CN1039623A - 纯镁处理敞开式铸铁锅中铸铁熔体的方法 - Google Patents

Abstract

纯镁处理铸铁锅中铸铁溶体的方法，本方法是将大量很小的带有保护层的粉粒镁置于铸铁熔体中。

保护层在熔炼前预先将镁进行保护并用陶瓷控制反应速度。

使用最简单的设备即能实施本发明方法。不需要使用试剂进行费用昂贵的预处理。

Description

本发明涉及纯镁处理敞开式铸铁锅中铸铁熔体生产球墨铸铁或蠕墨铸铁的方法。

由于镁的密度（1.74g/cm³）、熔点（650℃）和蒸发温度（1102℃）均较低，不用转炉、钟罩、吹管等一类特殊设备就不可能直接将纯镁加到高温熔融的金属如铸铁中。在1500℃常规操作温度条件下，蒸汽压力约达10巴，而且反应过程爆发式进行。

为了控制该反应，必须用FeSi、Ni等进行预合金化，在这种情况下镁的浓度仅为3-30%，因此降低了反应速度。

至今在简单的敞开式铸铁锅中采用纯镁处理铸铁熔体的方法都是利用纯镁块陶瓷涂层的阻尼作用，但在表面上一小部分仍呈光亮，即仍有未被陶瓷覆盖的部分。因此纯镁与待处理熔体之间的接触面减小，降低了反应速度。这种经预处理的镁块必须用钟罩置于熔体中。

另一个已知的处理方法是通过厚度不匀的陶瓷层控制镁块的溶解速度。

还有一种方法是将镁粉与铁粉一起烧结，但这种方法会降低镁的作用。

所有这些措施实际上都是为了解决熔点为650℃和蒸发温度为1102℃的纯镁不能加到温度为1500℃的铸铁熔体的问题。在这种温度和大约10巴蒸汽压力的条件下，镁才散开，使反应过程爆发式进行。

上述方法存在两个方面的缺点：

其一，在常温和处于敞开式铸铁锅中铸铁熔体压力较低条件下，镁以很少量的液态形式与其混合，由于熔体的温度使镁主要以蒸汽状态上升。因此，反应并不那么有效，导致产量降低。

其二，实施上述已知方法，或多或少需要复杂的设备和/或用昂贵的试剂进行预处理。

本发明的任务在于消除已知方法中存在的上述缺点。

本发明方法的构思是镁以大量很小的涂有保护层的粉粒镁例如颗粒镁形状分布于大量铸铁熔体中并与其反应。反应时间的调整应使粉粒镁与熔体反应，然后与铸铁熔体的表面结合。升高的速度用Stock定律测定，按该定律熔体中微粒的升高速度为：

式中，g＝重力加速度

a＝微粒直径

s＝熔体密度

t＝微粒密度

＝熔体的绝对粘度

利用上式可以确定微粒的大小，即微粒在熔体中的上升速度应在其上升期间完全熔化并溶于熔体中。

粉粒的大小决定于熔体的熔池高度，即决定于熔化所需要的时间。

通常按其大小使用经过筛选的商品颗粒镁，也可使用高反应性金属如Ca，Sr，Ba，Li等，并以同样方法熔化于金属熔体中。

采用这种方法，使粉粒镁充分分布在熔体的周围，通过熔体的吸收使熔化的镁变得很稀，从而阻止了镁的蒸发。解决这个问题的方法还可以在铸铁炉满装铸铁期间通过定量加入来控制涂有保护层的镁，或者采用已知的“夹层法”制取带涂层的颗粒镁，使其逐层释放。由于颗粒大小和上升速度很不一致，颗粒镁是在不同的高度即在熔体的很大容积范围内进行反应。保护层最好在熔炼前早已将镁和上述金属保护起来，该保护层优先采用由SiO₂，Cr₂O₃，SiC，ZrO₂，Al₂O₃，CaO，石墨，CaSi，金属粉末等为基质的陶瓷。粘合剂可用一般的粘合剂，如磷酸铝、水玻璃、膨润土、合成树脂等。

带涂层的颗粒经熔化后上升，在达到镁的临界温度约为700℃时爆破并溶于熔体中。由于供氧有限，所以氧化作用也被限制在最低程度。由于试剂的熔解潜热，降低了环境温度，并且在最小蒸发量的情况下，试剂溶于熔体中。

通过引入惰性气体或在操作炉内离心使处理的熔体，可以加速从熔体中析出反应产物。

Claims (4)

1、纯镁处理敞开式铸铁炉中铸铁熔体的方法，其特征在于大量很小的可蒸发的金属和/或合金、涂有保护层的粉粒镁，优先采用颗粒镁，通过大容积的熔体分布于熔体中并与其反应，在粉粒镁周围的熔体的量应能通过铸铁熔体使熔化的镁充分达到稀薄。

2、按权利要求1的方法，其特征在于粉粒镁大小的选择应使粉粒镁通过铸铁熔体上升的时间长于粉粒镁与铸铁熔体的反应时间。

3、按权利要求1的方法，其特征在于带涂层的粉粒的结合使其各个颗粒均熔化和溶解。

4、按权利要求1的方法，其特征在于在断绝空气的情况下，粉粒仍保持在设备熔池的表面，各个颗粒均溶于熔体中。