CN108220524A - 一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，包括茶壶式中间包，茶壶式中间包内部设有熔体空腔和与熔体空腔连通的熔体流道，熔体通过熔体流道流向成形模具中，熔体空腔与熔体流道交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板，茶壶式中间包顶部设有包盖，步骤包括：备料、秤重、熔炼、出炉、出炉温度控制，节约成本，保护环境，提高工作效率。

Description

一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺

技术领域

本发明属于铸造材料领域，涉及一种球化剂的生产工艺，具体地说是一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺。

背景技术

镍镁球化剂是金属镍和金属镁通过高温熔炼手段得到的中间合金，对于镍镁球化剂，由于镍的熔点1452℃，镁的熔点650℃，镍和镁的熔化温度相差很大。金属镁还具有蒸汽压高的特点。且镍与镁形成的金属间化合物高温下不稳定，因镁元素氧化性极强，镁极易与空气氧化形成氧化镁，造成合金粉化，降低镁金属收得率。

目前市场常见的镍镁球化剂（应用于某些特殊合金的脱氧、变质处理，以及铸造轧辊的球化剂），主要有以下两类产品：1、Ni80Mg15-Ni：80-85%，Mg:15-20%；2、Ni82Mg14-Ni：82-86%，Mg:14-18%。

镍镁球化剂用途主要是用于制备球墨铸铁的球化剂，能够使Mg高效安全的添加到球铁熔体中，从而保证球墨铸铁的产量和特殊性能，提高拉伸强度及力学性能。镍镁合金起球化作用。合金结晶密度高，氧化镁含量极低，能大大提高镁的吸收率，改善球墨铸铁的金相组织。球化反应非常平稳，明显改善现场操作环境，减少工人的劳动强度。用于制备奥氏体和贝氏体球墨铸铁有着优异的结果。适应于汽车排气管、涡轮增压器外壳等耐高温铸件。用于铸铁轧辊的工作层和芯部，主要作用是改变石墨状态、增加轧辊的硬度。

为了提高镍镁球化剂的品质，采用了多种技术手段。净化处理就是采用各种措施使金属熔体中不希望存在的气体与固态物质降到所允许的范围以内，以确保材料性能符合标准或满足用户需求。其中之一就是在熔炼镍镁球化剂时添加助熔剂。助熔剂与镍镁球化剂熔体直接接触，参与其间的物理化学反应和传热过程。通过对所使用的助熔剂成分、性能和加入量的调整，可以提高除渣脱气精炼效果，减少镍镁球化剂氧化、吸气、挥发和与炉衬的相互作用，提高镍镁球化剂质量和金属收得率以及延长炉衬寿命等。

但是在制备过程中镍镁球化剂的存在大量的杂质和异物，大大降低了镍镁球化剂的品质，现有技术中一直没有很好的方法解决该技术问题，如何提高镍镁球化剂的品质，降低成本，该问题一直是本技术领域中急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺 ，该发明能实现稳定生产，节约电炉时间，提高生产效率，更好的净化镍镁球化剂，提高镍镁球化剂的纯净度，提高生产质量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺 ，包括茶壶式中间包，茶壶式中间包内部设有熔体空腔和与熔体空腔连通的熔体流道，熔体通过熔体流道流向成形模具中，熔体空腔与熔体流道交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板，茶壶式中间包顶部设有包盖，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为500-600kg，将炉料按重量均分为8-10份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=2%×炉料总重；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为100-150kw，在10-15分钟加热至950-955℃，开始熔炼，保温10-15分钟，然后每间隔6-8分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在110-160kw，在10-15分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1000-1100ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为2-5分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在10-12分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

本技术方案将炉料分批加入，不仅能提高熔化速度，节约时间，而且能节约能耗，降低成本，既减少占用电炉熔炼时间，静置处理是通过利用金属熔体与夹渣、助熔剂的密度差来改变金属-夹杂物系统的平衡状态，从而使固体夹杂物从金属熔体中分离出来的方法，具体说就是将镍镁球化剂熔体在浇铸前静置一段时间，由于夹杂物、助熔剂的密度比镍镁球化剂轻，所以夹杂物、助熔剂会自动上浮，从而达到从熔体中分离的目的，为便于较小的夹杂物上浮，静置处理所需的时间要足够长；采用后拉式包盖，在净置和转运时起到对熔体保温、防氧化的作用，采用茶壶式内腔，使镍镁球化剂熔体通过设置在包底的茶壶嘴流道浇铸在模具中，漂浮在熔体上的夹杂物和助熔剂不能进入流道。从而有效地分离出浮渣，净化了熔体。氟化镁、氟化钙熔体比重轻上浮，设置的阻流板能够大幅度的减少夹杂物进入茶壶嘴流道的可能性，有效净化球化剂熔体，与原来的生产工艺相比较，夹杂物明显变少，节约时间，而且能节约能耗，降低成本，其他夹杂成分上浮到熔体表面，出炉前静置炉水10-12分钟，撇去熔体表面的浮渣后再浇铸到球化剂模具中，获得高纯净度的镍镁球化剂；减少烟尘污染，保护环境；该技术填补了国内空白，打破了国外的技术垄断，为新能源的发展作出了贡献。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：80-86%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：50-54%，余量为氟化钙。

