ES2900063T3

ES2900063T3 - Inoculante de hierro colado y método para la producción de inoculante de hierro colado

Info

Publication number: ES2900063T3
Application number: ES18845377T
Authority: ES
Inventors: Emmanuelle Ott; Oddvar Knustad
Original assignee: Elkem ASA; Elkem Materials AS
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: LT3732305T; HUE056637T2; MA51420A; TWI691604B; AU2018398229A1; ZA202003771B; EP3732305A1; RU2020124956A3; MX2020006779A; UA126352C2; RU2020124956A; PL3732305T3; EP3732305B1; AU2018398229B2; KR102410364B1; JP2021509157A; WO2019132668A1; NO20172061A1; CA3083774A1; US20200407811A1

Abstract

Un inoculante para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, dicho inoculante comprende una aleación de ferrosilicio particulado que consiste en entre un 40 y un 80 % en peso de Si; 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-15 % en peso de metal de tierras raras; 0-5 % en peso de Mg; 0,05-5 % en peso de Al; 0-10 % en peso de Mn; 0-10 % en peso de Ti; 0-10 % en peso de Zr; siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, en el que dicho inoculante contiene adicionalmente, en peso, basándose en el peso total de inoculante: de 0,1 a 15 % de Bi2S3 particulado, y opcionalmente entre un 0,1 y un 15 % de Bi2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2S3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN

Inoculante de hierro colado y método para la producción de inoculante de hierro colado

Campo técnico:

La presente invención se refiere a un inoculante a base de ferrosilicio para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal y a un método para la producción del inoculante.

Antecedentes de la técnica:

El hierro colado se produce normalmente en hornos de inducción o cubilote, y generalmente contienen entre un 2 y un 4 por ciento de carbono. El carbono se mezcla íntimamente con el hierro y la forma que el carbono toma en el hierro colado solidificado es muy importante para las características y propiedades de las coladas de hierro. Si el carbono toma la forma de carburo de hierro, entonces el hierro colado se denomina hierro colado blanco y tiene las características físicas de ser duro y quebradizo, que en la mayoría de las aplicaciones no es deseable. Si el carbono toma la forma de grafito, el hierro colado es blando y apto para maquinarse.

El grafito puede producirse en hierro colado en formas laminar, compactada o esferoidal. La forma esferoidal produce la mayor resistencia y el tipo más dúctil de hierro colado.

La forma que toma el grafito, así como la cantidad de grafito frente a carburo de hierro, pueden controlarse con determinados aditivos que promueven la formación de grafito durante la solidificación del hierro colado. Estos aditivos se denominan nodularizadores e inoculantes y su adición al hierro colado como nodularización e inoculación, respectivamente. En la producción de hierro colado, la formación de carburo de hierro, especialmente en secciones delgadas, a menudo es un desafío. La formación de carburo de hierro se produce por el rápido enfriamiento de las secciones delgadas en comparación con el enfriamiento más lento de las secciones más gruesas de la colada. La formación de carburo de hierro en un producto de hierro colado se denomina en el mercado como “temple”. La formación de temple se cuantifica midiendo la “profundidad de temple” y la potencia de un inoculante para impedir el temple y reducir la profundidad de temple es una forma conveniente de medir y comparar la potencia de los inoculantes, especialmente en hierros grises. En hierro nodular, la potencia de los inoculantes generalmente se mide y compara usando la densidad de número de nódulos de grafito.

A medida que se desarrolla la industria, existe la necesidad de materiales más fuertes. Esto significa más formación de aleación con elementos promotores de carburo tales como Cr, Mn, V, Mo, etc., y secciones de colada más delgadas y un diseño más ligero de las coladas. Por lo tanto, existe una necesidad constante de desarrollar inoculantes que reduzcan la profundidad de temple y mejoren la maquinabilidad de hierros colados grises, así como que aumenten la densidad de número de esferoides de grafito en hierros colados dúctiles.

La química exacta y el mecanismo de inoculación y por qué los inoculantes funcionan como lo hacen en diferentes masas fundidas de hierro colado no se entiende completamente, por lo tanto, se realiza una gran cantidad de investigación para proporcionar a la industria inoculantes nuevos y mejorados.

Se cree que el calcio y otros elementos determinados suprimen la formación de carburo de hierro y promueven la formación de grafito. La mayoría de inoculantes contienen calcio. La adición de estos supresores de carburo de hierro generalmente se facilita mediante la adición de una aleación de ferrosilicio y probablemente las aleaciones de ferrosilicio más usadas son las aleaciones con alto contenido de silicio que contienen de un 70 a un 80 % de silicio y la aleación con bajo contenido de silicio que contiene de un 45 a un 55 % de silicio. Elementos que comúnmente pueden estar presentes en inoculantes, y añadirse al hierro colado como una aleación de ferrosilicio para estimular la nucleación de grafito en hierro colado, son por ejemplo, Ca, Ba, Sr, Al, metales de tierras raras (RE), Mg, Mn, Bi, Sb, Zr y Ti.

La supresión de la formación de carburo está asociada por las propiedades de nucleación del inoculante. Por propiedades de nucleación se entiende el número de núcleos formados por un inoculante. Un alto número de núcleos formados da como resultado una densidad de número de nódulos de grafito aumentada y, por lo tanto, mejora la eficacia de la inoculación y mejora la supresión de carburo. Además, una alta tasa de nucleación también puede proporcionar una mejor resistencia al debilitamiento del efecto de inoculación durante un tiempo de retención prolongado del hierro fundido después de la inoculación. El debilitamiento de la inoculación puede explicarse por la coalescencia y la redisolución de la población de núcleos, lo que hace que se reduzca el número total de posibles sitios de nucleación.

La patente estadounidense n.° 4.432.793 da a conocer un inoculante que contiene bismuto, plomo y/o antimonio. Se sabe que el bismuto, el plomo y/o el antimonio tienen una alta potencia de inoculación y proporcionan un aumento en el número de núcleos. También se sabe que estos elementos son elementos antiesferoidización, y se sabe que la presencia creciente de estos elementos en el hierro colado provoca la degeneración de la estructura de grafito esferoidal. El inoculante según la patente estadounidense n.° 4.432.793 es una aleación de ferrosilicio que contiene desde un 0,005 % hasta un 3 % de tierras raras y desde un 0,005 % hasta un 3 % de uno de los elementos metálicos bismuto, plomo y/o antimonio aleados en el ferrosilicio.

Según la patente estadounidense n.° 5.733.502 los inoculantes según la dicha patente estadounidense n.° 4.432.793 siempre contienen algo de calcio que mejora el rendimiento del bismuto, el plomo y/o el antimonio en el momento en el que se produce la aleación y que ayudan a distribuir estos elementos homogéneamente dentro de la aleación, ya que estos elementos exhiben poca solubilidad en las fases de ferrosilicio. Sin embargo, durante el almacenamiento, el producto tiende a desintegrarse y la granulometría tiende hacia una cantidad aumentada de finos. La reducción de la granulometría se vinculó a la desintegración, provocada por la humedad atmosférica, de una fase de calcio-bismuto recogida en los límites de grano de los inoculantes. En la patente estadounidense n.° 5.733.502 se encontró que las fases binarias de bismuto-magnesio, así como las fases ternarias de bismuto-magnesio-calcio, no fueron atacadas por el agua. Este resultado solo se logró para inoculantes de aleación de ferrosilicio con alto contenido de silicio, para inoculantes de FeSi con bajo contenido de silicio, el producto se desintegró durante el almacenamiento. La aleación basada en ferrosilicio para la inoculación según la patente estadounidense n.° 5.733.502 contiene por tanto (en % en peso) de 0,005-3 % de tierras raras, 0,005-3% de bismuto, plomo y/o antimonio, 0,3-3% de calcio y 0,3-3% de magnesio, en la que la relación Si/Fe es mayor que 2.

