ES2911632T3

ES2911632T3 - Inoculante de hierro colado y método de producción de inoculante de hierro colado

Info

Publication number: ES2911632T3
Application number: ES18845380T
Authority: ES
Inventors: Emmanuelle Ott
Original assignee: Elkem ASA; Elkem Materials AS
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: BR112020012707A2; DK3732308T3; KR20200100155A; HRP20220620T1; CA3083776C; MX2020006780A; AU2018398232A1; RS63198B1; HUE058707T2; TWI690603B; SI3732308T1; US11708618B2; PL3732308T3; AU2018398232B2; RU2020124952A; CA3083776A1; LT3732308T; JP2021516285A; ZA202003583B; UA126351C2

Abstract

Un inoculante para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, dicho inoculante comprende una aleación de ferrosilicio en partículas que consiste en entre el 40 y el 80 % en peso de Si, 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-10 % en peso de metal de las 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; en donde dicho inoculante contiene además, en peso, basado en el peso total de inoculante: del 0,1 al 15 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de desde el 0,1 hasta el 15 % de Bi2O3 en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Bi2S3 en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Sb2O3 en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Sb2S3 en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 5 % de uno o más de Fe3O4, Fe2O3, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde el 0,1 hasta el 5 % de uno o más de FeS, FeS2, Fe3S4 en partículas, o una mezcla de los mismos, siendo el resto hierro e impurezas inherentes en la cantidad habitual.

Description

DESCRIPCIÓN

Inoculante de hierro colado y método de 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 aun método de producción del inoculante.

Técnica anterior:

El hierro colado se produce normalmente en hornos de cúpula o de inducción y, en general, contiene entre 2 y 4 por ciento de carbono. El carbono se mezcla íntimamente con el hierro y la forma que adopta el carbono en el hierro colado solidificado es muy importante para las características y propiedades de las coladas de hierro. Si el carbono adopta la forma de carburo de hierro, entonces el hierro colado se denomina hierro colado blanco y tiene las características físicas de ser duro y frágil, que no es deseable en la mayoría de las aplicaciones. Si el carbono adopta la forma de grafito, el hierro colado es blando y maquinable.

El grafito puede ocurrir en el hierro colado en las formas laminar, compacta o esferoide. La forma esferoide produce la mayor resistencia y el tipo más dúctil de hierro colado.

La forma que adopta el grafito, así como la cantidad de grafito en comparación con el carburo de hierro, se puede controlar con ciertos aditivos que promueven la formación de grafito durante la solidificación del hierro colado. Estos aditivos se denominan nodulizantes e inoculantes, y su adición al hierro colado como nodulización e inoculación, respectivamente. En la producción de hierro colado, la formación de carburo de hierro, especialmente en secciones delgadas, es frecuentemente un reto. La formación de carburo de hierro se provoca 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 sector "temple". La formación de temple se cuantifica midiendo la "profundidad de temple" y la potencia de un inoculante para prevenir 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 el hierro nodular, la potencia de los inoculantes se mide y compara normalmente usando la densidad del número de nódulos del grafito.

A medida que se desarrolla la industria, hay una necesidad de materiales más fuertes. Esto significa más aleación con elementos promotores del carburo, tales como Cr, Mn, V, Mo, etc., y secciones de colada más delgadas y diseño más ligero de coladas. Por lo tanto, hay una necesidad constante de desarrollar inoculantes que reduzcan la profundidad de temple y mejoren la maquinabilidad de los hierros colados grises, así como que aumenten la densidad del 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 dedica una gran cantidad de investigación en proporcionar a la industria nuevos y mejorados inoculantes.

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

La supresión de la formación de carburo está asociada a las propiedades de nucleación del inoculante. Por propiedades de nucleación se entiende el número de núcleos formados por un inoculante. Un elevado número de núcleos formado produce un aumento en la densidad del número de nódulos del grafito y, por lo tanto, mejora la eficacia de inoculación y mejora la supresión de carburo. Además, una elevada tasa de nucleación también puede dar mejor resistencia a la atenuación del efecto de inoculación durante un prolongado tiempo de mantenimiento del hierro fundido después de la inoculación. La atenuación de la inoculación se puede explicar por la coalescencia y la redisolución de la población de núcleos que hace que se reduzca el número total de sitios de nucleación posibles. La patente de EE. UU. N.° 4.432.793 desvela un inoculante que contiene bismuto, plomo y/o antimonio. El bismuto, el plomo y/o el antimonio son conocidos por tener elevada potencia de inoculación y por proporcionar un aumento en el número de núcleos. Estos elementos también se conocen por ser elementos antiesferoidizantes, y se sabe que la presencia cada vez mayor de estos elementos en el hierro colado causa la degeneración de la estructura del grafito esferoidal del grafito. El inoculante según la patente de EE. UU. N.° 4.432.793 es una aleación de ferrosilicio que contiene desde 0,005 % hasta 3 % de tierras raras y desde 0,005 % hasta 3 % de uno de los elementos metálicos bismuto, plomo y/o antimonio aleados en el ferrosilicio.

Según la patente de EE. UU. N.° 5.733.502, los inoculantes según dicha patente de EE. UU. N.° 4.432.793 siempre contienen algo de calcio que mejora el rendimiento del bismuto, plomo y/o antimonio en el momento en que se produce la aleación y que ayuda a distribuir estos elementos homogéneamente dentro de la aleación, ya que estos elementos presentan escasa solubilidad en las fases de hierro-silicio. Sin embargo, durante el almacenamiento, el producto tiende a desintegrarse y la granulometría tiende hacia un aumento de la cantidad de finos. La reducción de la granulometría se asoció a la desintegración, causada por la humedad atmosférica, de una fase de calcio-bismuto recogida en los límites de grano de los inoculantes. En la patente de EE. UU. 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 de alto silicio; para inoculantes de FeSi de bajo silicio, el producto se desintegró durante el almacenamiento. Por lo tanto, la aleación a base de ferrosilicio para la inoculación según la patente de EE. UU. N.° 5.733.502 contiene (en % en peso) desde 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 donde la relación Si/Fe es mayor que 2.

La solicitud de patente de EE. UU. N.° 2015/0284830 se refiere a una aleación de inoculante para tratar piezas de hierro colado grueso, que contiene entre 0,005 y 3 % en peso de tierras raras y entre 0,2 y 2 % en peso de Sb. Dicho documento de patente US 2015/0284830 descubrió que el antimonio, cuando se aleó con las tierras raras en una aleación a base de ferrosilicio, permitía una inoculación eficaz, y con los esferoides estabilizados, de piezas gruesas sin los inconvenientes de la adición de antimonio puro al hierro colado líquido. Se describe que el inoculante según el documento de patente US 2015/0284830 se usa normalmente en el contexto de una inoculación de un baño de hierro colado, para el preacondicionamiento de dicho hierro colado, así como un tratamiento nodulizador. Un inoculante según el documento de patente 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 TR, 7,9 % de Ba y el resto hierro.

