[發明專利]優質球化劑的生產方法

有效

• 申請號: 201410001806.2
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103757518A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉年路;劉昌晨
• 申請（專利權）人: 天津市萬路科技有限公司;劉年路;劉昌晨
• 主分類號: C22C33/10
• 分類號: C22C33/10;C21C1/10;C21C7/076
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技術領域

本發明是關于生產球墨鑄鐵所用球化劑的生產方法，更具體地說是關于生產化學成分偏析少、球化劑在生產過程中氧化熔損低的球化劑的生產方法。

背景技術

在生產球墨鑄鐵件的企業中廣泛采用稀土鎂硅鐵合金作為球化劑。稀土鎂硅鐵合金球化劑是目前國內外用量最大的球化劑，但是在其傳統的生產過程中能耗高，熔損大，環境污染嚴重，傳統球化劑由于鎂的吸收率低，其加入量較大。長期以來，國內外的技術人員對沖入包內法球化處理工藝技術及稀土鎂硅鐵球化劑的生產工藝進行了不懈的努力研究。

目前生產稀土鎂硅鐵球化劑的方法主要為二次冶煉重容法及合金液壓力加鎂法。傳統的二次冶煉重容法生產球化劑不僅成本較高且球化劑中的鎂燒損較多，氧化鎂含量高。在已公開的合金液壓力加鎂法的工藝，被壓入的鎂錠除頂面之外，其他部分是完全暴露的，可以直接與合金液接觸，另外，暴露的鎂錠距合金液面的距離較短，不利于被合金液吸收；在中頻感應電爐內采用分次加入鎂錠可以減少燒損，但是處理時間長，降溫多，僅局限在電爐內使用。

另外，稀土鎂硅鐵及鎂硅球化劑的生產企業，在球化劑合金液的熔煉及澆注過程中不可避免的會產生強烈刺眼的鎂光，鎂的氧化燒損嚴重，在球化劑合金液澆注到熔池后，其頂面是敞開暴露式自然冷卻，合金液的上層部分尤其是中心部分冷卻較慢，在熔池凝固的合金上、下層有明顯的比重偏析、化學成分偏析，上表層部位含鎂量偏高，氧化鎂含量多，這些問題直接影響到球化劑的質量及其使用效果。此外，熔制好的球化劑合金液應盡量縮短澆注時間，以減少氧化損耗。

申請人在2009年3月25日申請的中國發明專利，授權公布號CN101509084B名稱為“球化劑的生產方法”實現了球化劑合金的氧化熔損降低，化學成分偏析少，質量穩定。其不足之處是其生產的球化劑在硅鎂之比低、鐵含量較高時在生產和澆注過程會產生強烈刺眼的鎂光，鎂的氧化燒損依然存在，并且所澆注的板狀球化劑尺寸較大，破碎成所需要的尺寸后產生的碎料較多。

在2004年制定的GB／T4138-2004《稀土鎂硅鐵合金》的中華人民共和國國家標準中規定Si含量不大于45％、Mg含量小于9％、RE含量小于4％、Mn和Ti的含量均小于1％時，MgO含量不大于1％；Si含量不大于44％、Mg含量小于9-11％、RE含量為4-10％、Mn含量小于2％、Ti含量小于1％時，MgO含量不大于1.2％。傳統稀土鎂硅鐵合金球化劑為了增加合金密度防止其漂浮，Fe的含量較高，在熔煉過程中特意加入廢鋼來增加其比重。由于廢鋼價格低，加大廢鋼的比例可以降低球化劑的成本，廢鋼除增加比重外對鐵水的球化沒有其它作用。實際生產中傳統稀土鎂硅鐵合金球化劑中的氧化鎂含量等于鎂含量的10％左右。依照上述工藝參數生產稀土鎂硅鐵合金球化劑，鐵含量較高時在生產和澆注過程會產生強烈刺眼的鎂光，球化劑中的氧化鎂含量必然較高。

發明內容

本發明的目的是解決稀土鎂硅鐵合金熔制過程中反應劇烈、有效元素吸收率低的問題，氧化鎂含量偏高的問題，在穩定并提高產品質量前提下，降低生產成本并做到能源的循環利用，減少環境污染。

申請人在2013年9月6日申請了中國發明專利，申請號：201310401385.8名稱為“球墨鑄鐵的球化處理方法”，利用砌筑在球化包內具有反應加料口和減壓槽的反應室，可以控制含Mg≤20％，含Si≤70％和含RE≤3％無外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的反應狀態，有效元素Mg、RE和Si的吸收率高，其球化處理的生產成本可以降低50％，但是其MgO含量仍然在0.6％左右。在上述方案的基礎上經過進一步理論分析和反復試驗證明，將上述無外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的含Mg量控制在≤10％，含Si量控制在≥65％和含RE≤2％時，該稀土鎂硅鐵球化劑在熔制及澆注過程中均實現了無鎂光的狀態，大幅度的降低了氧化鎂的產生。以含有Mg10％、Si67％、RE1％的整體稀土鎂硅鐵球化劑為例，同含有Mg7.5％、Si42％、RE2.4％的傳統稀土鎂硅鐵球化劑相比，在經球化處理后化學成分接近的條件下，由于合金本身化學成分的不同及球化處理方法的不同，在相同的處理溫度條件下新方案球化處理的球化劑加入量為0.75％，而傳統稀土鎂硅鐵球化劑的加入量為1.4％；經球化處理后，采用傳統稀土鎂硅鐵球化劑的鐵水表面有一層明顯的浮渣，采用新方案處理的鐵水表面十分潔凈、無浮渣，這對提高產品質量起到了關鍵作用。