La solicitud de patente estadounidense n.° 2015/0284830 se refiere a una aleación de inoculante para tratar piezas gruesas de hierro colado, que contiene entre un 0,005 y un 3 % en peso de tierras raras y entre un 0,2 y un 2 % en peso de Sb. Dicho documento US 2015/0284830 descubrió que el antimonio, cuando se asocia con tierras raras en una aleación basada en ferrosilicio, permitiría una inoculación eficaz, y con los esferoides estabilizados, de partes gruesas sin los inconvenientes de la adición de antimonio puro al hierro colado líquido. Se describe que el inoculante según el documento US 2015/0284830 se usa normalmente en el contexto de una inoculación de un baño de hierro colado, para acondicionar previamente dicho hierro colado, así como un tratamiento nodularizador. Un inoculante según el documento US 2015/0284830 contiene (en % en peso) 65 % de Si, 1,76 % de Ca, 1,23 % de Al, 0,15 % de Sb, 0,16 % de RE, 7,9 % de Ba y el resto hierro.

A partir del documento WO 95/24508 se conoce un inoculante de hierro colado que muestra una tasa de nucleación aumentada. Este inoculante es un inoculante a base de ferrosilicio que contiene calcio y/o estroncio y/o bario, menos del 4 % de aluminio y entre un 0,5 y un 10 % de oxígeno en forma de uno o más óxidos metálicos. Sin embargo, se encontró que la reproducibilidad del número de núcleos formados usando el inoculante según el documento WO 95/24508 era bastante baja. En algunos casos, se forma un alto número de núcleos en el hierro colado, pero en otros casos, el número de núcleos formados es bastante bajo. El inoculante según el documento WO 95/24508 ha encontrado, por la razón anterior, poco uso en la práctica.

A partir del documento WO 99/29911 se sabe que la adición de azufre al inoculante del documento WO 95/24508 tiene un efecto positivo en la inoculación de hierro colado y aumenta la reproducibilidad de los núcleos.

En los documentos WO 95/24508 y WO 99/29911 óxidos de hierro, FeO, Fe2O3 y Fe3O4, son los óxidos metálicos preferidos. Otros óxidos metálicos mencionados en estas solicitudes de patente son SiO2, MnO, MgO, CaO, A^O3, TiO2 y CaSiO3, CeO2, ZrO2. El sulfuro metálico preferido se selecciona del grupo que consiste en FeS, FeS2, MnS, MgS, CaS y CuS.

De la solicitud de la patente estadounidense n.° 2016/0047008 se conoce un inoculante particulado para tratar el hierro colado líquido, que comprende, por un lado, partículas de soporte hechas de un material fusible en el hierro colado líquido, y, por otro lado, partículas superficiales hechas de un material que promueve la germinación y el crecimiento de grafito, dispuesto y distribuido de manera discontinua en la superficie de las partículas de soporte, presentando las partículas superficiales una distribución de tamaño de grano de manera que su diámetro d50 es menor o igual que una décima parte del diámetro d50 de las partículas de soporte. El propósito del inoculante en dicho documento US 2016' se indica, entre otras cosas, para la inoculación de partes de hierro colado con diferentes espesores y baja sensibilidad a la composición básica del hierro colado. Por lo tanto, existe el deseo de proporcionar un inoculante que tenga propiedades de nucleación mejoradas y que forme un alto número de núcleos, lo que da como resultado una mayor densidad de número de nódulos de grafito y, por lo tanto, mejora la eficacia de inoculación. Otro deseo es proporcionar un inoculante de alto rendimiento. Un deseo adicional es proporcionar un inoculante que pueda proporcionar una mejor resistencia al debilitamiento del efecto de inoculación durante un tiempo de retención prolongado del hierro fundido después de la inoculación. Otro deseo es proporcionar un inoculante basado en FeSi que contenga bismuto, que tenga un alto rendimiento de bismuto en la producción del inoculante en comparación con los inoculantes aleados con bismuto de la técnica anterior. Al menos algunos de los deseos anteriores se cumplen con la presente invención, así como otras ventajas, lo que será evidente en la siguiente descripción.

Los documentos SU 1047 969 A1, WO 02/081758 y P. Ferro en el artículo publicado “Effect of inoculant containing rare earth metals and bismuth on microstructure and mechanical properties of heavy-section near-eutectic ductil iron castings - ScienceDirect”, Journal of Materials Processing Technology Vol. 2030, Número 9, 30 de septiembre de 2013, se refieren a diferentes formas de tratamiento de metales usando Bi.

El documento WO 99/29911 se considera que es un inoculante de alto rendimiento, lo que da un alto número de nódulos en hierro colado dúctil. Ahora se ha encontrado que la adición de sulfuro de bismuto al inoculante del documento WO 99/29911 sorprendentemente da como resultado un número significativamente mayor de núcleos, o densidad de número de nódulos, en hierros colados cuando se añade el inoculante que contiene sulfuro de bismuto a hierro colado.

Sumario de la invención

Como se expone en las reivindicaciones adjuntas, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un inoculante para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, donde dicho inoculante comprende una aleación de ferrosilicio particulado que consiste en entre un 40 y un 80 % en peso de Si; 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-15 % en peso de metal de tierras raras; 0-5 % en peso de Mg; 0,05-5 % en peso de Al; 0-10 % en peso de Mn; 0-10 % en peso de Ti; 0-10 % en peso de Zr; siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, y donde dicho inoculante contiene adicionalmente, en peso, basándose en el peso total de inoculante: de un 0,1 a un 15 % de Bi2S3 particulado, y opcionalmente entre un 0,1 y un 15 % de Bi2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2S3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos.

En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 45 y un 60 % en peso de Si. En otra realización del inoculante, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 60 y un 80 % en peso de Si.

En una realización, los metales de tierras raras incluyen Ce, La, Y y/o mischmetal. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende hasta un 10 % en peso de metal de tierras raras. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0,5 y un 3 % en peso de Ca. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0 y un 3 % en peso de Sr. En una realización adicional, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0,2 y un 3 % en peso de Sr. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0 y un 5 % en peso de Ba. En una realización adicional, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0,1 y un 5 % en peso de Ba. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre un 0,5 y un 5 % en peso de Al. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende hasta un 6 % en peso de Mn y/o Ti y/o Zr. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende menos de un 1 % en peso de Mg.

En una realización, el inoculante comprende entre un 0,5 y un 10 % en peso de Bi2S3 particulado.

En una realización, el inoculante comprende entre un 0,1 y un 10% de Bi2O3 particulado.

En una realización, el inoculante comprende entre un 0,1 y un 8 % de Sb2O3 particulado.

En una realización, el inoculante comprende entre un 0,1 y un 8 % de Sb2S3 particulado.

En una realización, el inoculante comprende entre un 0,5 y un 3 % de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o entre un 0,5 y un 3 % de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos.

En una realización, la cantidad total (suma de compuestos de sulfuro/óxido) del Bi2S3particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, es de hasta un 20 % en peso, basándose en el peso total del inoculante. En otra realización, la cantidad total de Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, es de hasta un 15 % en peso, basándose en el peso total del inoculante.