Del documento de patente WO 95/24508 se conoce un inoculante de hierro colado que muestra un aumento de la tasa de nucleación. 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 0,5 y 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 de patente WO 95/24508 era bastante baja. En algunos casos, se forma un alto número de núcleos en el hierro colado, pero en otros casos los números de núcleos formados son bastantes bajos. El inoculante según el documento de patente WO 95/24508 tiene poco uso en la práctica por el motivo anteriormente encontrado.

Del documento de patente WO 99/29911 se conoce que la adición de azufre al inoculante del documento de patente WO 95/24508 tiene un efecto positivo sobre la inoculación del hierro colado y aumenta la reproducibilidad de núcleos.

En los documentos de patente WO 95/24508 y WO 99/29911, los óxidos de hierro, FeO, Fe²O³y Fe³O⁴, son los óxidos metálicos preferidos. Otros óxidos metálicos mencionados en estas solicitudes de patente son SiO², MnO, MgO, CaO, AhO³, TiO²y 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 EE. UU. N.° 2016/0047008 se conoce un inoculante en partículas para tratar hierro colado líquido, que comprende, por una parte, partículas de soporte hechas de un material fundible en el hierro colado líquido y, por otra parte, partículas superficiales hechas de un material que promueve la germinación y el crecimiento de grafito, dispuesto y distribuido en un modo discontinuo en la superficie de las partículas de soporte, presentando las partículas superficiales una distribución del tamaño de granos tal que su diámetro d50 sea más pequeño que o igual a un décimo del diámetro d50 de las partículas de soporte. El fin del inoculante en dicho documento de patente US 2016 está indicado, entre otras cosas, para la inoculación de piezas de hierro colado con diferentes espesores y baja sensibilidad a la composición básica del hierro colado.

Por lo tanto, hay un deseo de proporcionar un inoculante que tenga propiedades de nucleación mejoradas y que forme un alto número de núcleos, que produzca un aumento en la densidad del número de nódulos del grafito y, por lo tanto, mejore la eficacia de inoculación. Otro deseo es proporcionar un inoculante de alto rendimiento. Un deseo adicional es proporcionar un inoculante que pueda dar mejor resistencia a la atenuación del efecto inoculante durante un tiempo de mantenimiento prolongado del hierro fundido después de la inoculación. Al menos algunos de los deseos anteriores se cumplen con la presente invención, así como otras ventajas, que serán evidentes en la siguiente descripción.

Sumario de la invención:

El inoculante del estado de la técnica según el documento de patente WO 99/29911 se considera que es un inoculante de alto rendimiento, que da un alto número de nódulos en el hierro colado dúctil. Ahora se ha encontrado que la adición de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras combinados con al menos uno de óxido de bismuto, sulfuro de bismuto, óxido de antimonio, sulfuro de antimonio, óxido de hierro y/o sulfuro de hierro al inoculante del documento de patente WO 99/29911 produce sorprendentemente un número de núcleos significativamente mayor, o densidad del número de nódulos, en hierros colados cuando se añade el inoculante según la presente invención al hierro colado.

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 en partículas que consiste en entre 40 y 80 % en peso de Si; 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-10 % en peso de metal de las 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 inherentes en la cantidad habitual, y donde dicho inoculante contiene además, en peso, basado en el peso total de inoculante: 0,1 a 15 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas y al menos uno de desde el 0,1 hasta 15 % de Bi²O³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta 15 % de Bi²S³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta 15 % de Sb²O³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta 15 % de Sb²S³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde el 0,1 hasta 5% de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

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

En una realización, los metales de las tierras raras en la aleación de ferrosilicio incluyen Ce, La, Y y/o metal mixto. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende hasta 6 % en peso de metal de las tierras raras.

En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0,5 y 3 % en peso de Ca. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0 y 3 % en peso de Sr. En una realización adicional, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0,2 y 3 % en peso de Sr. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0 y 5 % en peso de Ba. En una realización adicional, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0,1 y 5 % en peso de Ba. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende entre 0,5 y 5 % en peso Al. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende hasta 6 % en peso de Mn y/o Ti y/o Zr. En una realización, la aleación de ferrosilicio comprende menos del 1 % en peso de Mg.

En una realización, el inoculante comprende 0,2 a 12% en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas. En una realización, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras es (son) uno o más de CeO²y/o La²O³y/o Y2O3.

En una realización, el inoculante comprende, además de dicho(s) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas; al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y opcionalmente uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

En una realización, el inoculante comprende entre 0,3 y 10 % en peso de Bi²S³en partículas.

En una realización, el inoculante comprende entre 0,3 y 10 % de Bi²O³en partículas.

En una realización, el inoculante comprende entre 0,3 y 10 % de Sb²O³en partículas.

En una realización, el inoculante comprende entre 0,3 y 10 % de Sb²S³en partículas.

En una realización, el inoculante comprende entre 0,5 y 3 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o entre 0,5 y 3 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

En una realización, la cantidad total (suma de compuestos de sulfuro/óxido) del (de los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴en partículas, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, es hasta 20 % en peso, basado en el peso total de inoculante. En otra realización, la cantidad total de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, es hasta 15 % en peso, basado en el peso total de inoculante.

En una realización, el inoculante está en forma de una combinación o una mezcla mecánica/física de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

En una realización, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, están presentes como compuestos de recubrimiento sobre la aleación a base de ferrosilicio en partículas.

En una realización, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan o combinan mecánicamente con la aleación a base de ferrosilicio en partículas, en presencia de un aglutinante.

En una realización, el inoculante está en forma de aglomerados preparados de una mezcla de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, en presencia de un aglutinante.

En una realización, el inoculante está en forma de briquetas preparadas de una mezcla de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, en presencia de un aglutinante.

En una realización, la aleación a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado, pero simultáneamente al hierro colado líquido.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un método de producción de un inoculante según la presente invención, el método comprende: proporcionar una aleación a base de partículas que comprende entre 40 y 80 % en peso de Si, 0,02-8 % en peso de Ca; 0-5 % en peso de Sr; 0-12 % en peso de Ba; 0-10 % en peso de metal de las 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 inherentes en la cantidad habitual, y añadir a dicha base en partículas, en peso, basado en el peso total de inoculante: 0,1 a 15 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas y al menos uno de desde 0,1 hasta 15 % de Bi²O³en partículas, y/o desde 0,1 hasta 15 % de Bi²S³en partículas, y/o desde 0,1 hasta 15% de Sb²O³en partículas, y/o desde 0,1 hasta 15% de Sb²S³en partículas, y/o desde 0,1 hasta 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde 0,1 hasta 5% de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, para producir dicho inoculante.

