CN1125887C

CN1125887C - 一种阻燃自爆式变质剂组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN1125887C
Application number: CN 01127463
Authority: CN
Inventors: 由淼; 由新
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-10-29
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: CN1344815A

Abstract

本发明涉及冶金与铸件生产中使用的阻燃自爆变质剂，属于冶金化工技术领域。包括基体：纯镁5～40%，稀土硅铁或混合稀土金属5～40%，微量元素0.01～5%，余量为被变质处理的金属或合金的本体粉末；阻燃层：被变质处理的金属或合金的本体粉末，石墨，硅铁粉之一或任意组份任意比例的混合；粘结剂：酚醛树脂类；将基体各组份按比例机械混合加树脂制成颗粒，在颗粒上再外敷树脂在其外表面上包裹一层阻燃层。本发明变质剂具阻燃性，自爆性，减少环境污染，保证安全生产，提高产品质量，降低成本。

Description

一种阻燃自爆式变质剂组合物及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及冶金与铸铁件生产中使用的阻燃自爆变质剂，属于冶金化工技术领域。

(二)背景技术

CN1065886专利92年11月4日公开了″球墨铸铁瞬时密流球化处理容器″，该专利技术在实施过程中稀土镁合金与铁水流汇合时有时发生燃烧，达不到工艺要求。同时广泛使用的稀土镁硅铁球化剂在制备过程和球化处理中存在严重的环境污染及对操作者健康危害，以及原材料和能源的严重浪费。在此之后的工业应用中还遇到几个技术问题：球化剂与铁水混合时怎样确保球化剂被铁水流带入密封通道，球化剂与铁水相遇瞬间防止燃烧的问题，球化剂在密流中熔化速度的控制以确保球化剂全部在密流过程中被溶化等问题。同样地CN1164576A于97年11月12日公开的“双层颗粒状阻燃球化剂组合物及其制备方法”在采用瞬时密流处理工艺时，因变质剂无自爆作用，大颗粒球化剂压块反应时间长，对工艺效果产生不良影响。

(二)发明内容

本发明的针对已有技术的不足，提供一种具有阻燃性、又可在一定时间内自爆成小颗粒变质剂组合物及其制备方法，可解决稀土镁合金生产过程中的环境污染保证安全生产。

本发明的组合物包括如下组份：均为重量百分比。

基体：纯镁粉5～40％，混合稀土金属或稀土硅铁5-40％，微量合金元素(包括铅、锡、锑、铋、铌、钛、锆、铍、氮、磷化合物)0.01-5％，余量为被变质处理的金属或合金的本体粉末。

阻燃层：被变质处理的金属或合金本体粉末、石墨、硅铁粉之一的任意组份任意比例的混合。阻燃层厚度0.5-2mm。

粘结剂：酚醛树脂类。

本发明的制备方法包括如下步骤：

a.将纯镁粉、混合稀土金属或混合稀土硅铁、微量合金元素按比例机械混合用2～5％粘结剂涂敷，防止氧化，继续搅拌均匀，按比例加入阻燃层材料被变质处理的金属本体粉末使其混合，搅拌均匀。

b.在造粒机上压制成颗粒块。

c.在上述颗粒块上再外敷一层2～5％酚醛树脂后在其外表面上包裹一层阻燃层。重复本步操作直到阻燃层厚度0.5～2mm。

本发明的组合物为颗粒层状。核心是易燃易爆的稀土、镁、钙，外层是阻燃防护组分。阻燃层对基体有阻燃作用，遇铁水后1.0秒以上才能发生燃烧，同时对铁基金属溶液起净化、脱硫与促进球化和促进相转变的作用。从而提高原材料利用率节约能源降低生产成本。更为明显的是变质处理的变质剂成本下降40％以上，还彻底解决了环境污染和节省原材料与能源的问题。本发明的变质剂组合物在加入金属溶液中1～2秒的范围内利用稀土镁的急骤升温气化而自爆成2mm以下的颗粒，从而使瞬时密流定量加入到金属溶液中的大颗粒状压块(约1Q×20×15mm³)瞬时自爆成≤2mm颗粒，利于变质剂在瞬时密流过程中被金属溶液熔化吸收，防止稀土镁在金属溶液中1～2秒时间内形成的稀土镁≥350克时发生的激烈沸腾造成的稀土镁光和氧化物烟雾，防止环境污染，提高变质剂的利用效率，变质剂利用系数可达成95％以上。更为重要的是，稀土镁等多元合金在金属溶液中的变质作用得到最大地强化。

