專利名稱：球化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化處理方法，更具體地說是采用外襯方型鋼管的塊狀稀土鎂硅鐵球化劑在球化包內(nèi)進(jìn)行的沖入包內(nèi)法的球化處理的方法。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)球墨鑄鐵件的企業(yè)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(nèi)外用量最大的球化劑，但是在其傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中能耗高，熔損大，環(huán)境污染嚴(yán)重，傳統(tǒng)球化劑由于鎂的吸收率低，其加入量較大。長期以來，國內(nèi)外的技術(shù)人員對沖入包內(nèi)法球化處理工藝技術(shù)及稀土鎂硅鐵球化劑的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了不懈的努力研究。目前，在以稀土鎂硅鐵為球化劑采用沖入包內(nèi)法球化處理的生產(chǎn)工藝，當(dāng)出鐵溫度在1480°C以上，球化處理包在連續(xù)使用的紅熱包狀態(tài)下，Mg含量在> 8%時，球化反應(yīng)狀 況隨溫度的升高而加劇，出現(xiàn)強(qiáng)烈的鎂光、甚至造成鐵水飛濺，結(jié)果是有效元素Mg及RE的吸收率降低，造成經(jīng)過球化處理的鐵水后期衰退，球化級別下降。傳統(tǒng)的解決辦法是①在熔煉球化劑時加入一定量的SiCa合金提高含Ca量來緩解其爆發(fā)反應(yīng)，增加SiCa合金無疑使生產(chǎn)成本增加。②將球化劑中的Mg含量控制在8%左右或<8%來緩解反應(yīng)。③在稀土鎂硅鐵球化劑投入鐵水包的堤壩內(nèi)，在其上覆蓋生鐵屑并打?qū)?，也有在包?nèi)加入澆冒口、碎鐵塊降低包內(nèi)鐵水反應(yīng)溫度。④在包內(nèi)投入球化劑及孕育硅鐵后，在其上覆蓋珍珠巖聚渣劑或在其上覆蓋鐵板。上述措施雖然對控制鎂合金反應(yīng)的劇烈狀況有效果，但是反應(yīng)結(jié)束，鐵水降溫較大，鐵水表面浮渣多，球化反應(yīng)的穩(wěn)定性受鐵水溫度的影響而變化，有效元素Mg、RE和Si的吸收率波動范圍大；對于沖天爐熔煉的高溫鐵水在球化前的原鐵水含硫量偏高時，只有采取提高球化劑的加入量并增加球化劑中RE及Ca的含量，而目前在高溫處理狀況下將球化劑中Mg的含量再增加是很有限的。本人申請的中國發(fā)明專利公開號CN101029367A名稱為“球化處理裝置及球化處理工藝”和公開號CN101509084A名稱為“球化劑的生產(chǎn)方法”的兩項(xiàng)專利申請，現(xiàn)均已獲得專利權(quán)，解決了沖入包內(nèi)法球化處理時反應(yīng)劇烈、有效元素吸收率低的問題，也解決了稀土鎂硅鐵球化劑在熔制過程中反應(yīng)劇烈、燒損較大、球化劑合金成分偏析的問題，尚需改進(jìn)的問題采用球化處理裝置進(jìn)行球化處理，需利用堤壩式球化處理包的結(jié)構(gòu)，為了將稀土鎂硅鐵球化劑及孕育劑全部投入到堤壩內(nèi)，堤壩必須有足夠的高度，例如新修砌的IOOOkg球化包的堤壩高度達(dá)23cm，堤壩高度的增加使球化劑熔化沸騰反應(yīng)的爆發(fā)點(diǎn)位置提高，不利于有效元素的吸收及鐵水的凈化?？刂魄蚧磻?yīng)的時間需根據(jù)觀察處理包的狀況來控制支桿壓頭的位置，要做到無鎂光無煙球化處理所需時間較長。包內(nèi)的堤壩經(jīng)球化處理后容易掛渣、損壞，出現(xiàn)這些問題將影響球化處理質(zhì)量的穩(wěn)定，同時也增加了修理鐵水包的工作量。2011年10月24日，本人又申請了國際申請?zhí)枮镻CT/CN2011/001762，名稱為“無煙球化處理方法”的發(fā)明專利申請。其特點(diǎn)是采用立柱及定位標(biāo)尺上的第三螺栓及螺母為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的壓杠上的轉(zhuǎn)向軸的第一螺栓聯(lián)結(jié)支桿壓頭的方式或采用電動機(jī)傳動起重設(shè)備的鉤頭懸吊具有配重鐵的支桿壓頭的方式，利用支桿壓頭將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑固定在球化包內(nèi)，采用沖入包內(nèi)法處理。