CN111218536A

CN111218536A - 一种球化处理方法

Info

Publication number: CN111218536A
Application number: CN202010035683.XA
Authority: CN
Inventors: 时胜利; 刘保建
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-06-02

Abstract

一种球化处理方法，包括以下步骤：步骤1，按铁水量的1.0％～1.3％加入带有耐火材料包裹层的球化剂，带有耐火材料包裹层的球化剂放入包底后，仍按传统的包内冲入法工艺把孕育剂放在该球化剂上面，铁水冲满1吨铁水包的过程中，没有球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂，30秒后球化反应缓缓开始，持续85～95秒结束；步骤2，处理的过铁水按常规的浮法孕育工艺，扒去浮渣，进行二次孕育处理后，先浇注铸件，最后浇注基尔试块，按行业标准对试块进行金相和机械性能检验；具有最常用冲入法方法简捷易行的特点。

Description

一种球化处理方法

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种球化处理方法，用于球墨铸铁生产关键环节的球化处理。

背景技术

传统的球化处理方法主要有以下六种：

1)压力加镁法。优点是镁的吸收率高，可达70～80％，处理过程无烟尘。缺点是设备投资大，要求高，操作复杂，时间长，铁水降温多，安全性差。

2)冲入法。是我国目前应用最广的方法。优点是设备投资少，操作简捷，安全灵活。缺点是吸收率低且不稳定，处理时烟尘大，污染严重。尽管该方法不能从根本上解决问题，但因其简便易行，目前仍得以最广泛的应用。

3)转包法。George Fischer公司研发的专利技术。优点是镁的吸收率高(可达60～80％)，反应相对平稳，净化铁水，烟尘少，铁水降温少，操作安全。缺点是投资大，操作复杂，时间长。且导流孔和球化剂反应室容易堵塞，清理困难。

4)包芯喂丝法。效法炼钢工业脱氧法而来。优点是脱硫脱氧效果好，降温少，镁的吸收率比较高且比较稳定。

缺点是设备投资较大，不但需要电脑控制的喂丝机，还需有专门的处理室。烟尘仍不少，且处理时间长。铁水降温较大，应用并不广泛。

5)盖包法。由英国铸铁研究协会发明并推广。该法吸收率可达 60～65％，一定程度降低镁光和烟尘污染。保留了传统冲入法的特点。但包盖的起吊困难，导流孔大小不容易控制，也不容易清理。其应用也不大广泛。

6)型内法。把球化剂整成细小颗粒，根据铸件大小，选择干净、不同颗粒小尺寸球化剂。放置于铸型内特设的反应室，待铁水注入时发生反应。该法镁的吸收率高，烟尘相对少。定量准、位置好的情下，球化效果不错。但该法的致命缺点是容易产生夹渣缺陷，废品率相对高一些。铸型的工艺设计和浇注操作工艺温要求也比较高。

综上所述，目前现有的球化处理方法，其思路都是设法延缓铁水注入过程中球化剂反应、起爆的时间，达到平稳反应目的。理想的情况是铁水液面升到定量(大的高/径比球化包液面上限)位置后，处于包底的球化剂才开始平稳反应，如此减少镁光和烟尘污染，提高吸收率，保证球化良好。

上述传统的方法虽有差异，但都是把目光都盯在一个方向，所以效果大同小异。都难以达到理想的状态。根本原因是，球化剂反应的延缓时间不可控。而压力加镁和转包处理法投资大，操作繁琐，时间长，降温多而且还有安全隐患。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种球化处理方法，带耐火材料包裹层的球化剂及其处理方法，具有常用冲入法简捷易行的特点，但却有转包法、喂丝法的球化效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种球化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，按铁水量的1.0％～1.3％加入带有耐火材料包裹层的球化剂定量，把该球化剂放入包底后，仍按传统的包内冲入法工艺把孕育剂放在该球化剂上面，冲入铁水的温度1420℃～1500℃，铁水冲满1吨铁水包的过程中，没有球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂， 30秒后球化反应缓缓开始，持续85～95秒结束；