前述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：80%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：50%，余量为氟化钙。

前述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni： 86%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：54%，余量为氟化钙。

前述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：83%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：52%，余量为氟化钙。

本发明的有益效果是：本技术方案将炉料分批加入，不仅能提高熔化速度，节约时间，而且能节约能耗，降低成本，既减少占用电炉熔炼时间，静置处理是通过利用金属熔体与夹渣、助熔剂的密度差来改变金属-夹杂物系统的平衡状态，从而使固体夹杂物从金属熔体中分离出来的方法，具体说就是将镍镁球化剂熔体在浇铸前静置一段时间，由于夹杂物、助熔剂的密度比镍镁球化剂轻，所以夹杂物、助熔剂会自动上浮，从而达到从熔体中分离的目的，为便于较小的夹杂物上浮，静置处理所需的时间要足够长；采用后拉式包盖，在净置和转运时起到对熔体保温、防氧化的作用，采用茶壶式内腔，使镍镁球化剂熔体通过设置在包底的茶壶嘴流道浇铸在模具中，漂浮在熔体上的夹杂物和助熔剂不能进入流道。从而有效地分离出浮渣，净化了熔体。氟化镁、氟化钙熔体比重轻上浮，设置的阻流板能够大幅度的减少夹杂物进入茶壶嘴流道的可能性，有效净化球化剂熔体，与原来的生产工艺相比较，夹杂物明显变少，节约时间，而且能节约能耗，降低成本，其他夹杂成分上浮到熔体表面，出炉前静置炉水10-12分钟，撇去熔体表面的浮渣后再浇铸到球化剂模具中，获得高纯净度的镍镁球化剂；减少烟尘污染，保护环境；该技术填补了国内空白，打破了国外的技术垄断，为新能源的发展作出了贡献，采用助熔剂后，由于助熔剂覆盖在熔融球化剂的上表面，阻滞了金属的氧化和蒸发，使金属的烧损率大为降低，提高了金属收得率，从原先的90%提高到97%。每熔炼1吨镍镁球化剂可节省金属原料5%，由于助熔剂能够降低氧化镁的熔点，所以经常用于镁合金的熔炼。熔炼镍镁球化剂时加入助熔剂使氧化镁的熔点降低，并随助熔剂上浮到球化剂熔体的上表面，降低了球化剂中氧化镁的含量；助熔剂飘浮在熔融球化剂的上表面，阻隔了熔体与空气接触，减少了氧化镁的生成。

附图说明

图1为本发明电动茶壶式中间包的主视图

图2为采用现有工艺制得的镍镁球化剂的结构示意图；

图3为实施例5的镍镁球化剂产品的结构示意图；

其中：1-中间包，2-熔体空腔，3-熔体流道，4-阻流板，5-包盖。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明：

实施例1

本实施例提供的一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺 ，包括茶壶式中间包1，茶壶式中间包1内部设有熔体空腔2和与熔体空腔2连通的熔体流道3，熔体通过熔体流道3流向成形模具中，熔体空腔2与熔体流道3交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板4，茶壶式中间包1顶部设有包盖5，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为500kg，将炉料按重量均分为8份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=10 kg，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：80%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：50%，余量为氟化钙，；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为100kw，在10分钟加热至950℃，开始熔炼，保温10分钟，然后每间隔6分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在110kw，在10分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1000ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为2分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在10分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

实施例2

本实施例提供的一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺 ，包括茶壶式中间包1，茶壶式中间包1内部设有熔体空腔2和与熔体空腔2连通的熔体流道3，熔体通过熔体流道3流向成形模具中，熔体空腔2与熔体流道3交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板4，茶壶式中间包1顶部设有包盖5，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为600kg，将炉料按重量均分为10份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=12 kg，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：86%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：54%，余量为氟化钙，；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为150kw，在15分钟加热至955℃，开始熔炼，保温15分钟，然后每间隔8分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在160kw，在15分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1100ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为5分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在12分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