其不足之處是固定外襯方型鋼管的整體塊狀稀土鎂硅鐵球化劑需依賴支桿壓頭，不利于采用覆蓋包蓋的球化方式，支桿壓頭的損壞及在高溫球化處理過程中外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑在熔損后移動上浮都會影響球化處理的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種球化處理方法，利用外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑配合覆蓋包蓋的球化處理包，解決沖入包內(nèi)法球化處理時反應(yīng)劇烈、有效元素吸收率低的問題，精確控制球化反應(yīng)時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮和利用資源，顯著改善球化劑制作過程及使用過程的生產(chǎn)環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)上述目的，將熔制好的含Mg彡20 %、含Si彡65 %和含RE彡3 %的稀土鎂硅 鐵球化劑合金液注入到方形鋼管內(nèi)，待其凝固冷卻后，就獲得了以方形鋼管為外襯、兩端開放的整體稀土鎂硅鐵球化劑；如圖I所示在球化包的底部邊緣處垂直砌筑有第一耐火磚，與其比鄰水平砌筑有第二耐火磚，第二耐火磚的另一端砌筑有第三耐火磚，緊貼著第三耐火磚垂直砌筑有第四耐火磚，第五耐火磚和第六耐火磚均水平砌筑在第四耐火磚和球化包包壁之間，第五耐火磚重疊砌筑在第六耐火磚之上，砌筑在球化包底部的第三耐火磚其高度低于水平砌筑的第二耐火磚，在連續(xù)生產(chǎn)球化處理時，少量的掛渣不會妨礙操作的進(jìn)行。在球化包的上端設(shè)置有覆蓋包蓋，覆蓋包蓋分為安裝U型澆口杯的半個包蓋及可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋兩部分，為便于修包在安裝U型澆口杯的半個包蓋上的U型澆口杯是活動的，可以方便將U型澆口杯取下修補(bǔ)，U型澆口杯是以鐵板及鋼筋為骨架外襯耐火材料，安裝U型澆口杯的半個包蓋與包蓋固定套管焊接成為一體，可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋與包蓋旋轉(zhuǎn)套管焊接成為一體，轉(zhuǎn)動軸經(jīng)過包蓋固定套管及包蓋旋轉(zhuǎn)套管將安裝U型澆口杯的半個包蓋及可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋組合為一個整體，在可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋上設(shè)有通孔，在通孔上焊接有導(dǎo)向套管，紙質(zhì)空心套管的一端被聯(lián)結(jié)套管上的緊固螺栓固定后插入導(dǎo)向套管，可以及時測定包內(nèi)鐵水的液面高度，在安裝U型澆口杯的半個包蓋上設(shè)置有第一緊固套管，可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋上設(shè)置有第二固定套管，在安裝U型澆口杯的半個包蓋上焊接有包蓋定位軸，通過焊接在球化包上端的包蓋定位套管將安裝U型澆口杯的半個包蓋固定，短軸穿過第二固定套管和第一固定套管將可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋固定，將修筑好的球化處理包及覆蓋包蓋烘干后用于球化處理。為了進(jìn)一步提高稀土元素的利用率，設(shè)計并制作了如圖3及圖4所示在整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬，外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑與外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬其合金外露開口的方向相同，以焊接的方式將外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬與容納整體鎂硅鐵球化劑的復(fù)合外襯方形鋼管聯(lián)結(jié)在一起，將熔制好的整體鎂硅鐵球化劑合金液注入到復(fù)合外襯方形鋼管內(nèi)凝固冷卻。為了加速球化劑合金液的冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板，減少球化劑的化學(xué)成分偏析及熔損；鐵水沖入球化包，球化反應(yīng)開始后，在整個球化反應(yīng)過程的最后小于50%的反應(yīng)時間內(nèi)，外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬開始參與球化反應(yīng)，有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。采用圖3及圖4所示在整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬的方式，在整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金，外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑與外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金其合金外露開口的方向相同，以焊接的方式將外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金與容納整體鎂硅鐵球化劑的復(fù)合外襯方形鋼管聯(lián)結(jié)在一起，將熔制好的整體鎂硅鐵球化劑合金液注入到復(fù)合外襯方形鋼管內(nèi)凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包(I)，球化反應(yīng)開始后，在整個球化反應(yīng)過程的最后小于50%的反應(yīng)時間內(nèi)，外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金開始參與球化反應(yīng)，有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。