CN102560227A

CN102560227A - 一种熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法

Info

Publication number: CN102560227A
Application number: CN2010106009868A
Authority: CN
Inventors: 肖勇; 廖志金; 朱福生; 杨宇鹏; 钟伟昌; 李春红; 杨清
Original assignee: Longnan Longyi Heavy Rare Earth Technology Co Ltd
Current assignee: Longnan Longyi Heavy Rare Earth Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供了一种熔配—冲压复合法生产低硅球化剂的方法，用电炉熔配高稀土镁硅铁合金，其化学成分为(质量百分比)：RE10-25%，Mg8-45%，Si36-46%，余量为铁，经粉碎后与镁屑和铁粉混合均匀，再经机械冲压成颗粒产品。这种球化剂成分均匀，化学成分是(质量百分比)：RE1-8%，Si2-15%，Mg6-10%，余量为铁，密度是4.3-5.2g/cm³。应用于球墨铸铁生产，可以大量使用回炉料。球化过程中保持了金属镁低熔点引爆翻腾的特点，又增加了合金化镁缓效释放的功能，反应平稳，熔化完全，镁的吸收率高。

Description

一种熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法

技术领域

本发明涉及一种熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法。

技术背景

低硅球化剂应用于球墨铸铁生产，主要作用是配料时可以大量使用回炉料，在生产过程中能有效地控制球化剂对铁水的增硅量、增大孕育量、保证合适终硅量。

低硅球化剂要求硅尽可能低，目前通用的做法是用镁屑、铁粉等混合在一起压制成颗粒状作为产品。由于镁屑、铁粉的松装密度分别是0.4-0.8 g/cm³和2.7-3.5g/cm³，密度差异大，难于混合均匀，制成的颗粒成分偏析严重，其中镁屑是金属镁，易燃烧，熔点为650℃。镁偏多的颗粒，球化时燃烧剧烈，产生大量气体，使铁液剧烈翻腾飞溅；而镁不足的颗粒，球化时表层镁瞬间烧损，颗粒熔化不及就上浮到液面。这两种情况都会造成有效成分不足、球化不良。因此，得到一种成分均匀、熔化完全、既反应平缓，又球化良好的低硅球化剂，是众多球铁生产厂家迫切所求。

专利CN87103635《铁镁机制球化剂制造工艺》的产品，仅有镁和铁两种成分，不含稀土元素。其中提到镁合金，但仅限于含镁90%以上的镁合金。这种球化剂适于作中小型铸件的球化剂，但对厚大断面铸件球化效果不佳，必须大量搭配稀土球化剂。

发明内容

本发明的目的就是提供一种熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法，用该方法生产的低硅球化剂成分均匀，同时降低了游离态金属镁屑的比例及硅的含量。

本发明的熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法，包括以下步骤：

1、以重量百分比计，稀土硅铁合金28-60%、镁8-45%、硅铁22-27%、生铁或废钢余量为原料，用中频感应电炉生产高稀土镁硅铁合金，使镁与硅合金化，从而提高镁的熔点，高稀土镁硅铁合金的化学成分为(质量百分比)：RE 10-25%、Mg 8-45%、Si 36-46%、余量为铁。

2、将高稀土镁硅铁合金粉碎至小于0.5mm的粒度，并与粒度为0.2-0.3mm的镁屑及铁粉混合均匀，镁屑占总质量的3-5%，高稀土镁硅铁合金总质量的15-25%，铁粉余量。

3、用冲压机将混合原料压制成??（12-16）mm×（8-15）mm的颗粒，其密度为4.3-5.2g/cm³，化学成分是(质量百分比) ：RE 1-8 %，Si 2-15% ，Mg 6-10 %，余量为铁。

本发明的熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法，用高稀土镁硅铁合金作为主要原料之一，用它代替部分镁屑和铁粉，降低了轻密度镁屑的用量，使原料混合均匀易于实现，从而保证了成分的均匀性。另外，高稀土镁硅铁合金中的镁是合金化的镁，熔点为1200-1300℃，与球化温度1350-1400℃差距不大，球化反应由金属镁引爆后温度持续上升到合金化镁的熔出，使整个反应平稳，镁的吸收率高。