En una realización, el inoculante está en forma de una combinación o una mezcla mecánica/física de la aleación de ferrosilicio particulado y el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos.

En una realización, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, está/están presentes como compuestos de recubrimiento sobre la aleación basada en ferrosilicio particulado.

En una realización, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, se mezcla(n) o se combina(n) mecánicamente con la aleación basada en ferrosilicio particulado, en presencia de un aglutinante.

En una realización, el inoculante está en forma de aglomerados hechos de una mezcla de la aleación de ferrosilicio particulado y el BÍ2S3 particulado, y el BÍ2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, en presencia de un aglutinante.

En una realización, el inoculante está en forma de briquetas hechas de una mezcla de la aleación de ferrosilicio particulado y el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, en presencia de un aglutinante.

En una realización, la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado pero simultáneamente a hierro colado líquido.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un método para producir un inoculante según la presente invención, el método comprende: proporcionar una aleación de base particulada que comprende entre un 40 y un 80 % en peso de Si, 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-15 % en peso de metal de tierras raras; 0-5 % en peso de Mg; 0,05-5 % en peso de Al; 0-10 % en peso de Mn; 0-10 % en peso de Ti; 0-10 % en peso de Zr; siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, y añadir a dicha base particulada, en peso, basándose en el peso total de inoculante: de un 0,1 a un 15 % de Bi2S3 particulado, y opcionalmente entre un 0,1 y un 15 % de Bi2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2O3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb2S3 particulado, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, para producir dicho inoculante.

En una realización del método, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, se mezclan o se combinan mecánicamente con la aleación de base particulada.

En una realización del método, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, se mezclan mecánicamente antes de mezclarse con la aleación de base particulada.

En una realización del método, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, se mezclan o se combinan mecánicamente con la aleación de base particulada en presencia de un aglutinante. En una realización adicional del método, la aleación de base particulada mezclada o combinada mecánicamente, el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, en presencia de un aglutinante, se forman además en aglomerados o briquetas.

En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso del inoculante como se definió anteriormente en la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, añadiendo el inoculante a la masa fundida de hierro colado antes de la colada, como un inoculante en molde o simultáneamente a la colada.

En una realización del uso del inoculante, la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden como una mezcla mecánica/física o una combinación a la masa fundida de hierro colado.

En una realización del uso del inoculante, la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi2S3 particulado, y el Bi2O3 particulado opcional, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado, y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado pero simultáneamente a la masa fundida de hierro colado.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida E en el ejemplo 1.

Figura 2: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida F en el ejemplo 1.

Figura 3: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida H en el ejemplo 2.

Figura 4: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida I en el ejemplo 2.

Figura 5: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida Y en el ejemplo 3.

Figura 6: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida X en el ejemplo 4.

Figura 7: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado de la masa fundida Y en el ejemplo 4.

Figura 8: diagrama que muestra la densidad de número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviado N/mm2) en muestras de hierro colado del ejemplo 5.

Descripción detallada de la invención

Según la presente invención, se proporciona un inoculante de alta potencia, para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal. El inoculante comprende una aleación de base de FeSi combinada con sulfuro de bismuto particulado (Bi²S³), y opcionalmente también comprende otros óxidos metálicos particulados y/o sulfuros metálicos particulados elegidos de; óxido de bismuto (Bi²O³), sulfuro de antimonio (Sb²S³), óxido de antimonio (Sb²O³), óxido de hierro (uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO, o una mezcla de los mismos) y sulfuro de hierro (uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴, o una mezcla de los mismos). El inoculante según la presente invención es fácil de fabricar y es fácil de controlar y variar la cantidad de bismuto y antimonio en el inoculante. Se evitan etapas de aleación complicadas y costosas, por lo tanto, el inoculante puede fabricarse a un coste menor en comparación con los inoculantes de la técnica anterior que contienen Bi y/o Sb.

En el proceso de fabricación para producir hierro colado dúctil con grafito esferoidal, la masa fundida de hierro colado se trata normalmente con un nodularizador, por ejemplo, mediante el uso de una aleación de MgFeSi, antes del tratamiento de inoculación. El tratamiento de formación de nódulos tiene el objetivo de cambiar la forma del grafito de escama a nódulo cuando está precipitando y posteriormente crecer. La forma en que esto se hace es cambiando la energía de interfaz de la masa fundida/grafito de interfaz. Se sabe que Mg y Ce son elementos que cambian la energía de interfaz, siendo Mg más eficaz que Ce. Cuando se añade Mg a una masa fundida basada en hierro, reaccionará primero con oxígeno y azufre, y es solo el “magnesio libre” el que tendrá un efecto nodularizador. La reacción de nodularización es violenta y da como resultado la agitación de la masa fundida, y genera escoria que flota sobre la superficie. La violencia de la reacción dará como resultado que la mayoría de los sitios de nucleación para el grafito que ya estaban en la masa fundida (introducidos por las materias primas) y otras inclusiones que son parte de la escoria en la parte superior y se retiren. Sin embargo, algunas inclusiones de MgO y MgS producidas durante el tratamiento de formación de nódulos aún estarán en la masa fundida. Estas inclusiones no son buenos sitios de nucleación como tal.

La función principal de la inoculación es impedir la formación de carburos mediante la introducción de sitios de nucleación para grafito. Además de introducir sitios de nucleación, la inoculación también transforma las inclusiones de MgO y MgS formadas durante el tratamiento de formación de nódulos en sitios de nucleación añadiendo una capa (con Ca, Ba o Sr) sobre las inclusiones.

Según la presente invención, las aleaciones de base de FeSi particulado deben comprender desde un 40 hasta un 80 % en peso de Si. Las aleaciones de FeSi puro son un inoculante débil, pero es un portador de aleación común para elementos activos, permitiendo una buena dispersión en la masa fundida. Por lo tanto, existe una variedad de composiciones de aleación de FeSi conocidas para inoculantes. Los elementos de formación de aleación convencionales en un inoculante de aleación de FeSi incluyen Ca, Ba, Sr, Al, Mg, Zr, Mn, Ti y RE (especialmente Ce y La). La cantidad de los elementos de formación de aleación puede variar. Normalmente, los inoculantes se diseñan para cumplir diferentes requisitos en la producción de hierro gris, compactado y dúctil. El inoculante según la presente invención puede comprender una aleación de base de FeSi con un contenido de silicio de aproximadamente 40-80 % en peso. Los elementos de formación de aleación pueden comprender aproximadamente 0,02-8 % en peso de Ca; aproximadamente 0-5 % en peso de Sr; aproximadamente 0-12 % en peso de Ba; aproximadamente 0-15 % en peso de metal de tierras raras; aproximadamente 0-5 % en peso de Mg; aproximadamente 0,05-5 % en peso de Al; aproximadamente 0-10 % en peso de Mn; aproximadamente 0-10 % en peso de Ti; aproximadamente 0-10 % en peso de Zr; y siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual.