步骤2，处理的过铁水按常规的浮法孕育工艺，扒去浮渣，进行二次孕育处理后，先浇注铸件，最后浇注基尔试块，按行业标准对试块进行金相和机械性能检验。

所述的孕育剂为普通的75硅铁。

所述的球化剂，其耐火材料包裹层包括以下组分：

普通石墨粉30％～32％；石英粉65％～67％；国产纳基膨润土 2.8％～3％。

所述的造渣剂为铸造行业常用普通造渣剂。

所述的球化剂表面涂挂、浸润或噴涂一层耐高温非金属材料，形成耐火材料包裹层。

本发明发有益效果是：

本发明思路创新在球化剂上：具体就是给球化剂表面涂挂、浸润或噴涂一层耐高温非金属材料，以达到在球化处理过程中，延缓浇注铁水与球化剂反应的时间，分散反应爆裂的集中度。延缓时间的长短可以通过浸涂层耐火材料的性能、配比和该层的厚度来调节，而分散爆反集中度可以因球化剂颗粒(块度)大小而依次反应。本发明的创新点在于：本发明由另一个途径着手，从根本上解决球铁球化处理的上述问题。且方法简捷易行。

此外，由于包裹涂层采用非金属材料，不会有任何成分方面的影响。这种方法简单易行且成本较低。

本发明的方法具有以下明显优势。

1)浸涂的耐火材料包裹着球化剂基本无氧化问题。

2)以采用最广泛使用的冲入法为例。只需把这种球化剂放进球化包底(甚至普通铁水包也可以)，上面加上硅铁孕育剂，即可实现：铁水冲满铁水包定量限，包裹着耐火材料涂层的球化剂再平稳渐次反应的理想状况。如此，鎂的吸收率高，球化剂用量少，镁光、烟尘少，球化级别高，铁水成分无任何影响。

3)用户仍然可使用原来牌号的球化剂，只是表面加了一层耐火材料涂层而已。甚至供货渠道都不用变，只需减少用量。

4)如此简化的方法，简捷的操作可明显降低生产成本，且更安全可靠，灵活机动，应该可以得到广泛应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种球化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，按铁水量的1.0％加入带有耐火材料层的球化剂，所述的球化剂包裹层按质量百分比，其组分为普通石墨粉30％；石英粉 70％；国产纳基膨润3％。将该球化剂放入包底后，仍按传统的冲入法球化工艺把孕育剂放在该球化剂上面，冲入铁水的温度1485℃，铁水冲满1吨铁水包的过程中，没有球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂，30秒后球化反应缓缓开始，持续85秒结束；

步骤2，处理的过铁水按常规的常规浮法孕育工艺，扒去铁液表面浮渣，加1％的粒径为1㎜～3㎜75硅铁，进行二次孕育处理后，先浇注铸件，最后浇注基尔试块，按行相关业标准对试块进行金相和机械性能检验。

所述的造渣剂为铸造行业常用商品造渣剂。

结果如下：金相检验，全断面球化等级2级以上。机械性能：抗拉强度550/Mpa，HB215，延伸率12％。

实施例2

一种球化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，按铁水量的1.3％加入带有耐火材料层的球化剂，其包裹层内为行业常用稀土镁球化剂。所述耐火材料包裹层按质量百分比，其组分为普通石墨粉31.1％；石英粉66％；国产纳基膨润2.9％，带耐火涂层的球化剂放入包底后，仍按传统的冲入法球化处理工艺把 75硅铁孕育剂放在该球化剂上面，冲入温度1480℃铁水；冲满1吨铁水包的过程中，没有球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂，30秒后球化反应缓缓开始，持续约90秒结束；