(四)实施例

实施例1.变质剂组合物的组分如下，均为重量百分比：

基体：纯镁10％，稀土硅铁(RE：30％)35％，钛铁35％，余量为铁粉；阻燃层：纯铁粉，厚度1mm；粘结剂：酚醛树脂3％。

制备方法：

a.将纯镁、稀土硅铁、钛铁按比例机械混合，用3％酚醛树脂粘结剂涂敷，防止氧化，继续搅拌均匀，按比例加入阻燃层材料铁粉，搅拌均匀。

b.在造粒机上压制成颗粒块。

c.在上述颗粒块上再外敷一层酚醛树脂后在其外表面上包裹一层阻燃层。重复本步操作直到阻燃层厚度1mm。

实验：

将上述颗粒块用注入法工艺加入钢水中，变质剂加入量0.4％，球化级别≥2级，成品钢中稀土含量≤0.04％分析值，钛≥0.05％分析值，处理费用为每吨60元人民币。

实施例2.如实施例1所述，所不同的是，组份如下：

基体：纯镁粉20％，稀土金属30％，其余为铁粉；阻燃层：纯铁粉，厚度1.5mm；粘结剂：酚醛树脂4％。

实施例3.如实例1所述，所不同的是组份如下：

基体：纯镁粉末25％，稀土硅铁10％，其余为球铁粉。阻燃层：球铁粉，厚度2mm；粘结剂：酚醛树脂3％。

实验：

变质剂加入量0.5％，孕育剂为0.4～0.6％，球化级别≥2级，铁素体≥80％，抗拉强度σb≥420N/mm²，δ₅≥12％。结论：各项工艺指标合格，保证安全生产，无环境污染。

实施例4.如实施例1所述，所不同的是组份如下：

基体：纯镁粉20％，稀土金属20％，钛20％，其余为共晶铝合金粉。阻燃层：铝合金粉，厚度1.5mm；粘结剂：酚醛树脂。

实验：

铝液中变质剂加入量0.15％，当铝液从保温炉中取出后，用Ni₈₀Cr₂₀不锈钢钟罩将变质剂压入液体下部，待熔化搅拌后浇铸，可得优质共晶铝硅合金。初晶硅≤0.3μ，350℃抗拉强度σb≥10N/mm²。

实施例5.如实施例1所述，所不同的是组份如下：

基体：纯镁20％，稀土金属20％，SG合金20％，其余为铜粉。阻燃层：硼砂，厚度1.8mm；粘结剂：酚醛树脂3％。实验同实施例4，可降低废品率20％。

Claims

1.一种阻燃自爆式变质剂组合物，其特征在于，组份如下，均为重量百分比：

基体：纯镁5～40％，稀土硅铁或混合稀土金属5～40％，微量合金元素钛0.01～5％，余量为被变质处理的金属或合金的本体粉末；

或者是稀土镁硅铁合金颗粒；

阻燃层：被变质处理的金属或合金的本体粉末、石墨、硅铁粉之一或任意组份任意比例的混合；阻燃层厚度0.5-2mm；

粘结剂：酚醛树脂类。

2.一种如权利要求1所述组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.将纯镁或氯化镁，氯化混合稀土金属或混合稀土金属，硅铁，微量合金元素按比例机械混合用2-5％树脂类粘结剂在造粒机上制成颗粒基体；

b.在上述颗粒基体上再外敷2-5％树脂后在其外表面上包裹一层阻燃层厚度0.5-2mm。