La aleación de base de FeSi puede ser una aleación con alto contenido de silicio que contiene del 60 al 80 % de silicio o una aleación con bajo contenido de silicio que contiene del 45 al 60 % de silicio. El silicio está presente normalmente en aleaciones de hierro colado, y es un elemento estabilizante de grafito en el hierro colado, que fuerza el carbono fuera de la disolución y promueve la formación de grafito. La aleación de base de FeSi debe tener un tamaño de partícula que se encuentre dentro del intervalo convencional para los inoculantes, por ejemplo, entre de 0,2 a 6 mm. Debe indicarse que los tamaños de partícula más pequeños, tales como finos, de la aleación de FeSi también pueden aplicarse en la presente invención, para fabricar el inoculante. Cuando se usan partículas muy pequeñas de la aleación de base de FeSi, el inoculante puede estar en forma de aglomerados (por ejemplo, gránulos) o briquetas. Para preparar aglomerados y/o briquetas del presente inoculante, las partículas de Bi²S³, y cualquier Bi²O³y/o Sb²O³particulado adicional, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴, o una mezcla de los mismos, se mezclan con la aleación de ferrosilicio particulado mediante mezcla o combinación mecánica, en presencia de un aglutinante, seguido de aglomeración de la mezcla en polvo según los métodos conocidos. El aglutinante puede ser, por ejemplo, una disolución de silicato de sodio. Los aglomerados pueden ser gránulos con tamaños de producto adecuados, o pueden triturarse y tamizarse hasta el tamaño de producto final requerido.

Una variedad de inclusiones diferentes (sulfuros, óxidos, nitruros y silicatos) pueden formarse en estado líquido. Los sulfuros y óxidos de los elementos del grupo IIA (Mg, Ca, Sr y Ba) tienen fases cristalinas muy similares y altos puntos de fusión. Se sabe que los elementos del grupo IIA forman óxidos estables en hierro líquido; por lo tanto, inoculantes, y nodularizadores, en base a estos elementos se sabe que son desoxidantes eficaces. El calcio es el oligoelemento más común en inoculantes de ferrosilicio. Según la invención, la aleación a base de FeSi particulado comprende entre aproximadamente desde un 0,02 % hasta un aproximadamente el 8 % en peso de calcio. En algunas aplicaciones, desea tenerse un bajo contenido de Ca en la aleación de base de FeSi, por ejemplo, desde un 0,02 hasta un 0,5 % en peso. En comparación con aleaciones de ferrosilicio inoculantes convencionales que contienen bismuto aleado, donde el calcio se considera como un elemento necesario para mejorar el rendimiento de bismuto (y antimonio), no es necesario el calcio para fines de solubilidad en los inoculantes según la presente invención. En otras aplicaciones, el contenido de Ca podría ser alto, por ejemplo, desde un 0,5 hasta un 8 % en peso. Un alto nivel de Ca puede aumentar la formación de escoria, que normalmente no se desea. Una pluralidad de inoculantes comprende aproximadamente de un 0,5 a un 3 % en peso de Ca en la aleación de FeSi.

La aleación de base de FeSi debe comprender hasta aproximadamente un 5 % en peso de estroncio. Una cantidad de Sr de un 0,2-3% en peso es normalmente adecuada.

El bario puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente un 12 % en peso en la aleación inoculante de FeSi. Se sabe que Ba proporciona una mejor resistencia al debilitamiento del efecto de inoculación durante un tiempo de retención prolongado del hierro fundido después de la inoculación, y proporciona mejores eficiencias en un intervalo de temperatura más amplio. Muchos inoculantes de aleación de FeSi comprenden aproximadamente un 0,1 5 % en peso de Ba. Si se usa bario junto con calcio, los dos pueden actuar juntos para dar una mayor reducción en el temple que una cantidad equivalente de calcio.

El magnesio puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente un 5 % en peso en la aleación inoculante de FeSi. Sin embargo, como se añade Mg normalmente en el tratamiento de formación de nódulos para la producción de hierro dúctil, la cantidad de Mg en el inoculante puede ser baja, por ejemplo, hasta aproximadamente un 0,1 % en peso. En comparación con las aleaciones de ferrosilicio inoculantes convencionales que contienen bismuto aleado, donde el magnesio se considera como un elemento necesario para estabilizar las fases que contienen bismuto, no es necesario el magnesio para fines de estabilización en los inoculantes según la presente invención.

La aleación de base de FeSi puede comprender hasta un 15 % en peso de metales de tierras raras (RE). Las RE incluyen al menos Ce, La, Y y/o mischmetal. El mischmetal es una aleación de elementos de tierras raras, que normalmente comprende aproximadamente un 50 % de Ce y un 25 % de La, con pequeñas cantidades de Nd y Pr. Se usan con frecuencia adiciones de RE para restaurar el recuento de nódulos de grafito y la nodularidad en elementos subversivos que contienen hierro dúctil, tales como Sb, Pb, Bi, Ti, etc. En algunos inoculantes, la cantidad de RE es de hasta un 10 % en peso. Las RE excesivas pueden en algunos casos conducir a formaciones de grafito gruesas. Por lo tanto, en algunas aplicaciones, la cantidad de RE debe ser menor, por ejemplo, entre un 0,1-3 % en peso. Preferiblemente, el RE es Ce y/o La.

Se ha informado de que el aluminio tiene un fuerte efecto como reductor de temple. A menudo se combina Al con Ca en inoculantes de aleación de FeSi para la producción de hierro dúctil. En la presente invención, el contenido de Al debe ser de hasta aproximadamente un 5 % en peso, por ejemplo, desde un 0,1-5 %.

Zirconio, manganeso y/o titanio también están presentes a menudo en inoculantes. De manera similar a los elementos mencionados anteriormente, el Zr, el Mn y el Ti desempeñan un papel importante en el proceso de nucleación del grafito, que se supone que se forma como resultado de eventos de nucleación heterogéneos durante la solidificación. La cantidad de Zr en la aleación de base de FeSi puede ser de hasta aproximadamente un 10 % en peso, por ejemplo, hasta un 6 % en peso. La cantidad de Mn en la aleación de base de FeSi puede ser de hasta aproximadamente un 10 % en peso, por ejemplo, hasta un 6 % en peso. La cantidad de Ti en la aleación de base de FeSi también puede ser de hasta aproximadamente un 10 % en peso, por ejemplo, hasta un 6 % en peso.

Se sabe que el bismuto y el antimonio tienen una alta potencia de inoculación y proporcionan un aumento en el número de núcleos. Sin embargo, la presencia de pequeñas cantidades de elementos como Bi y/o Sb en la masa fundida (también denominados elementos subversivos) podría reducir la nodularidad. Este efecto negativo puede neutralizarse usando Ce u otro metal de RE. Según la presente invención, la cantidad de Bi2S3 particulado debe ser desde un 0,1 hasta un 15 % en peso basándose en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Bi2S3 es de un 0,2-10 % en peso. También se observa un alto recuento de nódulos cuando el inoculante contiene de un 0,5 a un 8 % en peso, basándose en el peso total de inoculante, de Bi2S3 particulado.

La introducción de Bi2S3 (y opcionalmente Bi2O3) junto con el inoculante de aleación a base de FeSi es añadiendo un reactivo a un sistema ya existente con inclusiones de Mg que flotan en la masa fundida y Mg “libre”. La adición de inoculante no es una reacción violenta y se espera que el rendimiento de Bi (Bi/Bi2S3 (y Bi2O3) restante en la masa fundida) sea alto. Las partículas de Bi2S3 deben tener un tamaño de partícula pequeño, es decir, tamaño de micrómetros (por ejemplo, 1-10 |im), dando como resultado una fusión o disolución muy rápida de las partículas de Bi2S3 cuando se introducen en la masa fundida de hierro colado. Ventajosamente, las partículas de Bi2S3 se mezclan con la aleación de base de FeSi particulado, y si está presente, el Bi2O3, Sb2O3, Sb2S3 particulado, uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4, o una mezcla de los mismos, antes de añadir el inoculante a la masa fundida de hierro colado.

