鐵水處理劑及其應用的製作方法
2023-06-03 09:20:11
專利名稱：鐵水處理劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明是關於金屬的鑄造，更具體地說，本發明是鑄鐵製造過程中使用的鐵水處理劑，特別是球化劑和脫硫劑。
鑄鐵的生產歷史至少已有2500年。早期的鑄鐵生產對社會和經濟的發展起到了推動作用，中國社會的鐵器時代就是一個重要的標誌。歐洲第一次工業革命中，鑄鐵作為工程結構材料也起到了應有的作用。
在技術飛速發展的二十世紀，有很多新的金屬及非金屬材料問世，但鑄鐵仍是重要的工程材料之一，鑄鐵在經濟中仍佔有重要的地位。這是因為鑄鐵的製造技術取得了重大突破。
1943年4月12日，美國國際鎳公司(INCO)的K.D.Millis首先研製成功現代球墨鑄鐵，並於1948年開始用於工業生產。由於使用球化劑處理鑄鐵或附以合金化及相應的熱處理，球墨鑄鐵的強度達到40-160Kg/mm2，進一步擴大了鑄鐵的應用範圍。球鐵問世以來，很多國家的鑄造工作者對球化劑和球化處理工藝進行了廣泛的研究，目前已有很多行之有效的球化劑和球化處理方法用於生產。
目前，球墨鑄鐵生產所採用較廣泛的方法是衝入包內法球化處理工藝，這是因為，這種方法相對而言設備簡單、投資少、操作方便。但是，其工藝穩定性差，尤其是隨著鐵水溫度的提高，反應沸騰更加劇烈，球化劑的消耗也隨之增大，鎂的吸收率降低。例如，在1530-1570℃的出爐鐵水溫度條件下，鐵水化學成分相同，使用熔製法的稀土鎂矽鐵合金球化劑進行球化處理，球化劑的加入量由1480℃以下的1.1-1.2％增加到2.1-2.3％，隨著球化劑加入量的增大，鐵水溫度的降低也隨之增加。另外，在慣用的熔制鎂合金衝入包內法球化處理中，所使用的球化處理劑是按一定化學成分要求預先熔制好的，在熔制過程中，鎂和稀土元素的燒損是不可避免的。為了保證其化學成分，尤其是鎂需要多補加1.2％左右的百分量。儘管如此，最終產品中的氧化鎂含量還是無法消除掉。電爐熔制生產工序加大了球化劑的生產成本。
本發明的目的是提供一種用於衝入包內法球化處理生產球墨鑄鐵的鐵水處理劑，該鐵水處理劑生產工藝簡單，質量穩定可靠，操作簡便，機械性能和鑄造性能優良，並且生產成本較低。
本發明的第一方面是一種用於生產鑄鐵的鐵水球化劑，它含有(重量％)5-12％Mg、5-60％Si、0.5-8％Re、＜40％Na2CO3、餘量為Fe。
該球化劑是通過將鎂粉、矽鐵粉、稀土矽鐵合金粉、碳酸鈉粉和鐵粉按上述配比混合均勻製成。鎂粉的粒度為100目以下，矽鐵粉的粒度為＜1mm，稀土矽鐵合金粉的粒度為＜1mm，矽鐵粉的粒度為＜3mm。
上述的Re優選的是選自鑭(La)和鈰(Ce)中的一種或二種稀土元素。
上述本發明的球化劑可採用包內衝入法對鐵水進行球化處理，處理時原鐵水溫度控制在1380-1580℃，鐵水球化劑的加入量為被處理鐵水總重量的0.6-1.2％。
本發明的第二方面是一種鐵水脫硫劑，其特徵是，含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、餘量為Fe，該脫硫劑是將鎂粉、碳酸鈉粉和鐵粉或鐵屑按上述配比混合均勻製成。
本發明的脫硫劑是將鎂粉、碳酸鈉粉和鐵粉或鐵屑按上述配比混合均勻製成。鎂粉的粒度為100目以下，優選的是200目以下。
使用本發明的脫硫劑對鐵水進行脫硫處理時，可以採用包內衝入法進行，鐵水處理劑的加入量為被處理鐵水總重量的0.5-1.0％，被處理的原鐵水溫度控制在1300-1550℃。
下面，通過實施例更具體地說明本發明。
實施例1採用機械混合方法製備鐵水球化劑，球化劑含有(重量％)8％Mg、7％Re、40％Si，餘量是Fe。
