CN102492889B - 低硅球化剂的生产及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种关于生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征是利用方形钢管在其内部将含有化学成分是含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金12～15％，其总含硅量为15～25％，含Ca1～2％，含RE0.5～1％，余量为Fe的粉状材料及含镁量≤5％的稀土硅铁合金分层压入，制成整体球化剂；其方形钢管内压入的材料是：含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金粉，其含硅量在50～60％的硅铁粉，其中的含钙量以硅铁中的含钙量带入或以硅钙合金的方式加入，稀土成分以含镁量≤5％的稀土硅铁合金的方式加入；其制作方法为：先将方形钢管内所需的镁硅合金粉、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀，采用压力机将其压实在方形钢管内；配合球化处理装置，采用冲入包内法进行球化处理。
Description
技术领域
本发明是关于低硅球化剂的生产方法及其应用，具体地说是将混合均匀的含有镁硅合金、硅铁及铁成分的粉状材料及低镁稀土硅铁合金分层压入到方形钢管内制成的整体球化剂配合球化处理装置采用冲入包内法的球化处理。
背景技术
在生产球墨铸铁件的企业中，产生的回炉料比例较多并含硅量较高时，需使用含硅量较低的球化剂。传统的低硅球化剂含硅量为5～10％左右，在球化处理时，低硅球化剂的加入量为全部球化剂加入量的1/3左右，余量为含硅量为40～41％的稀土镁硅铁合金，全部采用低硅球化剂时，在出铁温度大于1480℃的红热包投料处理时，出现铁水飞溅的现象，传统压制的圆柱状球化剂在搬运时易破损，成分的波动影响球化剂的稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种低硅球化剂的球化处理方法，配合球化处理装置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，实现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。
为实现上述目的，以含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金替换镁粉，使其熔点大幅提高，当含硅量为10％时的镁硅合金的熔点约930℃，当含硅量为20％时的镁硅合金的熔点约1020℃，利用方形钢管在其内部将含有镁硅合金、硅铁及铁成分的粉状材料及含镁量小于5％的稀土硅铁合金分层压入，制成整体球化剂，配合球化处理装置，采用冲入包内法进行球化处理。
本发明的具体技术方案如下：含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金12～15％，总含硅量为15～25％，含Ca1～2％，含RE0.5～1％，其余为铁。选择含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金，其粒度小于1mm含硅量在50～60％的硅铁粉，其粒度小于1mm，其中的含钙量以硅铁中的含钙量带入或以硅钙合金的方式加入，其粒度小于1mm，稀土成分以含镁量≤5％的稀土硅铁合金的方式加入，其粒度小于15mm。
其制作方法为：先将方形钢管内所需总量50％的含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀，采用压力机将其压实在方形钢管的一端，将小于5％Mg含量的稀土硅铁合金放置在中间，再将混合均匀的另外50％的含硅量为10～20％的镁硅合金、硅铁粉及铁粉混合料装入方形钢管内用压力机压实成同外衬方形钢管长度相同的平面。固定外衬方形钢管的低硅球化剂采用本人申请的PCT/2011/001762，名称为“无烟球化处理方法”的申请专利中支杆压头的固定方法，采用以立柱及定位标尺上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将支杆压头放置在外衬方形钢管的整体低硅球化剂上面并固定；另外上述支杆压头也可以采用在球化包外侧上端焊接定位转轴套管连接支杆压头，利用定位柄端部的螺纹与定位转轴套管上焊接的螺母配合，定位柄端部的螺纹部分穿过定位转轴套管紧固支杆压头，实现调节支杆压头在球化包内的位置；支杆压头可移动位置并能在所需要的位置固定，支杆压头将外衬方形钢管的整体低硅硅球化剂固定在其下面；其支杆压头的压头底面为一平面，支杆压头外衬耐火材料部分是以圆钢和钢筋及铁丝焊制的骨架。以定位转轴套管连接支杆压头的方式，在冲入铁水球化处理时，支杆压头随球化包移动。