La cantidad de Bi2O3 particulado, si está presente, debe ser desde un 0,1 hasta un 15 % en peso basado en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Bi2O3 puede ser de un 0,1-10 % en peso. La cantidad de Bi2O3 también puede ser desde aproximadamente un 0,5 hasta aproximadamente un 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. El tamaño de partícula de Bi2O3 debe ser similar a las partículas de Bi2S3, es decir, tamaño de micrómetros, por ejemplo, 1-10 |im.

La adición de Bi en forma de partículas de Bi2S3 y Bi2O3, si está presente, en lugar de alear Bi con la aleación de FeSi tiene varias ventajas. El Bi tiene poca solubilidad en aleaciones de ferrosilicio, por lo tanto, el rendimiento de metal de Bi añadido al ferrosilicio fundido es bajo y, por lo tanto, aumenta el coste de un inoculante de aleación de FeSi que contiene Bi. Además, debido a la alta densidad de Bi elemental, puede ser difícil obtener una aleación homogénea durante la colada y la solidificación. Otra dificultad es la naturaleza volátil del metal de Bi debido a la baja temperatura de fusión en comparación con los otros elementos en el inoculante basado en FeSi. Añadir Bi como sulfuro y óxido, si está presente, junto con la aleación de base de FeSi proporciona un inoculante que es fácil de producir con probablemente menores costes de producción en comparación con el proceso de formación de aleación tradicional, en el que la cantidad de Bi es fácilmente controlada y reproducible. Además, a medida que se añade Bi como sulfuro, y óxido si está presente, en lugar de alearse en la aleación de FeSi, es fácil variar la composición del inoculante, por ejemplo, para series de producción más pequeñas. Además, aunque se sabe que Bi tiene una alta potencia de inoculación, tanto el oxígeno como el azufre también son importantes para el rendimiento del presente inoculante, proporcionando por lo tanto, otra ventaja de añadir Bi como un sulfuro y un óxido.

La cantidad de Sb2O3 particulado, si está presente, debe ser desde un 0,1 hasta un 15% en peso basado en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Sb2O3 puede ser de un 0,1-8 % en peso. La cantidad de Sb2O3 también puede ser desde aproximadamente un 0,5 hasta aproximadamente un 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. La cantidad de Sb2S3 particulado, si está presente, debe ser desde un 0,1 hasta un 15 % en peso basado en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Sb2S3 puede ser de un 0,1-8% en peso. La cantidad de Sb2S3 también puede ser desde aproximadamente un 0,5 hasta aproximadamente un 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante.

Las partículas de Sb2O3 y las partículas de Sb2S3 deben tener un tamaño de partícula pequeño, es decir, tamaño de micrómetros, por ejemplo, 10-150 |im, dando como resultado una fusión y/o disolución muy rápida de las partículas de Sb2O3 y/o Sb2S3 cuando se introducen en la masa fundida de hierro colado.

Añadir Sb en forma de partículas de Sb2O3 y/o Sb2S3, en lugar de alear Sb con la aleación de FeSi, proporciona varias ventajas. Aunque el Sb es un potente inoculante, el oxígeno y el azufre también son importantes para el rendimiento del inoculante. Otra ventaja es la buena reproducibilidad, y flexibilidad, de la composición de inoculante ya que la cantidad y la homogeneidad de Sb2O3 y/o Sb2S3 particulados en el inoculante se controlan fácilmente. La importancia de controlar la cantidad de inoculantes y tener una composición homogénea del inoculante es evidente dado el hecho de que el antimonio se añade normalmente a un nivel de ppm. La adición de un inoculante no homogéneo puede dar como resultado cantidades incorrectas de elementos de inoculación en el hierro colado. Otra ventaja más es la producción más rentable del inoculante en comparación con los métodos que implican la aleación de antimonio en una aleación de base de FeSi.

La cantidad total de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, debe ser desde un 0,1 hasta un 5 % en peso basado en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO, o una mezcla de los mismos puede ser de un 0,5-3 % en peso. La cantidad de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO, o una mezcla de los mismos también puede ser desde aproximadamente un 0,8 hasta aproximadamente un 2,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. Productos de óxido de hierro comerciales para aplicaciones industriales, tal como en el campo de la metalurgia, pueden tener una composición que comprende diferentes tipos de compuestos y fases de óxido de hierro. Los principales tipos de óxido de hierro son Fe3Ü4, Fe2Ü3 y/o FeO (que incluyen otras fases de óxido mixto de Fe" y Fem; (óxidos de hierro (II, III), todos de los cuales pueden usarse en el inoculante según la presente invención. Los productos de óxido de hierro comerciales para aplicaciones industriales pueden comprender cantidades menores (insignificantes) de otros óxidos metálicos como impurezas.

La cantidad total de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, debe ser desde un 0,1 hasta un 5 % en peso basado en la cantidad total del inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4, o una mezcla de los mismos puede ser de un 0,5-3 % en peso. La cantidad de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4, o una mezcla de los mismos también puede ser desde aproximadamente un 0,8 hasta aproximadamente un 2,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. Productos de sulfuro de hierro comerciales para aplicaciones industriales, tales como en el campo de la metalurgia, pueden tener una composición que comprenda diferentes tipos de compuestos y fases de sulfuro de hierro. Los principales tipos de sulfuros de hierro son FeS, FeS2 y/o Fe3S4 (sulfuro de hierro (II, III)); FeS-Fe2S3), que incluyen fases no estequiométricas de FeS; Fe-i+xS (x > 0 a 0,1) y Fe-i.yS (y > 0 a 0,2), todo lo cual puede usarse en el inoculante según la presente invención. Un producto de sulfuro de hierro comercial para aplicaciones industriales puede comprender cantidades menores (insignificantes) de otros sulfuros metálicos como impurezas.

Uno de los propósitos de añadir uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4, o una mezcla de los mismos en la masa fundida de hierro colado es añadir deliberadamente oxígeno y azufre a la masa fundida, lo que puede contribuir a aumentar el recuento de nódulos.

Debe entenderse que la cantidad total de las partículas de Bi2S3, y cualquiera de dicho óxido de Bi particulado, óxido/sulfuro de Sb y/u óxido/sulfuro de Fe, si está presente, debe ser de hasta aproximadamente un 20 % en peso, basado en el peso total del inoculante. También debe entenderse que la composición de la aleación de base de FeSi puede variar dentro de los intervalos definidos, y el experto en la técnica sabrá que las cantidades de los elementos de formación de aleación suman el 100 %. Existe una pluralidad de aleaciones de inoculante convencionales basadas en FeSi, y el experto en la técnica sabría cómo variar la composición de base de FeSi basándose en estas. La tasa de adición del inoculante según la presente invención a una masa fundida de hierro colado es normalmente desde aproximadamente un 0,1 hasta un 0,8 % en peso. El experto en la técnica ajustaría la tasa de adición dependiendo de los niveles de los elementos, por ejemplo, un inoculante con alto Bi y/o Sb necesitará normalmente una tasa de adición más baja.