方形鋼管外觀規(guī)則整齊，將其開口朝上組合排列后將采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)或電爐二次重熔法生產(chǎn)的稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到其中，由于在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板的原 因，加速了球化劑合金液的冷卻凝固，減少了球化劑的化學(xué)成分偏析，外襯方形鋼管的整體球化劑合金不需破碎及篩分，便于搬運(yùn)碼放。其球化處理步驟如下a、打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑放入球化包到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊插入推緊，放入耐火磚材料制成的上蓋板并用耐火磚的材料制成的第二楔型塞塊插入推緊；b、在球化包內(nèi)投入硅鐵孕育劑；C、關(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋，在導(dǎo)向套管上插入具有聯(lián)結(jié)套管及緊固螺栓的紙質(zhì)空心
套管；d、鐵水由U型澆口杯沖入球化包進(jìn)行球化反應(yīng)；e、待紙質(zhì)空心套管移動浮起沖入的鐵水達(dá)到預(yù)定鐵水高度停止沖入鐵水；f、球化反應(yīng)結(jié)束后補(bǔ)入余量鐵水，打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋；g、扒渣后采用加入量O. 1%粒度5臟成分為1%3-6%、1^1-2%、40-50% Si的復(fù)合孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋并用短軸插入第一固定套管鎖緊。本發(fā)明的有益效果由于整體稀土鎂硅鐵球化劑被楔形塞塊穩(wěn)定的固定在鐵水包底部，球化反應(yīng)時產(chǎn)生的鎂蒸氣可以無阻礙的在鐵水包底部擴(kuò)散，防止了整體稀土鎂硅鐵球化劑熔損后移動上浮的問題，解決了沖入包內(nèi)法球化處理時反應(yīng)劇烈鐵水飛濺、有效元素吸收率低的問題，因?yàn)殍F水降溫少球化處理時的出鐵水溫度可以降低30 50°C，由于關(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋后，安裝的U型澆口杯為沖入鐵水和澆注鐵水的進(jìn)出口，使包內(nèi)鐵水液面暴露的面積減少到原暴露面積的3 4%，在球化反應(yīng)過程及澆注過程中對防止鎂的損失和逃逸起到了積極作用，在不追求最低成本球化處理時可以實(shí)現(xiàn)無鎂光無煙球化處理。能夠精確控制球化反應(yīng)時間，在沖入的鐵水溫度波動< 100°C的情況下，球化反應(yīng)時間上下偏差小于5秒鐘。以傳統(tǒng)的含Mg8%、含RE5%和含Si41 %的球化劑同以方形鋼管為外襯，內(nèi)置含Mgl5%、含RE1%和含Si54%的整體球化劑相比，即采用一步法生產(chǎn)或電爐二次重熔法生產(chǎn)的外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑同傳統(tǒng)的稀土鎂硅鐵球化劑作對比，其產(chǎn)品生產(chǎn)成本可以降低25% 30%，在球化處理時包含外襯方形鋼管在內(nèi)的整體稀土鎂硅鐵球化劑加入重量可以比傳統(tǒng)球化劑降低25 30% ;經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，新工藝球化處理溫度由1450°C 1578°C之間變化時，其外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑加入量不變，球化反應(yīng)時間基本不變，對球化結(jié)果無影響，克服了傳統(tǒng)工藝球化處理時，隨著球化溫度的升高需增加球化劑的加入量的問題；改善了球化劑制作過程及使用過程的生產(chǎn)環(huán)境。同最接近的國際申請?zhí)枮镻CT/CN2011/001762，名稱為“無煙球化處理方法”的發(fā)明專利相比較，在相同的稀土鎂硅鐵球化劑化學(xué)成分和相同球化處理溫度的條件下，加設(shè)有外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的有效球化反應(yīng)時間更精確，球化處理及澆注過程中鐵水降溫少并對防止鎂的損失和逃逸造成的球化衰退產(chǎn)生了顯著效果，有效元素Mg、RE和Si的吸收率高，對于稀土元素RE含量在2 8 %的傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑，采用本工藝，其稀土元素RE的用量可以降低50 75%。