使用上述球化劑在消失模生產線上進行鐵水處理試驗。球化處理在鐵水溫度為1547℃下進行，實際處理鐵水量642Kg，鐵水處理劑加入量為原鐵水重量的1.14％，球化反應時間35秒。表1中列出了經球化處理後的鐵水光譜分析的結果。表1元素名稱CSi Mn P S Ce Mg重量％3.52 2.69 0.123 0.069 0.012 0.020 0.049對直徑φ6mm的隨型試塊測定機械強度，結果，抗拉強度為481.0Mpa，延伸率為20.3％。與現有技術的球化劑相比，用本實例的球化劑處理後，抗拉強度和延伸率有不同程度的提高，同時，球化劑的用量降低40-50％。
實施例2採用機械混合方法製備鐵水球化劑，球化劑含有(重量％)6％Mg、2％Re、35％Si、8％Na2CO3，餘量是Fe。
使用上述球化劑進行鐵水球化處理，實際處理鐵水量570Kg，鐵水球化劑加入量為原鐵水重量的1.12％，球化反應時間50秒。除此之外與實施例1同樣操作，對鐵水進行球化處理。表2中列出了經過球化處理後的鐵水的光譜分析結果表2元素分析 C Si Mn P S Ce Mg重量％3.64 2.54 0.106 0.065 0.0170.006 0.039對直徑φ6mm的隨型試塊測定機械強度，結果，抗拉強度為523.10Mpa，延伸率為15.6％。
實施例3採用機械混合方法製備鐵水脫硫劑。該脫硫劑含有(重量％)6.5％Mg、43.5％Na2CO3，餘量為Fe。
使用上述脫硫劑對沖天爐熔化的鐵水進行脫硫處理。用1000Kg堤壩式鐵水包，原鐵水含硫量為0.043％，脫硫處理鐵水總重量為1000Kg，出爐鐵水溫度為1520℃，脫硫劑加入量為被處理鐵水總重量的0.7％，脫硫反應時間為2分15秒，脫硫反應過程平緩一致。經脫硫處理後鐵水含硫量為0.013％，脫硫率達到70％。
上述實施例的試驗結果表明，本發明的鐵水處理劑解決了衝入包內法球化處理時鎂吸收率低、反應劇烈、鐵水飛濺等問題。鐵水降溫小，一般為50-60℃，可以降低球化劑加入量40％左右，為生產低硫、低Re優質球鐵件創造了條件。本發明鐵水處理劑製造工藝簡單，通過機械混合就可以製備，不需要熔煉。本發明鐵水處理劑的含矽量可以任意調整，放寬了對原鐵水含矽量的要求，是一種理想的鐵水處理劑。
權利要求
1．一種球化劑，其特徵是，含有(重量％)5-12％Mg、5-60％Si、0.5-8％Re、＜40％Na2CO3、餘量為Fe，該球化劑是將鎂粉、矽鐵粉、稀土矽鐵合金粉、碳酸鈉粉和鐵粉按上述配比混合均勻製成。
2．權利要求1所述的球化劑，其特徵在於，鎂粉的粒度為100目以下，矽鐵粉的粒度為＜1mm，稀土矽鐵合金粉的粒度為＜1mm，鐵粉的粒度為＜3mm。
3．權利要求1所述的球化劑，其特徵在於，所述的Re是La和/或Ce。
4．用權利要求1-3中任一項所述的鐵水處理劑對鐵水進行球化處理的方法，其特徵是，採用包內衝入法用該處理劑對鐵水進行球化處理，原鐵水溫度控制在1380-1580℃，鐵水球化劑的加入量為被處理鐵水總重量的0.6-1.2％。
5．鐵水脫硫劑，其特徵是，該脫硫劑含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、餘量為Fe，該脫硫劑是將鎂粉、碳酸鈉粉和鐵粉或鐵屑按上述配比混合均勻製成。
6．權利要求5所述的脫硫劑，其特徵在於，鎂粉的粒度為100目以下。
7．權利要求6所述的脫硫劑，其特徵在於，鎂粉的粒度為200目以下。
8．使用權利要求5所述的脫硫劑對鐵水進行脫硫處理的方法，其特徵是，採用包內衝入法進行脫硫處理，鐵水處理劑的加入量為被處理鐵水總重量的0.5-1.0％，被處理的原鐵水溫度控制在1300-1550℃。
全文摘要
本發明提供了一種鐵水球化劑,該球化劑含有(重量%):5—12%Mg、5—60%Si、0.5—8%Re、<40%Na
文檔編號C22C33/10GK1288970SQ00124768
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月14日 優先權日2000年9月14日
發明者劉年路 申請人:劉年路