氧化碳的条件下进行反应，有效地控制了金属镁与高温合金液的反应时间，有利于金属镁形成Mg2Si。其特征的第二部分是浇注球化剂合金液的组合式熔池，组合式熔池及浇口杯可以做到在尽可能短的时间内将球化剂合金液迅速充满熔池型腔，保证了冲入型腔的球化剂合金液同时凝固。由于合金液是在封闭的型腔内均匀冷却，克服了球化剂合金液上表层的氧化及偏析。产品质量稳定，生产成本明显低于二次冶炼重熔法生产的球化剂。取消稀土镁硅铁球化剂的二次熔炼工艺，达到了节能环保的目的，消除了环境污染。

Description

球化剂的生产方法
技术领域
本发明是关于化学成分偏析少、低氧化损耗的球化剂的生产方法。
背景技术
目前生产稀土镁硅铁球化剂的方法主要为二次冶炼重熔法及合金液压力加镁法。传统的二次冶炼重熔法生产球化剂不仅成本较高且球化剂中的镁烧损较多，氧化镁含量高。在已公开的合金液压力加镁法的工艺，被压入的镁锭除顶面之外，其它部分是完全暴露的，可以直接与合金液接触，另外，暴露的镁锭距合金液面的距离较短，不利于被合金液吸收；在中频感应电炉内采用分次加入镁锭可以减少烧损，但是处理时间长，降温多，仅局限在电炉内使用。
另外，稀土镁硅铁及镁硅球化剂的生产企业，在球化剂合金液浇注到熔池后，其顶面是敞开暴露式自然冷却，合金液的上层部分尤其是中心部分冷却较慢，在熔池凝固的合金上、下层有明显的比重偏析、化学成分偏析，上表层部位含镁量偏高，氧化镁含量多，这些问题直接影响到球化剂的质量及其使用效果。此外，熔制好的球化剂合金液应尽量缩短浇注时间，以减少氧化损耗。
发明内容
本发明的目的是解决稀土镁硅铁球化剂熔制过程中反应剧烈、有效元素吸收率低的问题，稳定并提高产品质量，降低生产成本并做到能源的循环利用，减少环境污染。
为实现上述目的，设计制作了如说明书附图1至图3所示压镁处理装置及浇注球化剂合金液的组合式熔池。压镁处理装置包括：处理包、含有套筒的下压盘及压柱、上压盘、导向杆为一整体，金属镁、隔热耐火材料外面紧箍的挡筒与套筒焊接，在处理包的上面放置气体保护套管。浇注球化剂合金液的组合式熔池，包括熔池底板、熔池长侧板及熔池短侧板、熔池芯板及T字形铁、浇口底板及浇口杯，熔池芯板及T字形铁码放在由熔池底板及熔池长侧板及熔池短侧板组合的空腔内，采用外框架及镙杆将熔池长侧板及熔池短侧板紧固，浇口底板放置在熔池底板上，浇口杯放置在最上层熔池芯板的上面。组合熔池中的每个熔池芯板其四个角均有等边方台，调整方台的厚度可改变合金的厚度。浇注合金液的组合式熔池，除外框架及镙杆外，其余部件采用耐热铸铁或铸钢的材质。
其实施工艺如下：
a、将矿热炉冶炼的硅铁合金液注入处理包，扒净液面浮渣，再将感应电炉熔化的含RE、Ca的低硅铁水也倒入处理包，在处理包上放置气体保护套管；
b、将装有金属镁的压盘、压杆组合体压入合金液中，同时将惰性保护气体或二氧化碳气体通过气体保护套管切线方向输入，由均匀密布的出口进入处理包，待反应结束后将压盘、压杆组合体吊出，停止气体输入，卸掉气体保护套管；
c、将球化剂合金液由浇口杯浇注到组合熔池内，浇注结束，在浇口杯及组合熔池顶部合金液溢出处压上外冷铁；
d、球化剂合金液在组合熔池内凝固、冷却后，打开组合式熔池即得到无化学成分偏析、低氧化的稀土镁硅铁球化剂。
上述生产稀土镁硅铁球化剂的方法，适合矿热炉单独冶炼多元合金液，更适合采用矿热炉、中频感应电炉双联冶炼多元合金液。金属镁的外围的隔热耐火材料及挡筒有效地控制了金属镁与高温合金液的接触面积，缓解了金属镁的熔化，不但起到了分次压入金属镁的作用，并使直接与高温合金液接触的金属镁至高温合金液顶面的距离显著加大，有利于金属镁形成Mg2Si，由处理包上的气体保护套管输入的惰性保护气体或二氧化碳抑制了在反应过程中镁合金液的氧化。用于浇注球化剂合金液的组合式熔池及浇口杯起到了在尽可能短的时间内将球化剂合金液迅速充满熔池型腔，熔池芯板及T字形铁起到了内冷铁的作用，将充入型腔的球化剂合金液同时凝固。由于稀土镁硅铁球化剂合金液是在封闭的型腔内均匀冷却，克服了球化剂合金液上表层的氧化及偏析。
本发明的有益效果：合金的氧化损耗低，化学成分偏析少，质量稳定。适宜大批量连续生产，生产成本低。取消了稀土镁硅铁球化剂的二次熔炼工艺，达到了节能环保的目的，消除了环境污染。
附图说明
图1是尚未注入合金液将镁压入压镁处理装置的剖视图，
图2是组合式熔池的俯视图，
图3是组合式熔池的剖视图。
附图标记说明：1为处理包，2为套筒，3为下压盘，4为压柱，5为上压盘，6为导向杆，7为金属镁，8为隔热耐火材料，9为挡筒，10为气体保护套管，11为出口，12为熔池底板，13为熔池长侧板，14为熔池短侧板，15为熔池芯板，16为T字形铁，17为浇口底板，18为浇口杯，19为外框架，20为镙杆。
具体实施方式
结合附图对本发明的实施作进一步的说明：
在压入金属镁7之前，对于冲入包内法球化处理的球化剂，其多元合金液的含硅量在43％至48％范围，压镁时多元合金液的温度在1280～1330℃，为减少多元合金液的降温并减少套筒2、下压盘3、压柱4的熔损，在其外表层涂挂耐火隔热材料。当套筒2接触到处理包1包底部时，上压盘5的底部应在处理包1的上端口处，减小镁合金反应时，包内合金液面以上的空间。组合式熔池中每层的芯板15之间的距离——合金的厚度，根据组合式熔池的尺寸来确定，一般厚度在30～80mm，不易过厚但必须保证合金液可以全部充满熔池的空腔。在芯板15中心的两侧设有吊耳。在稀土镁硅铁球化剂合金液处理完成后，将其经浇口杯18浇注到组合式熔池中，应尽量缩短浇注时间。
以感应电炉置换处理包1，采用上述处理装置及工艺生产稀土镁硅铁球化剂，可以得到同样的理想效果。
将矿热炉冶炼的硅铁合金液注入到感应电炉中进行化学成分的调整及温度的调节或采用感应电炉熔炼硅铁合金液，利用上述生产方法进行压镁处理或分次加入镁锭的方法进行处理，处理结束后，将硅镁合金液浇注到上述组合式熔池中，浇注结束，在浇口杯18及组合熔池顶部合金液溢出处压上外冷铁，待合金液凝固、冷却后，打开组合式熔池，得到化学成分偏析少，低氧化损耗的硅镁合金。