圖I是設(shè)置有U型澆口杯及覆蓋包蓋的球化包內(nèi)安置了外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的剖視圖。 圖2是設(shè)置有U型澆口杯及覆蓋包蓋的球化包內(nèi)安置了外襯方形鋼管的整體稀土 鎂硅鐵球化劑的俯視圖。圖3是復(fù)合外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬的剖視圖。圖4是復(fù)合外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬的左視圖。附圖標(biāo)記說明1為球化包，2為外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑，3為第一楔形塞塊，4為耐火磚材料制作的上蓋板，5為第二楔形塞塊，6為第一耐火磚，7為第二耐火磚，8為第三耐火磚，9為為第四耐火磚，10為第五耐火磚，11為第六耐火磚，12為U型澆口杯，13為安裝U型澆口杯的半個包蓋，14為轉(zhuǎn)動軸，15為紙質(zhì)空心套管，16為旋轉(zhuǎn)的半個包蓋，17為導(dǎo)向套管，18為聯(lián)結(jié)套管，19為緊固螺栓，20為第一緊固套管，21第二緊固套管，22為短軸,23為包蓋固定套管,24為包蓋旋轉(zhuǎn)套管,25為包蓋定位套管,26為包蓋定位軸,27為整體鎂硅鐵球化劑，28為外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬，29為復(fù)合外襯的方形鋼管。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步的說明整體稀土鎂硅鐵球化劑外襯的方形鋼管及楔形塞塊對控制稀土鎂合金的反應(yīng)狀況和有效反應(yīng)時間起到了關(guān)鍵作用；楔形塞塊采用耐火磚的材料制成，根據(jù)形狀尺寸要求楔形塞塊可以采用耐火磚生產(chǎn)廠直接制作，也可以利用石材切割機(jī)按要求切割耐火磚制作，球化包I內(nèi)修砌的耐火磚之間的縫隙應(yīng)< 3mm，采用如圖I所示球化包I進(jìn)行球化處理時，由于球化包包底、第四耐火磚9及耐火磚材料制作的上蓋板4同第一楔形塞塊3四個耐火材料面將其緊密包圍，延緩了方形鋼管的熔化速度，因此，方形鋼管的壁厚選擇在2 4mm就可以滿足球化處理的需要，對于球化處理溫度大于1480°C，球化反應(yīng)時間較長時，，選擇上限值的壁厚。上述所用的方形鋼管也可以選用鑄鐵的材質(zhì)，采用鑄造的方法制造。由實(shí)驗(yàn)得知，為防止球化處理時間太短，反應(yīng)過于激烈，外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放置在球化處理包內(nèi)的高度以< 12cm為宜，球化處理的鐵水量較多時，應(yīng)采用2個以上方形鋼管開口方向相同并排焊接組合的結(jié)構(gòu)；在方形鋼管開口方向采用小于鋼管厚度的鋼板以焊接的方式封堵外襯方形鋼管兩端開口的一部分來控制球化反應(yīng)的初始反應(yīng)狀態(tài)。上述所用的外襯方形鋼管所用的材質(zhì)均為普碳鋼并無鍍層。用類同夾磚鐵夾的長柄鐵質(zhì)夾具卡緊外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2或楔型塞塊放入到球化包I內(nèi)；在球鐵鐵水澆注完后用長柄鐵鏟清除球化包I耐火磚上的掛渣；包蓋上的紙質(zhì)空心套 15管采用廢棄的鐵水測溫偶頭紙管；復(fù)合孕育的成分為Mg5 8%, REl 2%，Si40 50%，其粒度< 5mm。以鑄鐵材質(zhì)制作的上蓋板置換耐火磚材料制作的上蓋板4并取消插入用耐火磚材料制成的第二楔型塞塊5 ;僅改變上述球化處理步驟中的a :打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋16，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放入球化包I到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊3插入推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2上放置以鑄鐵材質(zhì)制作的上蓋板；防止外襯方形鋼管的頂部過早熔損。以珍珠巖聚渣劑置換耐火磚材料制作的上蓋板4并取消插入用耐火磚材料制成的第二楔型塞塊5 ;僅改變其球化處理步驟中的a :打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋16，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放入球化包I到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊3插入推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2上放置珍珠巖聚渣劑。