專利名稱：球化處理的方法
技術領域：
本發明是關于生產球墨鑄鐵的球化處理方法，更具體地說是采用外襯矩形或方形鋼管的塊狀稀土鎂硅鐵球化劑在球化包內進行的沖入包內法的球化處理的方法。
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，在以稀土鎂硅鐵為球化劑采用沖入包內法球化處理的生產工藝，當出鐵溫 度在1480°C以上，球化處理包在連續使用的紅熱包狀態下，Mg含量在> 8%時，球化反應狀況隨溫度的升高而加劇，出現強烈的鎂光、甚至造成鐵水飛濺，結果是有效元素Mg及RE的吸收率降低，造成經過球化處理的鐵水后期衰退，球化級別下降。傳統的解決辦法是①在熔煉球化劑時加入一定量的SiCa合金提高含Ca量來緩解其爆發反應，增加SiCa合金無疑使生產成本增加。②將球化劑中的Mg含量控制在8%左右或<8%來緩解反應。③在稀土鎂硅鐵球化劑投入鐵水包的堤壩內，在其上覆蓋生鐵屑并打實，也有在包內加入澆冒口、碎鐵塊降低包內鐵水反應溫度。④在包內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的劇烈狀況有效果，但是反應結束，鐵水降溫較大，鐵水表面浮渣多，球化反應的穩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“球化劑的生產方法”的兩項專利申請，現均已獲得專利權，解決了沖入包內法球化處理時反應劇烈、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劇烈、燒損較大、球化劑合金成分偏析的問題。尚需改進的問題采用球化處理裝置進行球化處理，需利用堤壩式球化處理包的結構，為了將稀土鎂硅鐵球化劑及孕育劑全部投入到堤壩內，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23cm，堤壩高度的增加使球化劑熔化沸騰反應的爆發點位置提高，不利于有效元素的吸收及鐵水的凈化。控制球化反應的時間需根據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。包內的堤壩經球化處理后容易掛渣、損壞，出現這些問題將影響球化處理質量的穩定，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號為PCT/CN2011/001762，名稱為“無煙球化處理方法”的發明專利。其特點是采用立柱及定位標尺上的第三螺栓及螺母為轉軸旋轉的壓杠上的轉向軸的第一螺栓聯結支桿壓頭的方式或采用電動機傳動起重設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，采用沖入包內法處理。其不足之處是固定外襯方形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量。
發明內容
本發明的目的是提供一種球化處理方法，利用外襯矩形或方形鋼管的整體稀土鎂娃鐵球化劑配合覆蓋包蓋的球化處理包，解決沖入包內法球化處理時反應劇烈、有效元素吸收率低的問題，精確控制球化反應時間，提高產品質量、降低生產成本，充分發揮和利用資源，顯著改善球化劑制作過程及使用過程的生產環境。為實現上述目的，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矩形或方形鋼管內，待其凝固冷卻后，就獲得了以矩形或方形鋼管為外襯、兩端開放的整體稀土鎂硅鐵球化劑；如圖I所示是覆蓋包蓋的球化處理包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凸形耐火磚，凸形耐火磚 的另一端垂直砌筑有第二耐火磚，緊貼著第二耐火磚砌筑的第三耐火磚和第四耐火磚均水平砌筑在第二耐火磚和球化包包壁之間，第三耐火磚重疊砌筑在第四耐火磚之上，在球化包的上端設置有覆蓋包蓋，覆蓋包蓋分為安裝U形澆口杯的半個包蓋及可以打開旋轉的半個包蓋兩部分，在安裝U形澆口杯的半個包蓋上的U形澆口杯是活動的，可以方便的將U形澆口杯取下修補，安裝的U形澆口杯為沖入鐵水和澆注鐵水的進出口，U形澆口杯是以鐵板及鋼筋為骨架外襯耐火材料，安裝U形燒口杯的半個包蓋與包蓋固定套管焊接成為一體，可以打開旋轉的半個包蓋與包蓋旋轉套管焊接成為一體，轉動軸經過包蓋固定套管及包蓋旋轉套管將安裝U形澆口杯的半個包蓋及可以打開旋轉的半個包蓋組合為一個整體，在可以打開旋轉的半個包蓋上設有通孔，在通孔上焊接有導向套管，紙質空心套管的一端被聯結套管上的緊固螺栓固定后插入導向套管，可以及時測定包內鐵水的液面高度，在安裝U形澆口杯的半個包蓋上設置有第一緊固套管，可以打開旋轉的半個包蓋上設置有第二固定套管，在安裝U形燒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形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。