El presente inoculante se produce proporcionando una aleación de base de FeSi particulado que tiene la composición como se define en el presente documento, y añadiendo a dicha base particulada el Bi2S3 particulado, y cualquiera de Bi2O3 particulado, y/o Sb2O3 particulado, y/o Sb2S3 particulado y/o uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, para producir el presente inoculante. Las partículas de Bi2S3, y cualquiera de dicho óxido de Bi particulado, óxido/sulfuro de Sb y/u óxido/sulfuro de Fe, si está presente, puede mezclarse mecánica/físicamente con las partículas de aleación de base de FeSi. Puede usarse cualquier mezclador adecuado para mezclar/combinar materiales particulados y/o en polvo. La mezcla puede realizarse en presencia de un aglutinante adecuado, sin embargo, debe observarse que no se requiere la presencia de un aglutinante. Las partículas de Bi2S3, y cualquiera de dicho óxido de Bi particulado, óxido/sulfuro de Sb y/u óxido/sulfuro de Fe, si está presente, también pueden combinarse con las partículas de aleación de base de FeSi, proporcionando un inoculante mezclado homogéneamente. La combinación de las partículas de Bi2S3, y dichos polvos de sulfuro/óxido adicionales, con las partículas de aleación de base de FeSi, pueden formar un recubrimiento estable sobre las partículas de aleación de base de FeSi. Sin embargo, debe observarse que mezclar y/o combinar las partículas de Bi2S3, y cualquier otro de dichos óxidos/sulfuros particulados, con la aleación de base de FeSi particulado no es obligatorio para lograr el efecto de inoculación. La aleación de base de FeSi particulado y partículas de Bi2S3, y cualquiera de dichos óxidos/sulfuros particulados, pueden añadirse por separado pero simultáneamente al hierro colado líquido. El inoculante también puede añadirse como un inoculante en molde o simultáneamente a la colada. Las partículas inoculantes de aleación de FeSi, partículas de Bi2S3, y cualquiera de dicho óxido de Bi particulado, óxido/sulfuro de Sb y/u óxido/sulfuro de Fe, si está presente, también pueden formarse para aglomerados o briquetas según métodos conocidos generalmente.

Los siguientes ejemplos muestran que la adición de partículas de Bi2S3 junto con partículas de aleación de base de FeSi da como resultado una densidad de número de nódulos aumentada cuando se añade el inoculante al hierro colado, en comparación con un inoculante según la técnica anterior en el documento WO 99/29911. Un recuento de nódulos más alto permite reducir la cantidad de inoculante necesaria para lograr el efecto de inoculación deseado.

Ejemplos

Todas las muestras de prueba se analizaron con respecto a la microestructura para determinar la densidad de nódulos. La microestructura se examinó en una barra de tracción de cada ensayo según la norma ASTM E2567-2016. El límite de partícula se estableció en >10 |im. Las muestras de tracción se colaron a 028 mm en moldes estándar según la norma ISO1083 -2004, y se cortaron y prepararon según la práctica estándar para el análisis de microestructura antes de evaluar mediante el uso de software de análisis de imágenes automático. La densidad de nódulos (también denominada densidad de número de nódulos) es el número de nódulos (también denominado recuento de nódulos) por mm2, abreviado N/mm2,

El óxido de hierro usado en los siguientes ejemplos fue una magnetita comercial (Fe³O⁴) con la especificación (suministrada por el productor); Fe³O⁴> 97,0 %; SiO²< 1,0 %. El producto de magnetita comercial probablemente incluía otras formas de óxido de hierro, tales como Fe²O³y FeO. La impureza principal en la magnetita comercial fue SiO², como se indicó anteriormente.

El sulfuro de hierro usado en los siguientes ejemplos fue un producto comercial de FeS. Un análisis del producto comercial indicó la presencia de otros compuestos/fases de sulfuro de hierro además de FeS, e impurezas normales en cantidades insignificantes.

Ejemplo 1

Se fundieron dos masas fundidas de hierro colado, cada una de 220 kg, y se trataron con 1,05 % en peso de aleación de nodularización de MgFeSi basada en el peso de los hierros colados en una cuchara de tratamiento de cubierta de artesa. (La composición de la aleación de nodularización de MgFeSi fue un 46,2 % de Si, un 5,85 % de Mg, un 1,02% de Ca, un 0,92 % de RE, un 0,74 % de Al, el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, donde RE (metales de tierras raras) contiene aproximadamente un 65 % de Ce y un 35 % de La). Se usó un 0,9 % en peso de virutas de acero como cubierta. Las tasas de adición para todos los inoculantes fueron de un 0,2 % en peso añadido a cada cuchara de vertido. La temperatura de tratamiento de MgFeSi fue de 1500°C y las temperaturas de vertido fueron de 1396 - 1330°C para la masa fundida E y de 1392 - 1337°C para la masa fundida F. (Temperaturas medidas en la cuchara de tratamiento antes de verter la primera cuchara de vertido y después de verter la última cuchara de vertido). El tiempo de retención desde el llenado de las cucharas de vertido hasta el vertido fue de 1 minuto para todos los ensayos.

En algunas de las pruebas, el inoculante tenía una composición de aleación de base de FeSi de un 74,2 % en peso de Si, un 0,97 % en peso de Al, un 0,78 % en peso de Ca, un 1,55 % en peso de Ce, siendo el resto hierro e impurezas accidentales en la cantidad habitual, denominado en el presente documento como inoculante A. Las masas fundidas E y F de hierro colado tratadas con Mg se inocularon con un inoculante según la presente invención donde se añadieron sulfuro de bismuto (Bi²S³) al inoculante A, y se mezclaron mecánicamente para obtener una mezcla homogénea. Diferentes cantidades de Bi²S³particulado y uno o más de óxido de bismuto (Bi²O³) en forma particulada, sulfuro de hierro (FeS) en forma particulada y/u óxido de hierro (Fe³O⁴) en forma particulada se añadieron al inoculante A, y se mezclaron mecánicamente para obtener mezclas homogéneas de los diferentes componentes inoculantes, según la presente invención.

La masa fundida F también se trató con un inoculante de RE inferior que tenía una composición de aleación de base de FeSi de un 70,1 % en peso de Si, un 0,96 % en peso de Al, un 1,45 % en peso de Ca, un 0,34 % en peso de Ce y un 0,22 % de La, siendo el resto hierro e impurezas accidentales en la cantidad habitual (denominada en el presente documento inoculante B), donde se añadieron sulfuro de bismuto particulado (Bi²S³) al inoculante B, y se mezclaron mecánicamente para obtener una mezcla homogénea. La masa fundida F también se trató con un inoculante según la presente invención, que se preparó mezclando inoculante B particulado con Bi²S³particulado y Bi²O³particulado, véase la tabla 1.

Para fines de comparación, las mismas masas fundidas de hierro colado, masa fundida E y F, se inocularon con inoculante A al que se le añadieron solo óxido de hierro y sulfuros de hierro según la técnica anterior en el documento WO 99/29911.

La composición química para todos los tratamientos estuvo dentro de un 3,5-3,7 % de C, un 2,3-2,5 % de Si, un 0,29 0,31 % de Mn, un 0,009-0,011 % de S, un 0,04-0,05 % de Mg.

Las cantidades añadidas de Bi²S³particulado, y uno o más de Bi²O³particulado, FeS particulado y/o Fe³O⁴particulado a la aleación de base de FeSi (inoculante A o inoculante B) se muestran en la tabla 1, junto con los inoculantes según la técnica anterior. Las cantidades de Bi²S³, Bi²O³, FeS y Fe³O⁴son el porcentaje de compuestos, basándose en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 1. Composiciones de inoculante.

La figura 1 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida E. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que los inoculantes que contienen Bi²S³tienen una densidad de nódulos más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

La figura 2 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida F. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que inoculantes que contienen Bi²S³, y Bi²S³+ Bi²O³, tienen una densidad de nódulos más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior. El rendimiento de los inoculantes fue alto para los inoculantes de base tanto inoculante A como inoculante B, por lo tanto, el inoculante de RE más bajo, inoculante B, no cambió significativamente la microestructura en comparación con el inoculante de aleación de base de RE más alto; inoculante A.