En una realización del método, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan o combinan mecánicamente con la aleación a base de partículas.

En una realización del método, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan mecánicamente antes de mezclarse con la aleación a base de partículas.

En una realización del método, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan o combinan mecánicamente con la aleación a base de partículas en presencia de un aglutinante. En una realización adicional del método, la aleación a base de partículas mezclada o combinada mecánicamente, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, en presencia de un aglutinante, se conforman además en aglomerados o briquetas.

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

En una realización del uso del inoculante, la aleación a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, 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 a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado pero simultáneamente a la masa fundida de hierro colado.

En cualquiera de las realizaciones anteriores, el inoculante puede comprender, además de dicho(s) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas; al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, y/o Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y opcionalmente uno o más de Fe³O⁴en partículas, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

Breve descripción de dibujos

Figura 1: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida P en el Ejemplo 1.

Figura 2: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida Q en el Ejemplo 1.

Figura 3: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida W en el Ejemplo 2.

Figura 4: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida Y en el Ejemplo 2.

Figura 5: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida Z en el Ejemplo 2.

Figura 6: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida AG en el Ejemplo 3.

Figura 7: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida AH en el Ejemplo 3.

Figura 8: diagrama que muestra la densidad del número de nódulos (número de nódulos por mm2, abreviada N/mm2) en muestras de hierro colado de la Masa fundida AK en el Ejemplo 4.

Descripción detallada de la invención

Según la presente invención, se proporciona un inoculante muy potente, para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal. El inoculante comprende partículas de aleación a base de FeSi combinadas con óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas y también comprende al menos uno de óxido de bismuto en partículas (Bi²O³), y/o sulfuro de bismuto (B²S³), y/u óxido de antimonio (Sb²O³), y/o sulfuro de antimonio (Sb²S³), y/u óxido de hierro (uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO, o una mezcla de los mismos) y/o 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 las cantidades de TR, Bi y o Sb en el inoculante. Se evitan complicadas y costosas etapas de aleación, por lo que el inoculante se puede fabricar con un menor coste en comparación con los inoculantes del estado de la técnica que contienen metales de las tierras raras, Bi y/o Sb.

En el proceso de fabricación para producir hierro colado dúctil con grafito compacto o esferoidal, la masa fundida de hierro colado se trata normalmente con un nodulizantes, por ejemplo, usando una aleación de MgFeSi, antes del tratamiento de inoculación. El tratamiento de nodulización tiene el objetivo de cambiar la forma del grafito de escama a nódulo cuando precipita y posteriormente crece. La forma en la que se hace esto es cambiando la energía interfacial de la interfase grafito/masa fundida. Se conoce que el Mg y el Ce son elementos que cambian la energía interfacial, siendo el Mg más eficaz que el Ce. Cuando el Mg se añade a una masa fundida de hierro base, primero reaccionará con el oxígeno y el azufre, y es solo el "magnesio libre" que tendrá un efecto nodulizante. La reacción de nodulización es violenta y produce la agitación de la Masa fundida, y genera escoria que flota sobre la superficie. La violencia de la reacción hará que la mayoría de los sitios de nucleación para el grafito que ya estaban en la masa fundida (introducidos por los materiales de partida) y otras inclusiones sean parte de la escoria en la parte superior y se retire. Sin embargo, algunas inclusiones de MgO y MgS producidas durante el tratamiento de nodulización estarán todavía en la masa fundida. Estas inclusiones no son buenos sitios de nucleación como tales.

La función primaria de la inoculación es prevenir la formación de carburo introduciendo sitios de nucleación para el grafito. Además de introducir sitios de nucleación, la inoculación también transforma las inclusiones de MgO y MgS formadas durante el tratamiento de nodulización en sitios de nucleación añadiendo una capa (con Ca, Ba o Sr) sobre las inclusiones.

Según la presente invención, las aleaciones a base de FeSi en partículas deben comprender desde 40 hasta 80 % en peso de Si. Una aleación pura de FeSi es un inoculante débil, pero es un soporte de aleación común para los elementos activos, lo que permite una buena dispersión en la masa fundida. Por lo tanto, existe varias composiciones de aleación de FeSi conocidas para inoculantes. Los elementos de aleación convencionales en un inoculante de aleación de FeSi incluyen Ca, Ba, Sr, Al, Mg, Zr, Mn, Ti y TR (especialmente Ce y La). La cantidad de los elementos de aleación puede variar. Normalmente, los inoculantes se diseñan para cumplir diferentes requisitos en la producción de hierro gris, compacto y dúctil. El inoculante según la presente invención puede comprender una aleación a base de FeSi con un contenido de silicio de aproximadamente 40-80 % en peso. Los elementos 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 0-10% en peso de metal de las 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 inherentes en la cantidad habitual.

La aleación a base de FeSi puede ser una aleación de alto silicio que contiene 60 a 80 % de silicio o una aleación de bajo silicio que contiene 45 a 60 % de silicio. El silicio está presente normalmente en aleaciones de hierro colado, y es un elemento estabilizante del grafito en el hierro colado, que fuerza al carbono a salir de la disolución y promueve la formación de grafito. La aleación a base de FeSi debe tener un tamaño de partículas que se encuentra dentro del intervalo convencional para los inoculantes, por ejemplo, entre 0,2 y 6 mm. Se debe observar que también se pueden aplicar tamaños de partículas más pequeños, tales como finos, de la aleación de FeSi en la presente invención, para fabricar el inoculante. Cuando se usan partículas muy pequeñas de la aleación a 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, el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y el al menos uno de Bi²O³, y/o Bi²S³, y/o Sb²O³, y/o Sb²S³, y/u óxido de hierro (uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO, o una mezcla de los mismos) y/o sulfuro de hierro (uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴, o una mezcla de los mismos), se mezclan con la aleación de ferrosilicio en partículas por mezcla o combinación mecánica, en presencia de un aglutinante, seguido por 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 se pueden machacar y tamizar al tamaño de producto final requerido.