所述的孕育剂为铸造行业普通75硅铁。

所述的造渣剂为铸造行业普通造渣剂。

结果如下：金相检验，全断面球化等级2级以上。机械性能：抗拉强度540/Mpa，HB195，延伸率11.5％。

实施例3

一种球化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，按铁水量的1.1％加入带耐火材料包裹层的球化剂。所述包裹层内的球化剂为行业常用稀土镁合金球化剂。其包裹层按质量百分比，其组分为普通石墨粉32％；石英粉65.2％；国产纳基膨润 2.8％，带耐火涂层的球化剂放入包底后，仍按传统的冲入法球化处理工艺把孕育剂放在该球化剂上面，冲入铁水的温度1500℃，铁水冲满1吨铁水包的过程中，没有球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂， 30秒后球化反应缓缓开始，持续95秒结束；

所述的孕育剂为行业商品75硅铁。

所述的造渣剂为行业常用造渣剂。

结果如下：金相检验，全断面球化等级2级以上。机械性能：抗拉强度550/Mpa，HB210，延伸率11％。

实施例4

步骤1，按铁水量的1.25％加入上述带耐火材料包裹层的球化剂。其包裹层内为常用稀土镁合金球化剂。所述包裹层，按质量百分比，其组分为普通石墨粉31.2％；石英粉66％；国产纳基膨润土2.8％，放入包底后，仍按传统工艺把孕育剂放在该球化剂上面，(不再加铁屑，钢板)；冲入铁水的温度1464℃，铁水冲满1吨铁水包(球铁专用包)的过程中，没有球化反应。铁水表面撒上一层造渣剂；30 秒后球化反应缓缓开始，持续95秒结束。过程平稳，仅有少量镁光和少量的烟尘。

步骤2，处理的过铁水按常规工艺，扒去浮渣，进行二次孕育处理后，先浇注铸件，最后浇注基尔试块。按行业标准对试块进行金相和机械性能检验。

结果如下：金相检验，全断面球化等级2级以上。机械性能：抗拉强度550/Mpa，HB200，延伸率12％。

实施例5

一种球化处理方法用的带耐火材料包裹层的球化剂，其耐火材料包裹层包括以下组分：

普通石墨粉30％；石英粉70％；国产纳基膨润3％。

实施例6

一种球化处理方法用的球化剂，其表面耐火材料包裹层，包括以下组分：

普通石墨粉31.1％；石英粉66％；国产纳基膨润2.9％。

实施例7

一种球化处理方法用的球化剂，其表面耐火材料包裹层包括以下组分：

普通石墨粉32％；石英粉65.2％；国产纳基膨润2.8％。

实施例8

选用最普通、常用的涂料，配比如下：普通石墨粉31％，石英粉66％，国产纳基膨润土(悬浮剂)3％；在DS-200型分散机充分搅拌；加水搅拌至达到以下性能：

密度1.4-1.6/Kg/㎜³×10³；粘度30-40/s；流平值100-120/㎜；涂层厚度0.6-0.8㎜；爆热抗裂性2级以上；悬浮率＞98(24小时)；

将商品高温球化剂(Mg5Re3)浸入上述涂料容器中，搅拌10分钟，再浸润2小时后捞出至带筛网的浅帮容器里晾晒干。

在90～100℃低温炉中烘干2小时，出炉冷至40～42℃装入干燥桶中备用。

在采用传统冲入法生产球铁产品(牌号为QT500——7)的铸造车间进行试用。

Claims

1.一种球化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按铁水量的1.0％～1.3％加入带有耐火材料包裹层的球化剂定量，将其放入包底后，仍按传统的包内冲入法工艺把孕育剂放在该球化剂上面，冲入铁水的温度1420℃～1500℃，铁水冲满普通球化铁水包的过程中，无球化反应，铁水表面撒上一层造渣剂，约30秒后球化反应缓缓开始，持续60～120秒结束；

2.根据权利要求1所述的一种球化处理方法，其特征在于，所述的孕育剂为普通的75硅铁。

3.根据权利要求1所述的一种球化处理方法，其特征在于，所述的球化剂为行业常用稀土镁合金球化剂，所述的耐火材料包裹层为行业常用耐火材料组合，包括以下组分：

普通石墨粉30％～32％；石英粉65％～67％；国产纳基膨润土2.8％～3％。