实施例3

本实施例提供的一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，包括茶壶式中间包1，茶壶式中间包1内部设有熔体空腔2和与熔体空腔2连通的熔体流道3，熔体通过熔体流道3流向成形模具中，熔体空腔2与熔体流道3交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板4，茶壶式中间包1顶部设有包盖5，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为550kg，将炉料按重量均分为9份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=11kg，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni： 83%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：52%，余量为氟化钙，；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为140kw，在13分钟加热至952℃，开始熔炼，保温13分钟，然后每间隔7分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在120kw，在13分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1050ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为3分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在11分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

实施例4

本实施例提供的一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，包括茶壶式中间包1，茶壶式中间包1内部设有熔体空腔2和与熔体空腔2连通的熔体流道3，熔体通过熔体流道3流向成形模具中，熔体空腔2与熔体流道3交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板4，茶壶式中间包1顶部设有包盖5，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为560kg，将炉料按重量均分为8份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=11.2kg，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：81%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：53%，余量为氟化钙，；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为120kw，在12分钟加热至952℃，开始熔炼，保温12分钟，然后每间隔6分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在130kw，在12分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1060ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为4分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在10分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

实施例5

本实施例提供的一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，包括茶壶式中间包1，茶壶式中间包1内部设有熔体空腔2和与熔体空腔2连通的熔体流道3，熔体通过熔体流道3流向成形模具中，熔体空腔2与熔体流道3交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板4，茶壶式中间包1顶部设有包盖5，制备工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为570kg，将炉料按重量均分为9份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=11.4kg，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：82%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：53%，余量为氟化钙，；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为140kw，在10-15分钟加热至954℃，开始熔炼，保温14分钟，然后每间隔7分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在145kw，在14分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1070ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为4分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在11分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

通过图2与图3的产品图对比，可以很清楚的看出本技术方案较现有生产工艺，夹杂物明显变少，静置处理后浇铸的镍镁球化剂断面为不规则形状，呈细密纹理，较现有技术处理的明显细密，基本看不到孔洞，在检测后的数据中氧化镁的含量从原先的2%降低为0.2%。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，包括茶壶式中间包（1），其特征在于：所述茶壶式中间包（1）内部设有熔体空腔（2）和与熔体空腔（2）连通的熔体流道（3），熔体通过熔体流道（3）流向成形模具中，所述熔体空腔（2）与熔体流道（3）交界的位置设有采用镁锭制成的阻流板（4），所述茶壶式中间包（1）顶部设有包盖（5）；

所述镍镁球化剂的生产工艺按以下步骤进行：

步骤一、配料：

按照所需制备的镍镁球化剂的成分进行计算，向中频感应熔炼电炉装入相应的炉料，炉料总重为500-600kg，将炉料按重量均分为8-10份，配制助溶剂，助熔剂由氟化镁和氟化钙组成，助熔剂的重量=2%×炉料总重；

步骤二、熔炼：

先在炉底加入5份炉料 ，然后开始加热，控制中频感应熔炼电炉功率为100-150kw，在10-15分钟加热至950-955℃，开始熔炼，保温10-15分钟，然后每间隔6-8分钟再加入一份炉料直至加完炉料为止，然后将中频感应熔炼电炉的功率控制在110-160kw，在10-15分钟之内将中频感应熔炼电炉温度增加至1000-1100ºC，直至将全部炉料熔化，然后进行搅拌，搅拌时间为2-5分钟，然后将功率降至0，进入下道工序；

步骤三、镍镁球化剂的净化：

①准备好承接熔体的电动茶壶式中间包，检查中间包耐材完好后，然后再在中间包底部安装阻流板；

②将步骤二中的熔体缓慢浇入电动茶壶式中间包，浇入完毕之后，开始计时，静置时间控制在10-12分钟；

③静置完毕后，将熔体缓慢浇入球化剂模具内，直至冷却至室温即可；

步骤四、破碎：

按照要求进行破碎。

2.根据权利要求1所述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：80-86%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：50-54%，余量为氟化钙。

3.根据权利要求2所述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：80%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁：50%，余量为氟化钙。

4.根据权利要求2所述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：86%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁： 54%，余量为氟化钙。

5.根据权利要求2所述的采用电动茶壶式中间包净化镍镁球化剂的生产工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：83%，余量为Mg，助熔剂中各个组分的含量按质量百分比为：氟化镁： 52%，余量为氟化钙。