專(zhuān)利名稱(chēng)：球化劑的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵過(guò)程中使用的球化劑的生產(chǎn)工藝，更具體的說(shuō)是稀土鎂硅鐵球化劑的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
采用沖入包內(nèi)法球化處理生產(chǎn)球墨鑄鐵件，不僅在沖天爐熔化鐵水生產(chǎn)鑄件的企業(yè)廣為應(yīng)用，在電爐熔化；沖天爐、電爐雙聯(lián)熔化；以及高爐、電爐聯(lián)合熔煉的企業(yè)中也普遍應(yīng)用。在沖入包內(nèi)法球化處理時(shí)，廣泛采用稀土鎂硅鐵合金作為球化劑，這種生產(chǎn)方法投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，因此，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外同行對(duì)此種球化劑的生產(chǎn)工藝方法及應(yīng)用進(jìn)行了不懈的努力研究。
目前生產(chǎn)稀土鎂硅鐵合金球化劑的方法主要為①中頻感應(yīng)電爐二次冶煉重熔法將固態(tài)的金屬鎂、稀土硅鐵等裝入爐中熔煉，熔清后攪拌均勻出爐澆注。②采用電弧爐生產(chǎn)稀土硅鐵合金，將合金液沖入壓鎂包，在爐外壓力加鎂。③采用礦熱爐生產(chǎn)稀土硅鐵合金，將合金液沖入壓鎂包，在爐外壓力加鎂；也有采用礦熱爐和感應(yīng)爐雙聯(lián)冶煉以補(bǔ)充因降溫大造成的熱量不足的問(wèn)題。
目前，采用礦熱爐“一步法”直接生產(chǎn)稀土鎂硅鐵合金的工藝比前兩種生產(chǎn)工藝成本低、生產(chǎn)效率相對(duì)較高的特點(diǎn)。但是，“一步法”生產(chǎn)工藝對(duì)于含RE及Ca在≤2％時(shí)，爐內(nèi)的還原反應(yīng)狀況穩(wěn)定，可以連續(xù)大批量生產(chǎn)，但是當(dāng)RE及Ca含量增加后，由于冶煉工藝的限制在礦熱爐中冶煉的合金產(chǎn)量比礦熱爐冶煉≤2％低RE及Ca合金的產(chǎn)量減少。國(guó)內(nèi)稀土硅鐵合金生產(chǎn)廠(chǎng)集中在四川、內(nèi)蒙等地，相對(duì)較集中，而硅鐵的生產(chǎn)廠(chǎng)家相對(duì)較多、分布廣且有半數(shù)以上的硅鐵礦熱爐因?yàn)樾б娌钐幱陉P(guān)停狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決球化劑熔制過(guò)程中熱平衡的問(wèn)題，結(jié)合目前已知的生產(chǎn)技術(shù)及工藝方案，在保證質(zhì)量的條件下，降低成本并做到能源節(jié)約與循環(huán)利用。
由于稀土硅鐵合金的熔點(diǎn)比稀土鎂硅鐵合金的熔點(diǎn)要高約100℃。因此稀土硅鐵合金的熔化反應(yīng)要比稀土鎂硅鐵合金的熔化反應(yīng)相對(duì)要慢一些，在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1112456C“鐵水處理劑及其應(yīng)用”的工藝實(shí)施中，發(fā)現(xiàn)球化劑粒度小于5mm，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用并無(wú)影響并且對(duì)鐵水的凈化有利，球化劑的加入量可以減少。進(jìn)一步的深入試驗(yàn)證明球化劑中RE的含量可以適量降低，對(duì)Mg8％RE7％球化劑每降低1％RE可降低成本3.6％。