上述球化處理方法改進后的另外一種固定外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑球化處理的方法是將球化處理包內的凸形耐火磚的長度調整為比所放置的外襯矩形鋼管的整體稀土鎂娃鐵球化劑的寬度大10 30毫米,凸形耐火磚被其兩端均垂直砌筑的耐火磚固定在球化包底部的中部，其兩端均垂直砌筑的耐火磚的頂部高于所放置的外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的高度，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑放到凸形耐火磚的上端后，在外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的上端及放置的外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑與其比鄰垂直砌筑的耐火磚之間10 30毫米的縫隙處放置硅鐵孕育劑并覆蓋珍珠巖聚渣劑。此種球化處理的方法僅適合在不是大批量球化處理的狀態。為了進一步提高稀土元素的利用率，設計并制作了在外襯矩形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑內部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬，外襯矩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合外襯矩形鋼管聯結在一起，將熔制好的鎂硅鐵球化劑合金液注入到復合外襯矩形鋼管內凝固冷卻。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矩形鋼管之間增設冷卻鐵并設置球化劑合金液上蓋鐵板，減少球化劑的化學成分偏析及熔損；鐵水沖入球化包，球化反應開始后，在整個球化反應過程的最后小于50%的反應時間內，外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬開始參與球化反應，有效補充所需的稀土元素含量。采用在整體鎂硅鐵球化劑內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，外襯矩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合外襯矩形鋼管聯結在一起，將熔制好的鎂硅鐵球化劑合金液注入到復合外襯矩形鋼管內凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的矩形鋼管之間增設冷卻鐵并設置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包，球化反應開始后，在整個球化反應過程的最后小于50%的反應時間內，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，有效補充所需的稀土元素含量。由于矩形鋼管或方形鋼管外觀規則整齊，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或電爐二次重熔法生產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矩形鋼管或方形鋼管之間增設冷卻鐵并設置球化劑合金液上蓋板鐵的原因，加速了球化劑合金液的冷卻凝固，減少了球化劑的化學成分偏析，外襯矩形鋼管或方形鋼管的整體球化劑合金不需破碎及篩分，便于搬運碼放。其球化處理步驟如下a、打開旋轉的半個包蓋，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑放入球化包內緊貼第二耐火磚的位置后，將耐火磚材料制成的第一楔形塞塊放入緊貼整體稀土鎂硅鐵球化劑，將耐火磚的材料制成的第二楔形塞塊插入第一楔形塞塊和第一耐火磚之間推緊，將鑄鐵或鋼的材質制作的上蓋板放在外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑之上；b、在球化包內投入硅鐵孕育劑；C、關閉旋轉的半個包蓋，在導向套管上插入具有聯結套管及緊固螺栓的紙質空心
套管；d、鐵水由U型澆口杯沖入球化包進行球化反應；e、待紙質空心套管移動浮起，沖入的鐵水達到預定的鐵水高度停止沖入鐵水；f、球化反應結束補入余量鐵水,打開旋轉的半個包蓋；g、扒渣后采用加入量O. 1%粒度彡5mm成分為Mg3-6%、REl-2%、40-50% Si的復合孕育劑覆蓋鐵水，關閉旋轉的半個包蓋并用短軸插入第一固定套管鎖緊。本發明的有益效果由于整體稀土鎂硅鐵球化劑被楔形塞塊穩定的固定在鐵水包底部，球化反應時產生的鎂蒸氣可以無阻礙的在鐵水包底部擴散，防止了整體稀土鎂硅鐵球化劑熔損后移動上浮的問題，解決了沖入包內法球化處理時反應劇烈鐵水飛濺、有效元素吸收率低的問題，因為鐵水降溫少球化處理時的出鐵水溫度可以降低30 50°C，由于關閉旋轉的半個包蓋后，安裝的U形澆口杯為沖入鐵水和澆注鐵水的進出口，使包內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現無鎂光無煙球化處理。能夠精確控制球化反應時間，在沖入的鐵水溫度波動< 100°c的情況下，球化反應時間上下偏差小于5秒鐘。