球化剂的生产工艺的制作方法

xiaoxiao2020-06-29  7

专利名称:球化剂的生产工艺的制作方法
技术领域
本发明是关于生产球墨铸铁过程中使用的球化剂的生产工艺,更具体的说是稀土镁硅铁球化剂的生产工艺。
背景技术
采用冲入包内法球化处理生产球墨铸铁件,不仅在冲天炉熔化铁水生产铸件的企业广为应用,在电炉熔化;冲天炉、电炉双联熔化;以及高炉、电炉联合熔炼的企业中也普遍应用。在冲入包内法球化处理时,广泛采用稀土镁硅铁合金作为球化剂,这种生产方法投资少、设备简单、操作方便,因此,长期以来,国内外同行对此种球化剂的生产工艺方法及应用进行了不懈的努力研究。
目前生产稀土镁硅铁合金球化剂的方法主要为①中频感应电炉二次冶炼重熔法将固态的金属镁、稀土硅铁等装入炉中熔炼,熔清后搅拌均匀出炉浇注。②采用电弧炉生产稀土硅铁合金,将合金液冲入压镁包,在炉外压力加镁。③采用矿热炉生产稀土硅铁合金,将合金液冲入压镁包,在炉外压力加镁;也有采用矿热炉和感应炉双联冶炼以补充因降温大造成的热量不足的问题。
目前,采用矿热炉“一步法”直接生产稀土镁硅铁合金的工艺比前两种生产工艺成本低、生产效率相对较高的特点。但是,“一步法”生产工艺对于含RE及Ca在≤2%时,炉内的还原反应状况稳定,可以连续大批量生产,但是当RE及Ca含量增加后,由于冶炼工艺的限制在矿热炉中冶炼的合金产量比矿热炉冶炼≤2%低RE及Ca合金的产量减少。国内稀土硅铁合金生产厂集中在四川、内蒙等地,相对较集中,而硅铁的生产厂家相对较多、分布广且有半数以上的硅铁矿热炉因为效益差处于关停状态。

发明内容
本发明的目的是解决球化剂熔制过程中热平衡的问题,结合目前已知的生产技术及工艺方案,在保证质量的条件下,降低成本并做到能源节约与循环利用。
由于稀土硅铁合金的熔点比稀土镁硅铁合金的熔点要高约100℃。因此稀土硅铁合金的熔化反应要比稀土镁硅铁合金的熔化反应相对要慢一些,在中国发明专利CN1112456C“铁水处理剂及其应用”的工艺实施中,发现球化剂粒度小于5mm,在现场应用并无影响并且对铁水的净化有利,球化剂的加入量可以减少。进一步的深入试验证明球化剂中RE的含量可以适量降低,对Mg8%RE7%球化剂每降低1%RE可降低成本3.6%。结合“双层多风口冲天炉”及熔炼工艺,可获得球化前原铁水含硫量0.028%S,采用冲入包内法球化处理,加入0.5%的Mg8%RE5%的球化剂,球化反应完包内温度为1470℃,经球化处理后铁水中含硫量为0.012%,后期机械性能抗拉强度496Mpa,延伸率24.1%。当出铁温度为1510℃时,球化剂加入量增加到0.7%可以保证球化成功。由于采用“双层多风口冲天炉”的熔化工艺,铁水的净化效果好,可以降低球化剂中RE含量,扩大了≤5%RE含量球化剂的使用范围。
在球化处理时,将<8mm含RE30%的稀土硅铁以加入球化剂重量的7~9%,先投入包内,在其上投入成分为Mg8%RE4%的铁水处理剂或传统块状球化剂完全可以替代Mg8%RE7%的传统球化剂,造成稀土硅铁反应开始时间推迟、减少其脱气、脱硫的作用,充分保留和发挥其抗反球化干扰元素的作用。因此,常规生产的Mg8%RE7%球化剂只需含RE4.5%辅以包内补充稀土合金就能达到理想的效果。矿热炉冶炼50SiFe含RE及Ca均在1.5~2%时,只需要在包内补充占冲入含多元合金的50SiFe重量15%含RE30%的稀土合金就可以达到RE含量4.5~5.1%的多元合金。
采用2~3台矿热炉同时冶炼含RE、Ca≤2%的含硅50%的多元合金,均匀错开每台矿热炉合金液的出炉时间,用同一中间包接需进一步处理的合金液,减少因为停滞时间长而造成中间包温度降低,可减少温度降低50~60℃。将占合金液重量≤15%需补充加入的稀土硅铁和硅钙合金破碎成<10~20mm的粒度,平铺装入预热铁斗中放置在前期出炉的球化剂合金液上预热至300~500℃,将需压入包内占多元硅铁合金液重量9~9.5%的镁锭也在前期出炉的合金液上预热至300℃。
在三台矿热炉同时冶炼的条件下,已知加入中间包的稀土硅铁及硅钙合金重量占出炉多元铁合金液的重量比例为15%,由于投入原料已加热至大于300℃,300÷1500=20%,可以减少20%提升温度的热量。这样相当于减少了20%的稀土硅铁及硅钙合金加入量,15%×80%=12%,矿热炉出炉合金温度控制在1550~1600℃,采用三台矿热炉同时冶炼时,多元合金液冲入包内扒渣后降低为1500~1550℃。
在加入预热的稀土硅铁、少量的硅钙后,折算吸热降温为1500~1550℃×(100%-12%)=1320~1364℃在中间包压入镁锭之前的合金液温度保证在1320~1364℃,因此,在采用二台矿热炉同时冶炼的情况下,多元合金液冲入包内扒渣后降低为1450~1500℃,经过预热后加入中间包的稀土硅铁合金占出铁多元合金液重量比例是≤10%,合金预热温度应大于150℃,150÷1500=10%,可以减少10%的提升温度的热量,相当于减少了10%稀土硅铁及硅钙合金加入量,10%×90%=9%,折算其吸热降温为1450~1500℃×(100%-9%)=1319.5~1365℃上述工艺方案完全可以保证1280~1310℃压镁所需的温度。
本发明的优点是充分发挥能源的循环利用,取消球化剂的二次熔炼工艺,减少了环境污染,结合“双层多风口冲天炉”,在提高产品质量的条件下,使生产成本进一步降低。