Claims (3)

1.一种关于稀土镁硅铁球化剂的生产方法，其特征的第一部分是压镁处理装置：包括处理包(1)、含有套筒(2)的下压盘(3)及压柱(4)、上压盘(5)、导向杆(6)为一整体，金属镁(7)、隔热耐火材料(8)外面紧箍的挡筒(9)与套筒(2)焊接，在处理包(1)的上面放置气体保护套管(10)；其特征的第二部分是浇注球化剂合金液的组合式熔池：包括熔池底板(12)、熔池长侧板(13)及熔池短侧板(14)、熔池芯板(15)及T字形铁(16)、浇口底板(17)及浇口杯(18)，熔池芯板(15)及T字形铁(16)码放在由熔池底板(12)及熔池长侧板(13)、熔池短侧板(14)组合的空腔内，采用外框架(19)及镙杆(20)将熔池长侧板(13)、熔池短侧板(14)紧固，浇口底板(17)放置在熔池底板(12)上，浇口杯(18)放置在最上层熔池芯板(15)的上面，组合熔池中的每个熔池芯板(15)其四个角均有等边方台，调整方台的厚度可改变合金的厚度，浇注合金液的组合式熔池，除外框架(19)及镙杆(20)外，其余部件采用耐热铸铁或铸钢的材质；
其实施工艺如下：
a、将矿热炉冶炼的硅铁合金液注入处理包(1)，扒净液面浮渣，再将感应电炉熔化的含RE、Ca的低硅铁水也倒入处理包(1)，在处理包(1)上放置气体保护套管(10)；
b、将装有金属镁(7)的压盘、压杆组合体压入合金液中，同时将惰性保护气体或二氧化碳气体通过气体保护套管(10)切线方向输入，由均匀密布的出口(11)进入处理包(1)，待反应结束后将压盘、压杆组合体吊出，停止气体输入，卸掉气体保护套管(10)；
c、将球化剂合金液由浇口杯(18)浇注到组合熔池内，浇注结束，在浇口杯及组合熔池顶部合金液溢出处压上外冷铁；
d、球化剂合金液在组合熔池内凝固、冷却后，打开组合式熔池即得到无化学成分偏析、低氧化的稀土镁硅铁球化剂。
2.根据权利要求1所述的关于稀土镁硅铁球化剂的生产方法，以感应电炉置换处理包(1)，生产稀土镁硅铁球化剂。
3.根据权利要求2所述的关于稀土镁硅铁球化剂的生产方法，将矿热炉冶炼的硅铁合金液注入到感应电炉中进行化学成分的调整及温度的调节或采用感应电炉熔炼硅铁合金液，利用上述生产方法进行压镁处理或分次加入镁锭的方法进行处理，处理结束后，将硅镁合金液浇注到上述组合式熔池中，浇注结束，在浇口杯(18)及组合熔池顶部合金液溢出处压上外冷铁；待合金液凝固、冷却后，打开组合式熔池，得到化学成分偏析少，低氧化损耗的硅镁合金。
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