Se puede formar varias inclusiones diferentes (sulfuros, óxidos, nitruros y silicatos) en el estado líquido. Los sulfuros y óxidos de elementos del grupo IIA (Mg, Ca, Sr y Ba) tienen fases cristalinas muy similares y altos puntos de fusión. Los elementos del grupo IIA son conocidos por formar óxidos estables en hierro líquido; por lo tanto, los inoculantes, y nodulizantes, basados en estos elementos son conocidos por ser desoxidantes eficaces. El calcio es el oligoelemento más común en los inoculantes de ferrosilicio. Según la invención, la aleación a base de FeSi en partículas comprende entre aproximadamente 0,02 y aproximadamente 8 % en peso de calcio. En algunas aplicaciones se desea tener un bajo contenido de Ca en la aleación a base de FeSi, por ejemplo, desde 0,02 hasta 0,5 % en peso. En comparación con el inoculante convencional, las aleaciones de ferrosilicio que contienen bismuto aleado, donde el calcio se considera un elemento necesario para mejorar el rendimiento del bismuto (y antimonio), no hay necesidad de calcio para los fines de solubilidad en los inoculantes según la presente invención. En otras aplicaciones, el contenido de Ca podría ser más alto, por ejemplo, desde 0,5 hasta 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 0,5 a 3 % en peso de Ca en la aleación de FeSi. La aleación a base de FeSi debe comprender hasta aproximadamente 5 % en peso de estroncio. Normalmente es adecuada una cantidad de Sr de 0,2-3 % en peso. El bario puede estar presente en una cantidad de hasta aproximadamente 12 % en peso en la aleación de inoculante de FeSi. Se sabe que el Ba da mejor resistencia a la atenuación del efecto de inoculación durante un tiempo de mantenimiento prolongado del hierro fundido después de la inoculación, y da mejores eficiencias a lo largo de un intervalo de temperatura más amplio. Muchos inoculantes de aleación de FeSi comprenden aproximadamente 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 5 % en peso en la aleación de inoculante de FeSi. Sin embargo, como el Mg se añade normalmente en el tratamiento de nodulización para la producción de hierro dúctil, la cantidad de Mg en el inoculante puede ser baja, por ejemplo, de hasta aproximadamente 0,1 % en peso. En comparación con las aleaciones de ferrosilicio de inoculante convencional que contienen bismuto aleado, donde el magnesio se considera un elemento necesario para estabilizar las fases que contienen bismuto, no hay necesidad de magnesio para fines de estabilización en los inoculantes según la presente invención.

La aleación a base de FeSi puede comprender hasta 10 % en peso de metales de las tierras raras (TR). Las TR incluye al menos Ce, La, Y y/o metal mixto. El metal mixto es una aleación de elementos de las tierras raras, que comprende normalmente aproximadamente 50 % de Ce y 25 % de La, con pequeñas cantidades de Nd y Pr. Finalmente, los metales de las tierras raras más pesados se retiran frecuentemente del metal mixto, y la composición de metal mixto de la aleación puede ser aproximadamente 65 % de Ce y aproximadamente 35 % de La, y trazas de metales de TR más pesados, tales como Nd y Pr. Las adiciones de TR se usan frecuentemente para restaurar la cifra de números de grafito y la nodularidad en el hierro dúctil que contiene elementos subversivos, tales como Sb, Pb, Bi, Ti, etc. En algunos inoculantes, la cantidad de TR es hasta del 10% en peso. TR excesivas pueden en algunos casos conducir a formaciones de grafito grueso. Por lo tanto, en algunas aplicaciones, la cantidad de TR debe ser más baja, por ejemplo, entre 0,1-3 % en peso. El inoculante según la presente invención contiene óxido(s) de TR como aditivo a la aleación a base de ferrosilicio en partículas, por lo tanto, la aleación de ferrosilicio no necesita TR aleada. Preferentemente, la TR es Ce y/o La.

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

El circonio, el manganeso y/o el titanio también se presentan frecuentemente en inoculantes. Similar en cuanto a los elementos anteriormente mencionados, el Zr, el Mn y el Ti desempeñan una función importante en el proceso de nucleación del grafito, que se supone que se forma como resultado de acontecimientos de nucleación heterogéneos durante la solidificación. La cantidad de Zr en la aleación a base de FeSi puede ser de hasta aproximadamente 10 % en peso, por ejemplo, hasta ⁶% en peso. La cantidad de Mn en la aleación a base de FeSi puede ser de hasta aproximadamente 10 % en peso, por ejemplo, hasta ⁶% en peso. La cantidad de Ti en la aleación a base de FeSi también puede ser de hasta aproximadamente ^{1 0}% en peso, por ejemplo, hasta ⁶% en peso.

El bismuto y el antimonio son conocidos por tener una alta potencia de inoculación y por proporcionar un aumento en el número de núcleos. Sin embargo, la presencia de pequeñas cantidades de elementos como Sb y/o Bi en la masa fundida (también llamados elementos subversivos) podría reducir la nodularidad. Este efecto negativo se puede neutralizar usando Ce u otro metal de TR.

La introducción de óxido de TR/Sb²O³/Sb²S³/Bi²O³/Bi²S³junto con el inoculante de aleación a base de FeSi es la adición de un reactante a un sistema ya existente con inclusiones de Mg que flotan alrededor en la masa fundida y el Mg "libre". La adición de inoculante no es una reacción violenta y se espera que el rendimiento de TR, el rendimiento de Sb, si se añade(n) óxido y/o sulfuro de Sb (quedando Sb/Sb²O³/Sb²S³en la masa fundida), y el rendimiento de Bi, si se añaden óxido y/o sulfuro de Bi, (quedando Bi/Bi²O³/Bi²S³en la masa fundida), sea alto.

La cantidad de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras debe ser desde 0,1 hasta 15% en peso basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras debe ser desde 0,2 hasta 12 % en peso. En algunas realizaciones, la cantidad de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras debe ser desde 0,5 hasta 10% en peso. Las partículas de óxido de TR deben tener un tamaño de partículas pequeño, es decir, tamaño de micrómetros (por ejemplo 1-50 pm, o por ejemplo 1-10 pm). El (Los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras es (son) uno o más de CeO²y/o La²O³y/o Y²O³. El óxido metálico de tierras raras también puede incluir óxidos de Nd y/o Pr y otros metales de las tierras raras. El inoculante puede comprender una mezcla dichos óxidos metálicos de las tierras raras. La adición de TR como uno o más de óxido de TR combinado con una aleación a base de FeSi es ventajosa de varias formas; además de dar un alto número de nódulos en muestras coladas, los presentes inoculantes tienen la ventaja de que la aleación a base de ferrosilicio se puede adaptar a diferentes usos variando la cantidad de óxido de TR, y otros elementos activos de inoculante (óxido/sulfuro de Bi, Sb) en un modo simple, por lo que así se evitan las costosas etapas de aleación; y es posible producir composiciones específicas de inoculante en pequeños volúmenes. También se cree que los óxido(s) de TR se fundirán y/o disolverán más rápido que las fases intermetálicas, que, en general, son más gruesas en una aleación de ferrosilicio.