以傳統的含Mg8%、含RE5%和含Si41 %的球化劑同以方形鋼管為外襯，內置含Mgl5%、含REl %和含Si54%的整體球化劑相比，即采用一步法生產或電爐二次重熔法生產的外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑同傳統的稀土鎂硅鐵球化劑作對比，其產品生產成本可以降低25% 30%，在球化處理時包含外襯方形鋼管在內的整體稀土鎂硅鐵球化劑加入重量可以比傳統球化劑降低25 40% ;經反復試驗證明，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，球化反應時間基本不變，對球化結果無影響，克服了傳統工藝球化處理時，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環境。同最接近的國際申請號為PCT/CN2011/001762，名稱為“無煙球化處理方法”的發明專利相比較，在相同的稀土鎂硅鐵球化劑化學成分和相同球化處理溫度的條件下，加設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是設置有U形澆口杯及覆蓋包蓋的球化包內安置了外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的剖視圖。圖2是設置有U形澆口杯及覆蓋包蓋的球化包內安置了外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的俯視圖。附圖標記說明1為球化包，2為外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑，3為第一楔形塞塊，4為第二楔形塞塊，5為凸形耐火磚，6為第一耐火磚，7為上蓋板，8為第二耐火磚，9為第三耐火磚，10為第四耐火磚，11為U形澆口杯，12為安裝U形澆口杯的半個包蓋，13為轉動軸，14為紙質空心套管，15為旋轉的半個包蓋，16為導向套管，17為聯結套管，18為緊固螺栓，19為第一緊固套管，20為第二緊固套管,21為短軸,22為包蓋固定套管,23為包蓋旋轉套管，24為包蓋定位套管,25為包蓋定位軸。
具體實施例方式結合附圖對本發明的實施作進一步的說明整體稀土鎂硅鐵球化劑外襯的矩形鋼管及楔形塞塊對控制稀土鎂合金的反應狀況和有效反應時間起到了關鍵作用；楔形塞塊采用耐火磚的材料制成，根據形狀尺寸要求楔形塞塊可以采用耐火磚生產廠直接制作，也可以利用石材切割機按要求切割耐火磚制作，球化包I內修砌的耐火磚之間的縫隙應< 3mm，采用如圖I所示球化包I進行球化處理時，由于球化包包底的凸形耐火磚5、第二耐火磚8、第一楔形塞塊3三個耐火材料面將其緊密包圍，加上覆蓋的鑄鐵或鋼材料制作的上蓋板7的保護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 4_就可以滿足球化處理的需要，對于球化處理溫度大于球化處理溫度大于1480°C，球化反應時間較長時，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，采用鑄造的方法制造。由實驗得知，為防止球化處理時間太短，反應過于激烈，外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放置在球化處理包內的高度以< IOcm為宜，球化處理的鐵水量較多時，應采用2個以上外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2，其矩形鋼管開口方向相同并排焊接組合的結構；在矩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矩形鋼管兩端開口的一部分來控制球化反應的初始反應狀態。上述所用的外襯矩形鋼管所用的材質均為普碳鋼并無鍍層。用專門制作的長柄鐵質夾具卡緊外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放入到球化包I內；在球鐵鐵水燒注完后用長柄鐵纟產清除球化包I耐火磚上的掛洛；包蓋上的紙質空心套15管采用廢棄的鐵水測溫偶頭紙管；復合孕育的成分為Mg5 8%，RE1 2%, Si40 50%，其粒度< 5_。以鑄鐵材質制作的上蓋板7放置在外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2頂部，防止外襯矩形鋼管的頂部過早熔損。以塊狀硅鐵及珍珠巖聚渣劑置換鑄鐵或鋼的材料制作的上蓋板7;僅改變其球化處理步驟中的a :打開旋轉的半個包蓋15，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2放入球化包I內緊貼第二耐火磚8的位置后，將耐火磚材料制成的第一楔形塞塊3放入緊貼整 體稀土鎂娃鐵球化劑2,將耐火磚材料制成的第二楔形塞塊4插入第一楔型塞塊3和第一耐火磚6之間推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2上放置塊狀硅鐵及珍珠巖聚渣劑。上述的球化處理方法，也可以采用方形鋼管為整體稀土鎂硅鐵球化劑的外襯管置換矩形鋼管。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，應該采用矩形鋼管為其外襯或選擇邊長< IOOmm的方形鋼管。對于經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，采用沖入包內法進行球化處理。