图1是本发明的工艺流程图具体实施方式
结合附图对本发明的实施作进一步说明采用三台6300KVA相邻的矿热炉同时冶炼含Si47~50%、含RE1.2~2.0%、含Ca1.5~2.0%、余量为铁的多元合金,均匀错开每台矿热炉合金液的出铁时间,其间隔时间约30分钟,用同一中间包往复接需待处理的多元合金液。由于中间包空包时间不足10分钟,包内温度降显著降低,将提前预热至大于300℃的补充加入的稀土硅铁投入中间包,在其表面覆盖草灰或膨胀后的珍珠岩保温材料,将高温合金液冲入包内,根据铁水电子定量吊钩秤测量扒渣后的包内合金重量,调整化学成分比例。
当多元合金温度降至1290~1300℃时,压入预热的镁锭(占总合金液8.8%),镁锭反应结束后进行浇锭。
浇锭结束后,将下一炉次投入包内待处理的稀土合金、硅钙合金平铺装入预热斗中放置在刚浇注的合金液上预热,利用合金液的热量将下一炉次需压入的镁锭也放置在预热斗上预热。球化剂合金冷却后,破碎、筛分、理化检验、称重、包装。
权利要求
1.一种利用矿热炉熔炼含RE<2%,含Ca<2%,含Si47~50%的多元合金,生产稀土镁硅铁合金球化剂的工艺,其特征在于采用三台矿热炉同时熔炼,均匀错开每台矿热炉合金液的出铁时间,用同一中间包往复接需待处理的多元合金液,在中间包内投入利用前期合金液余热加热,温度>300℃的稀土硅铁合金和硅钙合金,其加入量与矿热炉出炉合金液重量的比例是≤15%;当多元合金液温度降至1290~1300℃时,压入经预热至300℃的镁锭,镁反应结束后进行浇锭,浇锭结束后,将下一炉次投入包内待处理的稀土合金、硅钙合金平铺装入预热铁斗中放置在刚浇注的合金液上预热,利用合金液的热量将下一炉次需压入的镁锭也放置在预热铁斗上预热;球化剂合金冷却后,破碎、筛分、包装。
2.根据权利要求1所述的稀土镁硅铁合金球化剂生产工艺,其特征在于,采用二台矿热炉同时熔炼,在中间包内投入经预热的稀土硅铁合金和硅钙合金,其加入量占矿热炉出炉合金液重量比例是≤10%。
全文摘要
本发明涉及一种利用2~3台矿热炉同时熔炼含RE<2%、含Ca<2%、含Si47~50%的硅铁多元合金,生产稀土镁硅铁合金球化剂的工艺。它是通过均匀错开每台矿热炉合金液的出铁时间,用同一中间包往复接需待处理的多元合金液,在中间包投入利用前期合金液余热加热的稀土硅铁合金及硅钙合金,其加入量与矿热炉出炉合金液重量的比例是≤15%,多元合金液冲入中间包后,根据工艺进行压力加镁处理,镁反应完毕进行浇锭。
文档编号C22C1/02GK1932061SQ20061015011
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者刘年路 申请人:刘年路

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