Las partículas de Sb²S³, las partículas de Sb²O³, las partículas de Bi²S³y las partículas de Bi²O³deben tener un tamaño de partículas pequeño, es decir, tamaño de micrómetros, que produce una masa fundida muy rápida o disolución de dichas partículas cuando se introducen en el hierro colado fundido. Ventajosamente, dichas partículas de óxido de TR, y la al menos una de las partículas de óxido/sulfuro de Bi y/o Sb y/o Fe, se mezclan con la aleación a base de FeSi en partículas, antes de añadir el inoculante en el hierro colado fundido.

La cantidad de Bi²O³en partículas, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 15 % en peso basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Bi²O³puede ser 0,1-10 % en peso. La cantidad de Bi²O³también puede ser desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante.

La cantidad de Bi²S³en partículas, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 15 % en peso basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Bi²S³puede ser 0,1-10 % en peso. La cantidad de Bi²S³también puede ser aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. El tamaño de partículas de Bi²O³y Bi²S³es normalmente 1-10 pm.

La adición de Bi en forma de partículas de Bi²S³y Bi²O³, si está presente, en lugar de alear el Bi con la aleación de FeSi, tiene varias ventajas. El Bi tiene mala solubilidad en aleaciones de ferrosilicio, por lo tanto, el rendimiento del 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 Bi debido a la baja temperatura de fusión en comparación con los otros elementos en el inoculante a base de FeSi. La adición de Bi como óxido, si está presente, junto con la aleación a base de FeSi, proporciona un inoculante que es fácil de producir con costes de producción probablemente más bajos en comparación con el proceso de aleación tradicional, en donde la cantidad de Bi se controla fácilmente y es reproducible. Además, como el Bi se añade como óxido, si está presente, en lugar de alear en la aleación de FeSi, es fácil variar la cantidad de bismuto en el inoculante, por ejemplo, para series de producción más pequeñas. Además, aunque se sabe que el Bi tiene un alto poder de inoculación, el oxígeno también es de importancia para el rendimiento del presente inoculante, proporcionando, por tanto, otra ventaja de añadir Bi como óxido.

La cantidad de Sb²O³en partículas, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 15 % en peso basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Sb²O³puede ser 0,1-8 % en peso. La cantidad de Sb²O³también puede ser desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante.

La cantidad de Sb²S³en partículas, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 15 % en peso basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de Sb²S³puede ser 0,1-8 % en peso. También se observan buenos resultados cuando la cantidad de Sb²S³es desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 3,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. El tamaño de partículas de Sb²O³y Sb²S³es normalmente 10-150 pm. La adición de Sb en forma partículas de Sb²S³y/o partículas de Sb²O³en lugar de alear el Sb con la aleación de FeSi, proporciona varias ventajas. Aunque el Sb es un poderoso inoculante, el oxígeno y el azufre también son de importancia para el rendimiento del inoculante. Otra ventaja es la buena reproducibilidad, y la flexibilidad, de la composición de inoculante, puesto que la cantidad y la homogeneidad del Sb²S³y/o Sb²O³en partículas en el inoculante son controladas 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 en un nivel de ppm. La adición de un inoculante no homogéneo puede producir cantidades erróneas de elementos de inoculación en el hierro colado. Aún otra ventaja es la producción más rentable del inoculante en comparación con los métodos que implican alear el antimonio en una aleación a base de FeSi.

La cantidad total de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 5% en peso, basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO, o una mezcla de los mismos, puede ser 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 0,8 hasta aproximadamente 2,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. Los productos comerciales de óxido de hierro para aplicaciones industriales, tales como en el campo de la metalurgia, podrían tener una composición que comprende diferentes tipos de compuestos y fases de óxido de hierro. Los principales tipos de óxido de hierro son Fe³O⁴, Fe²O³y/o FeO (que incluyen otras fases de óxido mixto de Fe1 y Fe11; óxidos de hierro(NJM)), todos los cuales se pueden usar en el inoculante según la presente invención. Los productos comerciales de óxido de hierro para aplicaciones industriales podrían comprender cantidades menores (insignificativas) de otros óxidos metálicos como impurezas.

La cantidad total de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, si está presente, debe ser desde 0,1 hasta 5% en peso, basado en la cantidad total de inoculante. En algunas realizaciones, la cantidad de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴, o una mezcla de los mismos, puede ser 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 0,8 hasta aproximadamente 2,5 % en peso, basado en el peso total de inoculante. Los productos comerciales de sulfuro de hierro para aplicaciones industriales, tales como en el campo de la metalurgia, podrían tener una composición que comprende diferentes tipos de compuestos y fases de sulfuro de hierro. Los principales tipos de sulfuros de hierro son FeS, FeS²y/o Fe³S⁴(sulfuro de hierro(II, III); FeSFe²S³), que incluyen fases no estequiométricas de FeS; Fe-i+xS (x > 0 a 0,1) y Fe-i.yS (y > 0 a 0,2), todos los cuales se pueden usar en el inoculante según la presente invención. Un producto comercial de sulfuro de hierro para aplicaciones industriales podría comprender cantidades menores (insignificativas) de otros sulfuros metálicos como impurezas.

Uno de los fines 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, al hierro colado fundido es añadir deliberadamente oxígeno y azufre en la masa fundida, que puede contribuir a aumentar la cifra de nódulos.

Se debe entender que la cantidad total de las partículas de óxido de TR, y el al menos uno de partículas de óxido/sulfuro de Sb, partículas de óxido/sulfuro de Bi, y cualquier óxido/sulfuro de Fe, si está presente, debe ser de hasta aproximadamente 20% en peso, basado en el peso total de inoculante. También se debe entender que la composición de la aleación a base de FeSi puede variar dentro de los intervalos definidos, y el experto sabrá que las cantidades de los elementos de aleación suman el 100 %. Existe una pluralidad de aleaciones de inoculante a base de FeSi convencionales, y el experto sabría cómo variar la composición a base de FeSi basándose en esto.