用本发明方法生产低硅球化剂的优点有：1、成分均匀，降低了游离态金属镁屑的比例，金属镁主要作为粘结剂和引爆剂，而高稀土镁硅铁合金则提供了合金化的镁，总镁量没有减少，避免了传统压制工艺中镁粉含量过高导致成份不均匀；2、和单一熔配法相比，产品中的硅含量大幅度减少，减少了回炉料的添加量的限制；3、球化过程中熔化完全，镁的烧损大为减少，镁的吸收率大于50%以上；4、减少了镁光、烟气污染，生产环境得到改善。其中机理是镁与硅的合金化起到了关键作用，提高了球化剂熔点，延缓了反应时间。该球化剂保持了金属镁低熔点引爆翻腾的特点，又增加了合金化镁缓效释放的功能，从而使球化反应能够充分而平稳。

具体实施方式

实施例

1、生产200公斤高稀土镁硅铁合金，其化学成分为(质量百分比)：RE 10-25%，Mg 8-45%，Si 36-46%，余量为铁。如表一所列为其中一个配方。原料加入300公斤中频炉经通电熔炼成熔体，搅拌均匀，出炉铸成厚度为60-80mm的锭块，冷水急冷，破碎、碾成粒度小于1mm的颗粒状。经化验其化学成分为(质量百分比)：RE 15.8%，Mg 17.6%，Si 42.4%，余量为铁。

表一：生产200公斤高稀土镁硅铁合金配料

原料名称	主要成分 (%)	重量（kg）
			稀土硅铁合金	RE 33、 Si 38	97
镁锭	Mg≥99.9	36
			硅铁	Si 76	64
废钢	Fe ≥97.5	3

2、生产500公斤低硅球化剂，其化学成分为(质量百分比)：RE 1-8%，Si 2-15%，Mg 6-10%，余量为铁。如表二所列为其中一个配方。原料混合均匀，经粉末成型机冲压成圆柱形颗粒，规格为??16mm×12mm。经化验其化学成分为(质量百分比)：RE 2.92%，Mg 7.88%，Si 7.92%，余量为铁，密度4.54g/ cm³。

表二：生产500公斤低硅球化剂配料

原料名称	主要成分 (%)	重量（kg）
			高稀土镁硅铁合金	RE15.8、Mg17.6、Si42.4	95
镁屑	Mg ≥99.9	23.5
			铁粉	Fe ≥97.5	381.5

3、低硅球化剂生产风电铸件某关键零部件

铸件单重约200公斤，壁厚50-180mm，牌号要求QT400-18AL；

球化包： 1.5 T堤坝包；

球化方法：盖包法；

球化剂放置方式：一定比例的普通球化剂铺垫堤坝一侧，上覆低硅球化剂，再盖孕育剂，上压铁板或覆盖一层铁屑，从不放球化剂一侧冲入铁水。

铁水出炉温度：1420-1480℃

浇注温度：控制在1330-1350℃。

附铸铸态试样金相见图一、力学性能及化学成分检测结果如下：

球化等级：2-3级；

球墨大小等级：7级；

残余Mg 0.045%；

残余RE 0.031%；

抗拉强度σ_b：376MPa；

零下20℃冲击韧性 а_k 11 J/cm²

结果表明，球化效果完全达到要求。

Claims

1.一种熔配-冲压复合法生产低硅球化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、以重量百分比计，稀土硅铁合金28-60%、镁8-45%、硅铁22-27%、生铁或废钢余量为原料，用中频感应电炉生产高稀土镁硅铁合金，使镁与硅合金化，高稀土镁硅铁合金的化学成分为：RE 10-25%、Mg 8-45%、Si 36-46%、余量为铁；

（2）、将高稀土镁硅铁合金粉碎至小于0.5mm的粒度，并与粒度为0.2-0.3mm的镁屑及铁粉混合均匀，镁屑占总质量的3-5%，高稀土镁硅铁合金总质量的15-25% ，铁粉余量；

（3）、用冲压机将混合原料压制成??（12-16）mm×（8-15）mm的颗粒，其密度为4.3-5.2g/cm³，化学成分是(质量百分比) ：RE 1-8 %，Si 2-15% ，Mg 6-10 %，余量为铁。