結(jié)合“雙層多風(fēng)口沖天爐”及熔煉工藝，可獲得球化前原鐵水含硫量0.028％S，采用沖入包內(nèi)法球化處理，加入0.5％的Mg8％RE5％的球化劑，球化反應(yīng)完包內(nèi)溫度為1470℃，經(jīng)球化處理后鐵水中含硫量為0.012％，后期機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度496Mpa，延伸率24.1％。當(dāng)出鐵溫度為1510℃時(shí)，球化劑加入量增加到0.7％可以保證球化成功。由于采用“雙層多風(fēng)口沖天爐”的熔化工藝，鐵水的凈化效果好，可以降低球化劑中RE含量，擴(kuò)大了≤5％RE含量球化劑的使用范圍。
在球化處理時(shí)，將＜8mm含RE30％的稀土硅鐵以加入球化劑重量的7～9％，先投入包內(nèi)，在其上投入成分為Mg8％RE4％的鐵水處理劑或傳統(tǒng)塊狀球化劑完全可以替代Mg8％RE7％的傳統(tǒng)球化劑，造成稀土硅鐵反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間推遲、減少其脫氣、脫硫的作用，充分保留和發(fā)揮其抗反球化干擾元素的作用。因此，常規(guī)生產(chǎn)的Mg8％RE7％球化劑只需含RE4.5％輔以包內(nèi)補(bǔ)充稀土合金就能達(dá)到理想的效果。礦熱爐冶煉50SiFe含RE及Ca均在1.5～2％時(shí)，只需要在包內(nèi)補(bǔ)充占沖入含多元合金的50SiFe重量15％含RE30％的稀土合金就可以達(dá)到RE含量4.5～5.1％的多元合金。
采用2～3臺(tái)礦熱爐同時(shí)冶煉含RE、Ca≤2％的含硅50％的多元合金，均勻錯(cuò)開(kāi)每臺(tái)礦熱爐合金液的出爐時(shí)間，用同一中間包接需進(jìn)一步處理的合金液，減少因?yàn)橥r(shí)間長(zhǎng)而造成中間包溫度降低，可減少溫度降低50～60℃。將占合金液重量≤15％需補(bǔ)充加入的稀土硅鐵和硅鈣合金破碎成＜10～20mm的粒度，平鋪裝入預(yù)熱鐵斗中放置在前期出爐的球化劑合金液上預(yù)熱至300～500℃，將需壓入包內(nèi)占多元硅鐵合金液重量9～9.5％的鎂錠也在前期出爐的合金液上預(yù)熱至300℃。
在三臺(tái)礦熱爐同時(shí)冶煉的條件下，已知加入中間包的稀土硅鐵及硅鈣合金重量占出爐多元鐵合金液的重量比例為15％，由于投入原料已加熱至大于300℃，300÷1500＝20％，可以減少20％提升溫度的熱量。這樣相當(dāng)于減少了20％的稀土硅鐵及硅鈣合金加入量，15％×80％＝12％，礦熱爐出爐合金溫度控制在1550～1600℃，采用三臺(tái)礦熱爐同時(shí)冶煉時(shí)，多元合金液沖入包內(nèi)扒渣后降低為1500～1550℃。
在加入預(yù)熱的稀土硅鐵、少量的硅鈣后，折算吸熱降溫為1500～1550℃×(100％-12％)＝1320～1364℃在中間包壓入鎂錠之前的合金液溫度保證在1320～1364℃，因此，在采用二臺(tái)礦熱爐同時(shí)冶煉的情況下，多元合金液沖入包內(nèi)扒渣后降低為1450～1500℃，經(jīng)過(guò)預(yù)熱后加入中間包的稀土硅鐵合金占出鐵多元合金液重量比例是≤10％，合金預(yù)熱溫度應(yīng)大于150℃，150÷1500＝10％，可以減少10％的提升溫度的熱量，相當(dāng)于減少了10％稀土硅鐵及硅鈣合金加入量，10％×90％＝9％，折算其吸熱降溫為1450～1500℃×(100％-9％)＝1319.5～1365℃上述工藝方案完全可以保證1280～1310℃壓鎂所需的溫度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是充分發(fā)揮能源的循環(huán)利用，取消球化劑的二次熔煉工藝，減少了環(huán)境污染，結(jié)合“雙層多風(fēng)口沖天爐”，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的條件下，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明采用三臺(tái)6300KVA相鄰的礦熱爐同時(shí)冶煉含Si47～50％、含RE1.2～2.0％、含Ca1.5～2.0％、余量為鐵的多元合金，均勻錯(cuò)開(kāi)每臺(tái)礦熱爐合金液的出鐵時(shí)間，其間隔時(shí)間約30分鐘，用同一中間包往復(fù)接需待處理的多元合金液。