为减少处理后的铁水降温及防止有效元素的逃逸，在铁水包上端加设覆盖包盖，其覆盖包盖可以固定封闭的半个包盖在比邻包壁处设置有铁水注入口；覆盖包盖的另一半是可以活动翻转的，可以活动翻转的半个覆盖包盖在其支杆压头上端处留有缺口，处理铁水时，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；采用上述两种固定支杆压头的方式其球化处理步骤如下：
a、打开可以翻转的半个包盖，将按要求外衬方形钢管压制成的整体低硅球化剂放入球化包内，到达预定位置后，将支杆压头压在其上并固定；
b、在球化包内投入硅铁孕育剂，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；
c、铁水经铁水注入口冲入球化包进行球化反应；
d、球化反应结束后，打开翻转包盖，转动支杆压头，扒净浮渣，覆盖孕育剂后扣上翻转包盖；
e、经覆盖包盖上设置的铁水注入口进行浇注。
本发明的有益效果：解决了采用低硅球化剂冲入包内法球化处理时反应激烈，有效元素吸收率低的问题，以本技术方案生产的低硅球化剂可以单独使用于冲入包内法的球化处理，能够精确控制球化反应时间。
具体实施方式：
为了确保每一个压力加压紧实的整体低硅球化剂的成分均匀无波动，采用每一个独立的外衬方形钢管内整体球化剂单独配料后再进行机械均匀混合，保证同一规格外衬方形钢管的低硅球化剂化学成分相同，无偏析。外衬方形钢管的壁厚选择在2～4mm就可以满足球化处理的需要。对于球化处理温度大于1480℃，球化反应时间较长时，采用平底式球化包时，选择上限值的壁厚。上述所用的外衬方形钢管也可选用铸铁的材质采用铸造的方法制造。
对于球化处理温度大于1480℃，球化包为连续处理的红热包状态时，外衬方形钢管内的低硅球化剂成分为：含镁量取下限值、含硅量取上限值，钙含量取上限值，可有效地控制球化反应的状况，对于生产轧辊铸件等较低的温度球化处理时，其含镁量取上限值，含硅量及含钙量取下限值。
上述外衬方形钢管中的含镁量≤5％的稀土硅铁合金，其RE含量为15～50％。
为防止球化时间太短，反应过于激烈，外衬方形钢管整体低硅球化剂放置在球化处理包内的高度以≤12cm为宜，超过12cm时，应选用矩形钢管的结构，矩形钢管窄面的尺寸应≤12cm。
Claims (5)
1.一种关于生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征在于：利用方形钢管在其内部将含有化学成分是含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金12～15％，其总含硅量为15～25％，含Ca1～2％，含RE0.5～1％，余量为Fe的粉状材料及含镁量≤5％的稀土硅铁合金分层压入，制成整体球化剂；所述方形钢管内压入的材料是：含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金，其粒度小于1mm，含硅量在50～60％的硅铁粉，其粒度小于1mm，其中的含钙量以硅铁中的含钙量带入或以硅钙合金的方式加入，其粒度小于1mm，稀土成分以含镁量≤5％的稀土硅铁合金的方式加入，其粒度小于15mm；其制作方法为：先将方形钢管内所需总量50％的含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀，采用压力机将其压实在方形钢管的一端，将含镁量≤5％的稀土硅铁合金放置在中间，再将混合均匀的另外50％的含硅量为10～20％的镁硅合金、硅铁粉及铁粉混合料装入方形钢管内用压力机压实成同外衬方形钢管长度相同的平面；球化处理装置为：采用以立柱及定位标尺上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将支杆压头放置在外衬方形钢管的整体低硅球化剂上面并固定；其支杆压头可移动位置并能在所需的位置固定，其支杆压头的压头底面为一平面，支杆压头外衬耐火材料部分是以螺纹钢、铁丝焊制的骨架；立柱及定位标尺中的立柱及定位标尺为焊接成的一个整体，在定位标尺的端部设置了上下移动定位，在压杠的另一端悬挂有平衡铁；