Ejemplo 2

Se fundieron dos masas fundidas de hierro colado, masa fundida H e I, cada una de 275 kg y se trataron mediante un 1,05 % en peso de aleación nodularizadora de MgFeSi dividida en un 50 % de una aleación de MgFeSi que tiene una composición de un 46,6 % de Si, un 5,82 % de Mg, un 1,09 % de Ca, un 0,53 % de RE, un 0,6 % de Al, el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, y un 50 % de una aleación de MgFeSi que tiene una composición de un 46,3 % de Si, un 6,03 % de Mg, un 0,45 % de Ca, un 0,0 % de RE, un 0,59 % de Al, el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, en una cuchara de cubierta de artesa. Se usó un 0,7 % en peso de virutas de acero como cubierta. La tasa de adición para todos los inoculantes fue de un 0,2 % en peso añadido a cada cuchara de vertido. La temperatura de tratamiento de MgFeSi fue de 1500°C y las temperaturas de vertido fueron de 1375 -1357°C para la masa fundida H y de 1366 - 1323°C para la masa fundida I. El tiempo de retención desde el llenado de las cucharas de vertido hasta el vertido fue de 1 minuto para todos los ensayos.

En las pruebas tanto de la masa fundida H como de la masa fundida I, el inoculante tenía una composición de aleación de base de FeSi igual que el inoculante A, como se describe en el ejemplo 1, Las partículas de aleación de base de FeSi (inoculante A) se recubrieron mediante Bi²S³particulado (masa fundida H), y mediante Bi²S³particulado y Sb²O³particulado (masa fundida I) mezclándose mecánicamente para obtener una mezcla homogénea. La composición química para todos los tratamientos estuvo dentro de un 3,5-3,7 % de C, un 2,3-2,5 % de Si, un 0,29-0,31 % de Mn, un 0,009-0,011 % de S, un 0,04-0,05 % de Mg.

Las cantidades añadidas de Bi²S³particulado, y Sb²O³particulado, a la aleación de base de FeSi (inoculante A) se muestran en la tabla 2, junto con los inoculantes según la técnica anterior. Las cantidades de Bi²¿³, Sb²O³, FeS y Fe³O⁴son el porcentaje de compuestos, basado en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 2. Composiciones de inoculante.

La figura 3 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida H. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que los inoculantes que contienen Bi²S³tienen una densidad de nódulos mucho más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior. El ensayo con cantidades variables de sulfuro de Bi muestra una densidad de nódulos significativamente aumentada en todo el intervalo de diferentes cantidades de Bi²S³particulado recubiertas sobre el inoculante A.

La figura 4 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida I. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que el inoculante que contiene BÍ²S³+ Sb²O³tiene una densidad de nódulos más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

Ejemplo 3

Se produjo una masa fundida de 275 kg y se trató mediante un 1,0 % de aleación de nodularización de MgFeSi libre de RE o la composición, en % en peso; Si: 47, Mg: 6,12, Ca: 1,86, RE: 0,0, Al: 0,54, el resto Fe e impurezas accidentales. Se usó un 0,7 % en peso de virutas de acero como cubierta.

Los inoculantes recubiertos con Bi²S³se basaron en el inoculante C con composición (en % en peso); Si: 77,3, Al: 1,07, Ca: 0,92, La: 2,2, el resto Fe e impurezas accidentales. El inoculante A tenía la misma composición que en el ejemplo 1.

Los inoculantes se prepararon añadiendo Bi²S³, Fe³O⁴y FeS particulado a las aleaciones de base en la cantidad mostrada en la tabla 3 a continuación, y se mezclaron mecánicamente para obtener una mezcla homogénea. La tasa de adición para los inoculantes fue de un 0,2 % añadido a cada cuchara de vertido. La temperatura de tratamiento con MgFeSi fue de 1500°C y las temperaturas de vertido fueron entre 1388 y 1370°C. El tiempo de retención desde el llenado de la cuchara de vertido hasta el vertido fue de 1 minuto.

La composición química para los tratamientos estaba dentro de un 3,5-3,7 % de C, un 2,4-2,5 % de Si, un 0,29-0,30 % de Mn, un 0,007-0,011 % de S, un 0,040-0,043 % de Mg.

Las cantidades añadidas de Bi²S³particulado a la aleación de base de FeSi (inoculante C) se muestran en la tabla 3, junto con los inoculantes según la técnica anterior. Las cantidades de Bi²S³, FeS y Fe³O⁴son el porcentaje de compuestos, basado en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 3. Composición de inoculante

La densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida Y se muestran en la figura 5. El análisis de la microestructura mostró que el inoculante según la presente invención (Inoc C+Bi2S3) tenía una densidad de nódulos significativamente más alta, en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

Ejemplo 4

Se fundieron dos masas fundidas de hierro colado, masa fundida X e Y, cada una de 275 kg y se trataron mediante un 1,20-1,25% en peso de nodularizador de MgFeSi en una cuchara de cubierta de artesa. La aleación de nodularización de MgFeSi tenía la siguiente composición en peso: un 4,33 % en peso de Mg, un 0,69 % en peso de Ca, un 0,44 % en peso de RE, un 0,44 % en peso de Al, un 46, % en peso de Si, siendo el resto hierro e impurezas accidentales en la cantidad habitual. Se usó un 0,7 % en peso de virutas de acero como cubierta. La tasa de adición para todos los inoculantes fue de un 0,2 % en peso añadido a cada cuchara de vertido. La temperatura de tratamiento de nodularizador fue de 1500°C y las temperaturas de vertido fueron de 1398 - 1379°C para la masa fundida X y de 1389 - 1386°C para la masa fundida Y. El tiempo de retención desde el llenado de las cucharas de vertido hasta el vertido fue de 1 minuto para todos los ensayos.

En la prueba de masa fundida X, el inoculante tenía una composición de aleación de base de FeSi de un 68,2 % en peso de Si; un 0,95 % en peso de Ca; un 0,94 % en peso de Ba; un 0,93 % en peso de Al (en el presente documento denominado inoculante D). Las partículas de aleación de base de FeSi (inoculante D) se recubrieron con Bi2S3 particulado. En las pruebas de masa fundida Y, el inoculante tenía una composición de aleación de base de FeSi igual que el inoculante A, como se describe en el ejemplo 1. Las partículas de aleación de base de FeSi (inoculante A) se recubrieron con Bi2S3 particulado y Sb2S3 particulado mezclándose mecánicamente para obtener una mezcla homogénea.

La composición química para todos los tratamientos estaba dentro de un 3,55-3,61 % de C, un 2,3-2,5 % de Si, un 0,29-0,31 % de Mn, un 0,009-0,012 de S, un 0,04-0,0,05 % de Mg.

Las cantidades añadidas de Bi2S3 particulado, y Sb2S3 particulado, al inoculante A de aleación de base de FeSi y de Bi2S3 particulado al inoculante D de aleación de base de FeSi se muestran en la tabla 4, junto con los inoculantes según la técnica anterior. Las cantidades de Bi2S3, Sb2S3, FeS y Fe3O4 se basan en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 4. Composiciones de inoculante.