La tasa de adición del inoculante según la presente invención a un hierro colado fundido es normalmente desde aproximadamente 0,1 hasta 0,8 % en peso. El experto ajustaría la tasa de adición dependiendo de los niveles de los elementos, por ejemplo, un inoculante con alto Bi y/o alto Sb necesitará normalmente una menor tasa de adición. El presente inoculante se produce proporcionando una aleación a base de FeSi en partículas que tiene la composición como se define en el presente documento, y añadiendo a dicha base en partículas óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y al menos uno de Sb²O³/Sb²S³/BÍ²O³/BÍ²S³en partículas, y opcionalmente 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, para producir el presente inoculante. El (Los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y el al menos uno de las partículas de Sb²O³, Sb²S³, Bi²O³y/o Bi²S³, así como las partículas de óxido/sulfuro de Fe, si está presente, pueden ser mezclados mecánicamente/físicamente con las partículas de la aleación a base de FeSi. Se puede usar cualquier mezcladora adecuada para mezclar/combinar materiales en partículas y/o polvo. La mezcla se puede realizar en presencia de un aglutinante adecuado; sin embargo, se debe observar que no se requiere la presencia de un aglutinante. El (Los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y el al menos uno de las partículas de Sb²O³, Sb²S³, Bi²O³y/o Bi²S³, así como las partículas de óxido/sulfuro de Fe, si está presente, también se pueden combinar con las partículas de aleación a base de FeSi, proporcionando un inoculante mezclado homogéneamente. La mezcla de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras, y dichos polvos de sulfuro/óxido adicionales, con las partículas de aleación a base de FeSi, puede formar un recubrimiento estable sobre las partículas de aleación a base de FeSi. Sin embargo, se debe observar que la mezcla y/o combinación del (de los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y cualquier otro de dichos óxidos/sulfuros en partículas, con la aleación a base de FeSi en partículas, no es obligatoria para lograr el efecto de inoculación. La aleación a base de FeSi en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras, y cualquiera de dichos óxidos/sulfuros en partículas, se puede añadir por separado, pero simultáneamente al hierro colado líquido. El inoculante también se puede añadir como un inoculante en el molde. Las partículas de inoculante de la aleación de FeSi, óxido(s) metálico(s) de las tierras raras, y cualquiera de dicho óxido/sulfuro de Bi, óxido/sulfuro de Sb y/o óxido/sulfuro de Fe en partículas, si está presente, también se puede conformar en aglomerados o briquetas según métodos generalmente conocidos.

Los siguientes ejemplos muestran que la adición de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras y partículas de Sb²O³/Sb²S³/Bi²O³/Bi²S³junto con las partículas de aleación a base de FeSi produce un aumento de la densidad del número de nódulos cuando el inoculante se añade a hierro colado, en comparación con un inoculante según el estado de la técnica en el documento de patente WO 99/29911, como se define a continuación. Un cifra de nódulos más alta 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. Se examinó la microestructura en una barra de tracción de cada ensayo según ASTM E2567-2016. Se estableció el límite de partículas a >10 pm. Las muestras de tracción se colaron a 028 mm en moldes comunes según ISO1083 - 2004, y se cortaron y se prepararon según la práctica habitual para el análisis de microestructuras antes de la evaluación mediante el uso de un software automático de análisis de imágenes. La densidad de nódulos (también denominada densidad del número de nódulos) es el número de nódulos (también denominado cifra de nódulos) por mm2, abreviada N/mm2.

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

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

Ejemplo 1

Se prepararon dos masas fundidas, Masa fundida P y Masa fundida Q, y cada masa fundida se trató en una cuchara de cubierta de artesa por 1,20-1,25 % en peso de una aleación de nodulización de MgFeSi habitual que tenía una composición (% en peso) de 46,0 % de Si; 4,33 % de Mg; 0,69 % de Ca; 0,44 % TR; 0,44 % de Al, el resto Fe e impurezas inherentes en la cantidad habitual (TR es metales de las tierras raras que contienen aproximadamente 65 % de Ce y 35 % de La). Se usó 0,7 % en peso de limaduras de acero como cubierta. El tratamiento de MgFeSi se hizo a 1500 °C. Se realizaron ensayos de inoculación de cada masa fundida tratada con magnesio, como se muestra en la Tabla 1, con una tasa de adición de 0,2 % en peso. El tiempo de mantenimiento desde el llenado de la cuchara de colada que contenía el inoculante hasta el vertido fue 1 minuto para todos los ensayos. Las temperaturas de colada fueron 1392-1365 °C para el Masa fundida P y 1384-1370 °C para el Masa fundida Q. En este ejemplo, las masas fundidas tratadas se colaron como un bloque escalonado. La sección analizada para la cifra de nódulos tuvo un espesor de 20 mm. Las composiciones químicas del hierro colado final para todos los tratamientos estuvieron dentro de 3,4-3,6 % en peso de C, 2,3-2,5 % en peso de Si, 0,29-0,31 % en peso de Mn, 0,007-0,011 % en peso de S, 0,040-0,043 % en peso de Mg.

Una aleación a base de FeSi, para un inoculante según la presente invención, tuvo una composición (en % en peso) de 75% de Si; 1,57% de Al; 1,19% de Ca; el resto Fe e impurezas inherentes en la cantidad habitual, en el presente documento denominado Inoculante A. La aleación a base del Inoculante A se recubrió con CeO²y Bi²S³en cantidades como se muestra en la Tabla 1.

Otra aleación a base de FeSi, para un inoculante según la presente invención, tuvo una composición (en % en peso) de 68,2 % de Si; 0,93 % de Al; 0,94 % de Ba; 0,95 % de Ca; el resto Fe e impurezas inherentes en la cantidad habitual, en el presente documento denominado el Inoculante B. Las partículas de aleación a base del Inoculante A e Inoculante B se recubrieron con CeO²y Bi²S³en cantidades como se muestra en la Tabla 1.

El inoculante del estado de la técnica fue un inoculante según el documento de patente WO99/29911, que tiene una composición de aleación base (en % en peso) de 74,2 % de Si; 0,97 % de Al; 0,78 % de Ca; 1,55 % de Ce, el resto Fe e impurezas inherentes en la cantidad habitual, en el presente documento denominado Inoculante X.

Las cantidades añadidas de CeO²en partículas y Bi²S³en partículas a las aleaciones a base de FeSi (Inoculante A e Inoculante B) se muestran en la Tabla 1, junto con el inoculante según el estado de la técnica. Las cantidades de CeO², Bi²S³, FeS y Fe³O⁴se basan en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas. Las cantidades de CeO², Bi²S³FeS y Fe³O⁴son el porcentaje de compuesto.

Tabla 1. Com osiciones de inoculante.

La densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida P se muestra en la Figura 1, y la densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida Q se muestra en la Figura 2.