在铁水包上端加设覆盖包盖，其覆盖包盖可以固定封闭的半个包盖在比邻包壁处设置有铁水注入口；覆盖包盖的另一半是可以活动翻转的，可以活动翻转的半个覆盖包盖在其支杆压头上端处留有缺口，处理铁水时，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；采用上述固定支杆压头的方式其球化处理步骤如下：
a、打开可以翻转的半个包盖，将按要求外衬方形钢管压制成的整体低硅球化剂放入球化包内，到达预定位置后，将支杆压头压在其上并固定；
b、在球化包内投入硅铁孕育剂，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；
c、铁水经铁水注入口冲入球化包进行球化反应；
d、球化反应结束后，打开翻转包盖，转动支杆压头，扒净浮渣，覆盖孕育剂后扣上翻转包盖；
e、经覆盖包盖上设置的铁水注入口进行浇注。
2.一种关于生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征在于：利用方形钢管在其内部将含有化学成分是含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金12～15％，其总含硅量为15～25％，含Ca1～2％，含RE0.5～1％，余量为Fe的粉状材料及含镁量≤5％的稀土硅铁合金分层压入，制成整体球化剂；所述方形钢管内压入的材料是：含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金，其粒度小于1mm，含硅量在50～60％的硅铁粉，其粒度小于1mm，其中的含钙量以硅铁中的含钙量带入或以硅钙合金的方式加入，其粒度小于1mm，稀土成分以含镁量≤5％的稀土硅铁合金的方式加入，其粒度小于15mm；其制作方法为：先将方形钢管内所需总量50％的含硅量为10～20％余量为镁的镁硅合金、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀，采用压力机将其压实在方形钢管的一端，将小于5％Mg含量的稀土硅铁合金放置在中间，再将混合均匀的另外50％的含硅量为10～20％的镁硅合金、硅铁粉及铁粉混合料装入方形钢管内用压力机压实成同外衬方形钢管长度相同的平面；球化处理装置为：采用在球化包外侧上端焊接定位转轴套管连接支杆压头，利用定位柄端部的螺纹与定位转轴套管上焊接的螺母配合，定位柄端部的螺纹部分穿过定位转轴套管紧固支杆压头，实现调节支杆压头在球化包内的位置；支杆压头可移动位置并能在所需要的位置固定，支杆压头将外衬方形钢管的整体低硅硅球化剂固定在其下面；其支杆压头的压头底面为一平面，支杆压头外衬耐火材料部分是以圆钢和钢筋及铁丝焊制的骨架。以定位转轴套管连接支杆压头的方式，在冲入铁水球化处理时，支杆压头随球化包移动；
在铁水包上端加设覆盖包盖，其覆盖包盖可以固定封闭的半个包盖在比邻包壁处设置有铁水注入口；覆盖包盖的另一半是可以活动翻转的，可以活动翻转的半个覆盖包盖在其支杆压头上端处留有缺口，处理铁水时，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；采用上述固定支杆压头的方式其球化处理步骤如下：
a、打开可以翻转的半个包盖，将按要求外衬方形钢管压制成的整体低硅球化剂放入球化包内，到达预定位置后，将支杆压头压在其上并固定；
b、在球化包内投入硅铁孕育剂，将可以翻转的半个包盖扣在处理包上；
c、铁水经铁水注入口冲入球化包进行球化反应；
d、球化反应结束后，打开翻转包盖，转动支杆压头，扒净浮渣，覆盖孕育剂后扣上翻转包盖；
e、经覆盖包盖上设置的铁水注入口进行浇注。
3.根据权利要求2所述的生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征是采用每一个独立的外衬方形钢管内整体球化剂单独配料后再进行机械均匀混合，混合后采用100吨或360吨压力机压实。
4.根据权利要求2所述的生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征是外衬方形钢管中的含镁量≤5％的稀土硅铁合金，其RE含量为15～50％。
5.根据权利要求2所述的生产球墨铸铁的低硅球化剂的球化处理方法，其特征是外衬方形钢管选用铸铁的材质，采用铸造方法制造。
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