對于球化處理的鐵水量較多時，為了降低外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2的高度，也可以采用矩形鋼管置換方形鋼管作為其外襯。對于經(jīng)球化處理的鐵水澆注時間較短時，上述的球化處理方法可以取消其覆蓋包蓋，采用沖入包內(nèi)法進(jìn)行球化處理。對于球化處理后鐵水含硫較低時，在球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后取消上述的復(fù)合孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水；采用僅加入處理鐵水重量O. 2%粒度< 5_的硅鋇孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水。實(shí)施例I :在冷風(fēng)沖天爐熔煉條件下進(jìn)行，熔化率為2噸/小時，采用附圖I所示的具有外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2被楔形塞塊穩(wěn)定的固定在鐵水包底的方式進(jìn)行球化處理，每包處理鐵水重量為1000kg，紅熱包連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用，出鐵槽鐵水溫度為14850C，原鐵水含硫量O. 063%,不包括外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑含Mgl5%、含RE2%和含Si58%，其投入包括外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2的重量占被處理鐵水重量的I. 15%,72SiFe孕育劑包內(nèi)加入O. 4%，在球化反應(yīng)時不覆蓋鐵屬和珍珠巖，球化反應(yīng)結(jié)束扒洛后二次復(fù)合孕育劑的加入量為O. 10%,球化反應(yīng)時間2分35秒,為無鎂光鐵水沸騰反應(yīng)，球化反應(yīng)結(jié)束后16分30秒取樣，球化級別2級。實(shí)施例2 :在中頻電爐熔煉條件下進(jìn)行，采用附圖I所示的具有外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2被楔形塞塊穩(wěn)定的固定在鐵水包底的方式進(jìn)行球化處理，每包處理鐵水重量為1000kg，電爐出鐵水溫度為1568°C，原鐵水含硫量O. 025%，不包括外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑含Mgl2. 5 %、含REl %和含Si58 %，其投入包括外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2的重量占被處理鐵水重量的O. 75%,72SiFe孕育劑包內(nèi)加入
O.35%，球化反應(yīng)結(jié)束扒渣后采用粒度< 5_的硅鋇孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水其加入為O. 2%，在不覆蓋鐵屑和珍珠巖的情況下，球化反應(yīng)時間在I分45秒，球化反應(yīng)平穩(wěn)，無鐵水飛濺，球化反應(yīng)結(jié)束后鐵水含硫量O. 008%,含鎂量O. 045%,球化反應(yīng)結(jié)束12分鐘取樣，球化級別2級。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化處理方法，其特征的第一部分是球化劑將熔制好的含Mg彡20%、含Si彡65%和含RE ( 3%的稀土鎂硅鐵球化劑合金液注入到方形鋼管內(nèi)凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板；其特征的第二部分是覆蓋包蓋的球化處理包在球化包(I)的底部邊緣處垂直砌筑有第一耐火磚出)，與其比鄰水平砌筑有第二耐火磚(7)，第二耐火磚(7)的另一端砌筑有第三耐火磚(8)，緊貼著第三耐火磚(8)垂直砌筑有第四耐火磚(9)，第五耐火磚(10)和第六耐火磚(11)均水平砌筑在第四耐火磚(9)和球化包(I)包壁之間，第五耐火磚(10)重疊砌筑在第六耐火磚(11)之上，砌筑在球化包(I)底部的第三耐火磚(8)其高度低于水平砌筑的第二耐火磚(7)，在球化包(I)的上端設(shè)置有覆蓋包蓋，覆蓋包蓋分為安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)及可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)兩部分，在安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)上的U型澆口杯(12)是活動的，安裝的U型澆口杯(12)為沖入鐵水和澆注鐵水的進(jìn)出口，U型澆口杯(12)是以鐵板及鋼筋為骨架外襯耐火材料，安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)與包蓋固定套管(23)焊接成為一體，可