El análisis de la microestructura mostró que ambos inoculantes según la presente invención tuvieron densidad de nódulos significativamente mayor, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

Ejemplo 2

Se prepararon tres hierros fundidos, Masa fundida W, Y y Z, y cada fundido se trató en una cuchara de cubierta de artesa por 1,20-1,25 % en peso de una aleación de nodulización de MgFeSi habitual que tenía una composición (% en peso) de 46,0% de Si; 4,33% de Mg; 0,69% de Ca; 0,44% de TR; 0,44% de Al, el resto Fe e impurezas inherentes en la cantidad habitual (TR es metales de las tierras raras que contienen aproximadamente 65 % de Ce y 35 % de La). Se usó 0,7 % en peso de limaduras de acero como cubierta. El tratamiento de MgFeSi se hizo a 1500 °C. Se realizaron ensayos de inoculación de cada fundido tratado con magnesio, como se muestra en la Tabla 2, con una tasa de adición del 0,2 % en peso. El tiempo de mantenimiento era desde el llenado de la cuchara de colada que contenía el inoculante hasta el vertido que era 1 minuto para todos los ensayos. Las temperaturas de colada fueron 1370-1353 °C para el Masa fundida W y 1389-1361 °C para el Masa fundida Y, y 1381-1363 °C para el Masa fundida Z. Las composiciones químicas del hierro colado final para todos los tratamientos estuvieron dentro de 3,5-3,7% en peso de C, 2,3-2,5% en peso de Si, 0,29-0,31 % en peso de Mn, 0,007-0,011 % en peso de S, 0,040-0,043 % en peso de Mg.

Las composiciones de las aleaciones a base de FeSi en partículas fueron las mismas que se especificaron en el Ejemplo 1. Las partículas de la aleación a base del Inoculante A se recubrieron con CeO²en partículas y Bi²S³, Bi²O³, Sb²S³y/o Sb²O³en partículas en cantidades como se muestra en la Tabla 2. El inoculante del estado de la técnica fue un inoculante según el documento de patente WO99/29911, que tiene una composición de aleación base, Inoculante X, como se define en el Ejemplo 1.

Las cantidades añadidas de CeO²en partículas y Bi²S³, Bi²O³, Sb²S³y Sb²O³en partículas a la aleación a base de FeSi (Inoculante A) se muestran en la Tabla 2, junto con el inoculante según el estado de la técnica. Las cantidades de CeO², Bi²S³, Bi²O³, Sb²S³, Sb²O³, FeS y Fe³O⁴son el porcentaje de compuesto, basado en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 2. Com osiciones de inoculante.

La densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida W se muestra en la Figura 3. El análisis de la microestructura mostró que el inoculante según la presente invención, una aleación a base de FeSi en partículas (Inoculante A) recubierta con óxido de cerio, óxido de bismuto y sulfuro de bismuto, tuvo un densidad de nódulos significativamente muy alta, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

La Figura 4 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida Y. El análisis de la microestructura mostró que todos los inoculantes según la presente invención; una aleación a base de FeSi en partículas (Inoculante A) recubierta con óxido de cerio, junto con una combinación de óxido de bismuto, sulfuro de bismuto, óxido de antimonio y/o sulfuro de antimonio, tuvo una densidad de nódulos significativamente mayor, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

La Figura 5 muestra la densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida Z, que tiene un alto contenido de CeO², además de Bi²O³. El análisis de la microestructura del inoculante según la presente invención; una aleación a base de FeSi en partículas (Inoculante A) recubierta con óxido de cerio, junto con óxido de bismuto, tuvo una densidad de nódulos significativamente muy alta, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

Ejemplo 3

Se prepararon dos hierros colados fundidos, Masa fundida AG y Masa fundida AH, cada uno de 275 kg, y se trataron por 1,20-1,25 % en peso de nodulizante de MgFeSi de la composición, en % en peso, 46,0 % de Si, 4,33 % de Mg, 0,69 % de Ca, 0,44 % de TR, 0,44 % de Al, el resto Fe e incidental impurezas, en una cuchara de cubierta de artesa. Se usó 0,7 % en peso de limaduras de acero como cubierta. Las tasas de adición para todos los inoculantes fueron 0,2% en peso añadido a cada cuchara de colada. La temperatura de tratamiento del MgFeSi fue 1500 °C y las temperaturas de colada fueron 1390 - 1362 °C para el Masa fundida AG y 1387 - 1361 °C para el Masa fundida AH. El tiempo de mantenimiento desde el llenado de las cucharas de colada hasta el vertido fue 1 minuto para todos los ensayos. La composición química para todos los tratamientos estuvo dentro de 3,5-3,7 % en peso de C, 2,3-2,5 % en peso de Si, 0,29-0,31 % en peso de Mn, 0,009-0,011 % en peso de S, 0,04-0,05 % en peso de Mg.

Las cantidades añadidas de La²O³, Y²O³y CeO²en partículas y Bi²O³y Sb²O³en partículas, a las aleaciones a base de FeSi (Inoculante A, Inoculante B e Inoculante X, como se define en el Ejemplo 1) se muestran en la Tabla 3 y 4, junto con el inoculante según el estado de la técnica. Las cantidades de La²O³, Y²O³y CeO²en partículas y Bi²O³, Sb²O³, FeS y Fe³O⁴en partículas son el porcentaje de compuesto, basado en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 3. Com osiciones de inoculante.

La densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida AG se muestra en la Figura 6. El análisis de la microestructura mostró que el inoculante según la presente invención, una aleación a base de FeSi en partículas (Inoculante A o Inoculante B) recubierta con óxido de lantano, óxido de bismuto y/u óxido de antimonio, tuvo una densidad de nódulos significativamente muy alta, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

Tabla 4. Com osiciones de inoculante.

La densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida AH se muestra en la Figura 7. El análisis de la microestructura mostró que el inoculante según la presente invención, una aleación a base de FeSi en partículas (Inoculante A o Inoculante B) recubierta con óxido de itrio u óxido de cerio, combinada con óxido de bismuto y/u óxido de antimonio, tuvo una densidad de nódulos significativamente muy alta, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

Ejemplo 4

Se preparó un hierro colado fundido, Masa fundida AK de 275 kg, y se trató por 1,20-1,25 % en peso de aleación de nodulizante de MgFeSi de la composición: 46,0 % en peso de Si, 4,33 % en peso de Mg, 0,69 % en peso de Ca, 0,44 % de TR, 0,44 % de Al, el resto Fe e impurezas inherentes, en una cuchara de cubierta de artesa. Se usó 0,7 % en peso de limaduras de acero como cubierta. De la cuchara de tratamiento, la masa fundida se vertió encima a las cucharas de colada. Las tasas de adición para todos los inoculantes fueron 0,2 % en peso añadido a cada cuchara de colada. La temperatura de tratamiento del MgFeSi fue 1500 °C y las temperaturas de colada fueron 1378 1368 °C. El tiempo de mantenimiento desde el llenado de las cucharas de colada hasta el vertido fue 1 minuto para todos los ensayos.