La figura 6 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida X. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que los inoculantes que contienen Bi²S³tienen una densidad de nódulos mucho más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

La figura 7 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación en la masa fundida Y. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que el inoculante que contiene Bi²S³+ Sb²S³tiene una densidad de nódulos más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

Ejemplo 5

Se produjo una masa fundida de 275 kg y se trató mediante un 1,20-1,25 % en peso de nodularizador de MgFeSi en una cuchara de cubierta de artesa. La aleación de nodularización de MgFeSi tenía la siguiente composición en peso: un 4,33 % en peso de Mg, un 0,69 % en peso de Ca, un 0,44 % en peso de RE, un 0,44 % en peso de Al, un 46 % en peso de Si, siendo el resto hierro e impurezas accidentales en la cantidad habitual. Se usó un 0,7 % en peso de virutas de acero como cubierta. La tasa de adición para todos los inoculantes fue de un 0,2 % en peso añadido a cada cuchara de vertido. La temperatura de tratamiento de nodularizador fue de 1500°C y las temperaturas de vertido fueron de 1373 - 1368°C. El tiempo de retención desde el llenado de las cucharas de vertido hasta el vertido fue de 1 minuto para todos los ensayos. Las muestras de tracción se colaron a 028 mm en moldes estándar y se cortaron y prepararon según la práctica estándar antes de la evaluación mediante el uso de software de análisis de imágenes automático.

El inoculante tenía una composición de aleación de base de FeSi de un 74,2 % en peso de Si, un 0,97 % en peso de Al, un 0,78 % en peso de Ca, un 1,55 % en peso de Ce, siendo el resto hierro e impurezas accidentales en la cantidad habitual, denominado en el presente documento como inoculante A. Se añadió una mezcla de óxido de bismuto, sulfuro de bismuto, óxido de antimonio y sulfuro de antimonio particulados de la composición indicada en la tabla 5 a las partículas de aleación de base de FeSi (inoculante A) y mezclándose mecánicamente, se obtuvo una mezcla homogénea.

El hierro final tenía una composición química de un 3,74 % en peso de C, un 2,37 % en peso de Si, un 0,20 % en peso de Mn, un 0,011 % en peso de S, un 0,037 % en peso de Mg. Todos los análisis estuvieron dentro de los límites establecidos antes del ensayo.

Las cantidades añadidas de Bi²S³particulado, Bi²O³particulado, Sb²O³particulado y Sb²S³particulado, al inoculante A de aleación de base de FeSi se muestran en la tabla 5, junto con el inoculante según la técnica anterior. Las cantidades de Bi²S³, Bi²O³, Sb²S³, Sb²O³, FeS y Fe³O⁴se basan en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 5. Composiciones de inoculante.

La figura 8 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados a partir de los ensayos de inoculación según la tabla 5. Los resultados muestran una tendencia muy significativa de que los inoculantes según la presente invención; aleación de base de FeSi que contiene Bi²S³, Bi²O³, Sb²S³y Sb²O³particulado, tienen una densidad de nódulos mucho más alta en comparación con el inoculante de la técnica anterior. El análisis térmico (no mostrado en el presente documento) mostró una clara tendencia de que la TE menor (TElow) es significativamente mayor en muestras inoculadas con Bi²S³, Bi²O³,Sb²S³, Sb²O³que contienen inoculantes de aleación de base de FeSi en comparación con el inoculante de la técnica anterior.

Habiendo descrito diferentes realizaciones de la invención, será evidente para los expertos en la técnica que pueden usarse otras realizaciones que incorporen los conceptos. Estos y otros ejemplos de la invención ilustrados anteriormente y en los dibujos adjuntos están destinados solo a modo de ejemplo y el alcance real de la invención va a determinarse a partir de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un inoculante para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, dicho inoculante comprende una aleación de ferrosilicio particulado que consiste en

entre un 40 y un 80 % en peso de Si;

0,02-8 % en peso de Ca;

0-5 % en peso de Sr;

0-12 % en peso de Ba;

0-15 % en peso de metal de tierras raras;

0-5 % en peso de Mg;

0,05-5 % en peso de Al;

0-10 % en peso de Mn;

0-10 % en peso de Ti;

0-10 % en peso de Zr;

siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual,

en el que dicho inoculante contiene adicionalmente, en peso, basándose en el peso total de inoculante: de 0,1 a 15 % de Bi²S³particulado, y

opcionalmente entre un 0,1 y un 15 % de Bi²O³particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb²O³particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb²S³particulado, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos.
2. Inoculante según la reivindicación 1, en el que la aleación de ferrosilicio comprende entre un 45 y un 60 % en peso de Si.
3. Inoculante según la reivindicación 1, en el que la aleación de ferrosilicio comprende entre un 60 y un 80 % en peso de Si.
4. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los metales de tierras raras incluyen Ce, La, Y y/o mischmetal.
5. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante comprende entre un 0,5 y un 10 % en peso de Bi²S³particulado.
6. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante comprende entre un 0,1 y un 10 % de Bi²O³particulado.
7. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante comprende entre un 0,1 y un 8 % de Sb²O³particulado.
8. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante comprende entre un 0,1 y un 8 % de Sb²S³particulado.
9. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante comprende entre un 0,5 y un 3 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o entre un 0,5 y un 3 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos.
10. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad total del Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos es de hasta el 20 % en peso, basándose en el peso total del inoculante.
11. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante está en forma de una combinación o una mezcla física de la aleación de ferrosilicio particulado y el BÍ²S³particulado, y el BÍ²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos.
12. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, está/están presentes como compuestos de recubrimiento sobre la aleación basada en ferrosilicio particulado.
13. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante está en forma de aglomerados hechos de una mezcla de la aleación de ferrosilicio particulado y el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos.
14. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inoculante está en forma de briquetas hechas de una mezcla de la aleación de ferrosilicio particulado y el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos.
15. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado pero simultáneamente a hierro colado líquido.
16. Un método para producir un inoculante según las reivindicaciones 1-15, el método comprende:

proporcionar una aleación de base particulada que comprende

entre un 40 y un 80 % en peso de Si,

0,02-8 % en peso de Ca;

0-5 % en peso de Sr;

0-12 % en peso de Ba;

0-15 % en peso de metal de tierras raras;

0-5 % en peso de Mg;

0,05-5 % en peso de Al;

0-10 % en peso de Mn;

0-10 % en peso de Ti;

0-10 % en peso de Zr;

siendo el resto Fe e impurezas accidentales en la cantidad habitual, y

añadir a dicha base particulada, en peso, basándose en el peso total de inoculante:

de 0,1 a 15 % de Bi²S³particulado,

y opcionalmente entre un 0,1 y un 15 % de Bi²O³particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb²O³particulado, y/o entre un 0,1 y un 15 % de Sb²S³particulado, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos, y/o entre un 0,1 y un 5 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, para producir dicho inoculante.
17. Un método según la reivindicación 16, en el que el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³ particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, se mezclan o combinan con la aleación de base particulada.
18. Un método según la reivindicación 17, en el que el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, si está presente, se mezclan antes de mezclarse con la aleación de base particulada.
19. Uso del inoculante según las reivindicaciones 1-15 en la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, añadiendo el inoculante a la masa fundida de hierro colado antes de la colada, o como un inoculante en molde.
20. Uso según la reivindicación 19, en el que la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden como una mezcla mecánica o una combinación a la masa fundida de hierro colado.
21. Uso según la reivindicación 19, en el que la aleación basada en ferrosilicio particulado y el Bi²S³particulado, y el Bi²O³particulado opcional, y/o Sb²O³particulado, y/o Sb²S³particulado, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO particulado, o una mezcla de los mismos y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴particulado, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado pero simultáneamente a la masa fundida de hierro colado.