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)與包蓋旋轉(zhuǎn)套管(24)焊接成為一體，轉(zhuǎn)動軸(14)經(jīng)過包蓋固定套管(23)及包蓋旋轉(zhuǎn)套管(24)將安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)及可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)組合為一個整體，在可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)上設(shè)有通孔，在通孔上焊接有導(dǎo)向套管(17)，紙質(zhì)空心套管(15)的一端被聯(lián)結(jié)套管(18)上的緊固螺栓(19)固定后插入導(dǎo)向套管(17)，在安裝U型澆口杯的半個包蓋上(13)設(shè)置有第一緊固套管(20)，可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)上設(shè)置有第二固定套管(21)，在安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)上焊接有包蓋定位軸(26)，通過焊接在球化包(I)上端的包蓋定位套管(25)將安裝U型澆口杯的半個包蓋(13)固定，短軸(22)穿過第二固定套管(21)和第一固定套管(20)將可以打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)固定，將修筑好的球化處理包及覆蓋包蓋烘干后用于球化處理； 其球化處理步驟如下 a、打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入球化包(I)到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊(3)插入推緊，放入耐火磚材料制作的上蓋板(4)并用耐火磚的材料制成的第二楔型塞塊(5)插入推緊； b、在球化包(I)內(nèi)投入硅鐵孕育劑； C、關(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)，在導(dǎo)向套管(17)上插入具有聯(lián)結(jié)套管(18)及緊固螺栓(19)的紙質(zhì)空心套管(15)； d、鐵水由U型澆口杯(12)沖入球化包(I)進(jìn)行球化反應(yīng)； e、待紙質(zhì)空心套管(15)移動浮起沖入的鐵水達(dá)到預(yù)定鐵水高度停止沖入鐵水； f、球化反應(yīng)結(jié)束補(bǔ)入余量鐵水，打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)； g、扒渣后采用加入量O.1%粒度彡5mm成分為Mg3-6%、RE1-2%,40-50% Si的復(fù)合孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)并用短軸(22)插入第一固定套管(20)鎖緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球化處理方法，其特征是采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)或電爐二次重熔法生產(chǎn)的稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到方形鋼管中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球化處理方法，其特征是以鑄鐵材質(zhì)制作的上蓋板置換耐火磚材料制作的上蓋板(4)并取消插入用耐火磚材料制成的第二楔型塞塊(5);僅改變其球化處理步驟中的a :打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入球化包(I)到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊(3)插入推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)上放置以鑄鐵材質(zhì)制作的上蓋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球化處理方法，其特征是以珍珠巖聚渣劑置換耐火磚材料制作的上蓋板(4)并取消插入用耐火磚材料制成的第二楔型塞塊(5);僅改變其球化處理步驟中的a :打開旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)，將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入球化包(I)到達(dá)預(yù)定位置后，將耐火磚的材料制成的第一楔型塞塊(3)插入推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)上放置珍珠巖聚渣劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球化處理方法，其特征是采用2個以上方形鋼管開口方向相同并排焊接組合的結(jié)構(gòu)；在方形鋼管開口方向采用小于鋼管厚度的鋼板以焊接的方式封堵外襯方形鋼管兩端開口的一部分來控制球化反應(yīng)的初始反應(yīng)狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所的球化處理方法，其特征是取消其覆蓋包蓋的沖入包內(nèi)法的球化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球化處理方法，其特征是改變其球化處理步驟中的g、取消扒渣后采用加入量O. 