Los inoculantes de prueba tuvieron aleaciones a base de ferrosilicio de la composición del estado de la técnica como se describe en el Ejemplo 1 (denominado en el presente documento Inoculante X, con composición como se define en el Ejemplo 1) y de composición: 74 % en peso de Si, 2,42 % en peso de Ca, 1,73 % en peso de Zr, 1,23 % en peso de Al, en el presente documento denominado Inoculante C. Las partículas de aleación a base de ferrosilicio (Inoculante C) se recubrieron por CeO²en partículas y Sb²O³en partículas por mezcla mecánica para obtener una mezcla homogénea.

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

Las cantidades añadidas de CeO²en partículas y Sb²O³en partículas a la aleación a base de FeSi (Inoculante C) se muestran en la Tabla 5, junto con el inoculante según el estado de la técnica. Las cantidades de CeO², Sb²O³, FeS y Fe³O⁴son los porcentajes de compuestos, basados en el peso total de los inoculantes en todas las pruebas.

Tabla 5. Com osiciones de inoculante.

La densidad de nódulos en los hierros colados de los ensayos de inoculación en el Masa fundida AK se muestra en la Figura ⁸. El análisis de la microestructura mostró que el inoculante según la presente invención (Inoculante C CeO²/Sb²O³) tuvo una densidad de nódulos significativamente mayor, en comparación con el inoculante del estado de la técnica.

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

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un inoculante para la fabricación de hierro colado con grafito esferoidal, dicho inoculante comprende una aleación de ferrosilicio en partículas que consiste en entre el 40 y el 80 % en peso de Si,

0,02-8 % en peso de Ca;

0-5 % en peso de Sr;

0-12 % en peso de Ba;

0-10 % en peso de metal de las 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;

en donde dicho inoculante contiene además, en peso, basado en el peso total de inoculante:

del 0,1 al 15 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y

al menos uno de desde el 0,1 hasta el 15 % de Bi²O³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Bi²S³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Sb²O³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 15 % de Sb²S³en partículas, y/o desde el 0,1 hasta el 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde el 0,1 hasta el 5 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, siendo el resto hierro e impurezas inherentes en la cantidad habitual.

2. Inoculante según la reivindicación 1, en donde la aleación de ferrosilicio comprende entre el 45 % y el 60% en peso de Si.

3. Inoculante según la reivindicación 1, en donde la aleación de ferrosilicio comprende entre el 60 % y el 80% en peso de Si.

4. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los metales de las tierras raras incluyen Ce, La, Y y/o metal mixto.

5. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende del 0,2 % al 12 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas.

6. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras es (son) CeO²y/o La²O³y/o Y²O³.

7. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende desde el 0,3 % hasta el 10 % de Bi²O³en partículas.

8. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende desde el 0,3 % hasta el 10 % de Bi²S³en partículas.

9. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende desde el 0,3 % hasta el 10 % de Sb²O³en partículas.

10. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende desde el 0,3 % hasta el 10 % de Sb²S³en partículas.

11. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante comprende desde el 0,5 % hasta el 3 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde el 0,5 % hasta el 3 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

12. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad total del (de los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas y el al menos uno de Bi²O³en partículas, y/o Bi²S³en partículas, Sb²O³en partículas, y/o Sb²S³en partículas, y/o uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, es hasta el 20 % en peso, basado en el peso total de inoculante.

13. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante está en forma de una combinación o de una mezcla física de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el al menos uno de Bi²O³en partículas, Bi²S³en partículas, Sb²O³en partículas, Sb²S³en partículas, uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

14. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el al menos uno de BÍ²O³en partículas, BÍ²S³en partículas, Sb²O³en partículas, Sb²S³en partículas, uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, están presentes como compuestos de recubrimiento sobre la aleación a base de ferrosilicio en partículas.

15. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante está en forma de aglomerados preparados de una mezcla de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el al menos uno de Bi²O³en partículas, Bi²S³en partículas, Sb²O³en partículas, Sb²S³en partículas, uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

16. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el inoculante está en forma de briquetas preparadas a partir de una mezcla de la aleación de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el al menos uno de Bi²O³en partículas, Bi²S³en partículas, Sb²O³en partículas, Sb²S³en partículas, uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos.

17. Inoculante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la aleación a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el al menos uno de Bi²O³en partículas, Bi²S³en partículas, Sb²O³en partículas, Sb²S³en partículas, uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado, pero simultáneamente a hierro colado líquido.

18. Un método de producción de un inoculante según las reivindicaciones 1-17, que comprende:

proporcionar una aleación a base de partículas que comprende

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

0,02-8 % en peso de Ca;

0-5 % en peso de Sr;

0-12 % en peso de Ba;

0-10 % en peso de metal de las 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 inherentes en la cantidad habitual, y añadir a dicha base en partículas, en peso, basado en el peso total de inoculante,

del 0,1 % al 15 % en peso de óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas y

al menos uno de desde el 0,1 % hasta el 15 % de Bi²O³en partículas, y/o desde el 0,1 % hasta el 15 % de Bi²S³en partículas, y/o desde el 0,1 % hasta el 15 % de Sb²O³en partículas, y/o desde el 0,1 % hasta el 15 % de Sb²S³en partículas, y/o desde el 0,1 % hasta el 5 % de uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o desde el 0,1 % hasta el 5 % de uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, para producir dicho inoculante.

19. Un método según la reivindicación 18, en donde el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el Bi²O³en partículas, y/o el Bi²S³en partículas, y/o el Sb²O³en partículas, el Sb²S³en partículas, el uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o el uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan o combinan con la aleación a base de partículas.

20. Un método según la reivindicación 18, en donde el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el Bi²O³en partículas, y/o el Bi²S³en partículas, y/o el Sb²O³en partículas, el Sb²S³en partículas, el uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o el uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se mezclan antes ser mezclados con la aleación a base de partículas.

21. 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, simultáneamente con la colada o como un inoculante en el molde.

22. Uso según la reivindicación 21, en donde la aleación a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el Bi²O³en partículas, y/o el Bi²S³en partículas, y/o el Sb²O³en partículas, el Sb²S³en partículas, el uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o el uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se añaden como una mezcla mecánica o una combinación a la masa fundida de hierro colado.

23. Uso según la reivindicación 21, en donde la aleación a base de ferrosilicio en partículas y el (los) óxido(s) metálico(s) de las tierras raras en partículas, y el BÍ²O³en partículas, y/o el BÍ²S³en partículas, y/o el Sb²O³en partículas, el Sb²S³en partículas, el uno o más de Fe³O⁴, Fe²O³, FeO en partículas, o una mezcla de los mismos, y/o el uno o más de FeS, FeS², Fe³S⁴en partículas, o una mezcla de los mismos, se añaden por separado, pero simultáneamente a la masa fundida de hierro colado.