由于中間包空包時(shí)間不足10分鐘，包內(nèi)溫度降顯著降低，將提前預(yù)熱至大于300℃的補(bǔ)充加入的稀土硅鐵投入中間包，在其表面覆蓋草灰或膨脹后的珍珠巖保溫材料，將高溫合金液沖入包內(nèi)，根據(jù)鐵水電子定量吊鉤秤測(cè)量扒渣后的包內(nèi)合金重量，調(diào)整化學(xué)成分比例。
當(dāng)多元合金溫度降至1290～1300℃時(shí)，壓入預(yù)熱的鎂錠(占總合金液8.8％)，鎂錠反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行澆錠。
澆錠結(jié)束后，將下一爐次投入包內(nèi)待處理的稀土合金、硅鈣合金平鋪裝入預(yù)熱斗中放置在剛澆注的合金液上預(yù)熱，利用合金液的熱量將下一爐次需壓入的鎂錠也放置在預(yù)熱斗上預(yù)熱。球化劑合金冷卻后，破碎、篩分、理化檢驗(yàn)、稱(chēng)重、包裝。
權(quán)利要求
1.一種利用礦熱爐熔煉含RE＜2％，含Ca＜2％，含Si47～50％的多元合金，生產(chǎn)稀土鎂硅鐵合金球化劑的工藝，其特征在于采用三臺(tái)礦熱爐同時(shí)熔煉，均勻錯(cuò)開(kāi)每臺(tái)礦熱爐合金液的出鐵時(shí)間，用同一中間包往復(fù)接需待處理的多元合金液，在中間包內(nèi)投入利用前期合金液余熱加熱，溫度＞300℃的稀土硅鐵合金和硅鈣合金，其加入量與礦熱爐出爐合金液重量的比例是≤15％；當(dāng)多元合金液溫度降至1290～1300℃時(shí)，壓入經(jīng)預(yù)熱至300℃的鎂錠，鎂反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行澆錠，澆錠結(jié)束后，將下一爐次投入包內(nèi)待處理的稀土合金、硅鈣合金平鋪裝入預(yù)熱鐵斗中放置在剛澆注的合金液上預(yù)熱，利用合金液的熱量將下一爐次需壓入的鎂錠也放置在預(yù)熱鐵斗上預(yù)熱；球化劑合金冷卻后，破碎、篩分、包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土鎂硅鐵合金球化劑生產(chǎn)工藝，其特征在于，采用二臺(tái)礦熱爐同時(shí)熔煉，在中間包內(nèi)投入經(jīng)預(yù)熱的稀土硅鐵合金和硅鈣合金，其加入量占礦熱爐出爐合金液重量比例是≤10％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用2～3臺(tái)礦熱爐同時(shí)熔煉含RE＜2％、含Ca＜2％、含Si47～50％的硅鐵多元合金，生產(chǎn)稀土鎂硅鐵合金球化劑的工藝。它是通過(guò)均勻錯(cuò)開(kāi)每臺(tái)礦熱爐合金液的出鐵時(shí)間，用同一中間包往復(fù)接需待處理的多元合金液，在中間包投入利用前期合金液余熱加熱的稀土硅鐵合金及硅鈣合金，其加入量與礦熱爐出爐合金液重量的比例是≤15％，多元合金液沖入中間包后，根據(jù)工藝進(jìn)行壓力加鎂處理，鎂反應(yīng)完畢進(jìn)行澆錠。
文檔編號(hào)C22C1/02GK1932061SQ20061015011
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者劉年路 申請(qǐng)人:劉年路