1%粒度彡5mm成分為Mg3-6%、REl-2%、40-50% Si的復(fù)合孕育劑進(jìn)行覆蓋鐵水，改變?yōu)榘窃箨P(guān)閉旋轉(zhuǎn)的半個包蓋(16)并用短軸(22)插入第一固定套管(20)鎖緊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的球化處理方法，其特征是以矩形鋼管置換方形鋼管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的球化處理方法，其特征是在整體鎂硅鐵球化劑(27)內(nèi)部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬(28)，外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑(27)與外襯方形鋼管的鑭稀土金屬(28)其合金外露開口的方向相同，以焊接的方式將外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬(28)與容納整體鎂硅鐵球化劑(27)的復(fù)合外襯方形鋼管(29)聯(lián)結(jié)在一起，將熔制好的整體鎂硅鐵球化劑(27)合金液注入到復(fù)合外襯方形鋼管(29)內(nèi)凝固冷卻；在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包(I)，球化反應(yīng)開始后，在整個球化反應(yīng)過程的最后小于50%的反應(yīng)時間內(nèi)，外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬(28)開始參與球化反應(yīng)，有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的球化處理方法，其特征是在整體鎂硅鐵球化劑內(nèi)部置有外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金，外襯方形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑與外襯方形鋼管的稀土元素含量<33%的整體稀土鎂硅鐵合金其合金外露開口的方向相同，以焊接的方式將外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金與容納整體鎂硅鐵球化劑的復(fù)合外襯方形鋼管聯(lián)結(jié)在一起，將熔制好的整體鎂硅鐵球化劑合金液注入到復(fù)合外襯方形鋼管內(nèi)凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的方形鋼管之間增設(shè)冷卻鐵并設(shè)置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包(I)，球化反應(yīng)開始后，在整個球化反應(yīng)過程的最后小于50%的反應(yīng)時間內(nèi)，外襯方形鋼管的稀土元素含量< 33%的整體稀土鎂硅鐵合金開始參與球化反應(yīng)，有效補(bǔ)充所需的稀土元素含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化處理方法。將熔制好的含Mg≤20％、含Si≤65％和含RE≤3％的稀土鎂硅鐵球化劑合金液注入到方型鋼管內(nèi)凝固冷卻；采用覆蓋包蓋的球化處理包包內(nèi)底部砌筑的耐火磚及楔型塞塊將外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑固定在球化包內(nèi)，采用沖入包內(nèi)法球化處理；控制球化反應(yīng)的時間精確，在球化處理過程及澆注過程鐵水降溫少，球化處理后Mg、RE和Si的吸收率高，球化反應(yīng)結(jié)束15分鐘后不出現(xiàn)球化衰退，改善了球化劑制作過程及使用過程的生產(chǎn)環(huán)境，顯著降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量。與稀土元素RE含量在2～8％的傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑比較，采用本方法進(jìn)行球化處理實(shí)現(xiàn)了稀土元素RE的用量降低50～75％。
文檔編號C22C33/10GK102884210SQ201280000506
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者劉年路, 劉昌晨 申請人:天津市萬路科技有限公司, 劉年路, 劉昌晨