對于球化處理后鐵水含硫較低、澆注時間較短時，在球化反應結束扒渣后取消復合孕育劑覆蓋鐵水；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< 5mm成分為183-6^^1^1-2^30-50% Si的復合孕育劑進行覆蓋鐵水，改變為扒渣后關閉旋轉的半個包蓋15并用短軸21插入第一固定套管19鎖緊。對于球化處理后鐵水含硫較低時，在球化反應結束扒渣后取消上述的復合孕育劑進行覆蓋鐵水；采用僅加入處理鐵水重量O. 2%粒度< 5_的硅鋇孕育劑進行覆蓋鐵水。實施例I :在冷風沖天爐熔煉條件下進行，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被楔形塞塊穩定的固定在鐵水包底的方式進行球化處理，每包處理鐵水重量為1000kg，紅熱包連續運轉使用，出鐵槽鐵水溫度為14gO°C，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孕育劑包內加入O. 4%，在球化反應時不覆蓋鐵屑和珍珠巖，球化反應結束扒洛后二次復合孕育劑的加入量為O. 10%,球化反應時間2分35秒,為無鎂光鐵水沸騰反應，球化反應結束后16分30秒取樣，球化級別2級。實施例2 :在中頻電爐熔煉條件下進行，采用附圖I所示的具有外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑2被楔形塞塊穩定的固定在鐵水包底的方式進行球化處理，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Si5g%，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孕育劑包內加入O. 35%，球化反應結束扒渣后采用粒度< 5mm的硅鋇孕育劑進行覆蓋鐵水其加入量為
0.2%,在不覆蓋鐵屑和珍珠巖的情況下，球化反應時間在I分45秒，球化反應平穩，無鐵水飛濺，球化反應結束后鐵水含硫量O. 008%,含鎂量O. 045%,球化反應結束12分鐘取樣，球化級別2級。
權利要求
1.一種關于生產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≤20%、含Si≤65%和含RE≤ 3%的稀土鎂硅鐵球化劑合金液注入到矩形鋼管內凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的矩形鋼管之間增設冷卻鐵并設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(6),與其比鄰水平砌筑有凸形耐火磚(5),凸形耐火磚(5)的另一端垂直砌筑有第二耐火磚(8),緊貼著第二耐火磚(8)砌筑的第三耐火磚(9)和第四耐火磚(10)均水平砌筑在第二耐火磚(8)和球化包(I)包壁之間，第三耐火磚(9)重疊砌筑在第四耐火磚(10)之上，在球化包(I)的上端設置有覆蓋包蓋，覆蓋包蓋分為安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)及可以打開旋轉的半個包蓋(15)兩部分，在安裝U型澆口杯的半個包蓋(12)上的U形澆口杯(11)是活動的，安裝的U形澆口杯(11)為沖入鐵水和澆注鐵水的進出口，U形澆口杯(11)是以鐵板及鋼筋為骨架外襯耐火材料，安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)與包蓋固定套管(22)焊接成為一體，可以打開旋轉的半個包蓋(15)與包蓋旋轉套管(23)焊接成為一體，轉動軸(13)經過包蓋固定套管(22)及包蓋旋轉套管(23)將安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)及可以打開旋轉的半個包蓋(15)組合為一個整體，在可以打開旋轉的半個包蓋(15)上設有通孔，在通孔上焊接有導向套管(16)，紙質空心套管(14)的一端被聯結套管(17)上的緊固螺栓(18)固定后插入導向套管(16)，在安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)上設置有第一緊固套管(19)，可以打開旋轉的半個包蓋(15)上設置有第二固定套管(20)，在安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)上焊接有包蓋定位軸(25)，通過焊接在球化包(I)上端的包蓋定位套管(24)將安裝U形澆口杯的半個包蓋(12)固定，短軸(21)穿過第二固定套管(20)和第一固定套管(19)將可以打開旋轉的半個包蓋(15)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、打開旋轉的半個包蓋(15)，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入球化包(I)內緊貼第二耐火磚(8)的位置后，將耐火磚材料制成的第一楔形塞塊(3)放入緊貼整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)，將耐火磚材料制成的第二楔形塞塊(4)插入第一楔形塞塊(3)和第一耐火磚(6)之間推緊，鑄鐵或鋼的材質制作的上蓋板(7)放在外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)之上； b、在球化包(I)內投入硅鐵孕育劑； C、關閉旋轉的半個包蓋(15)，在導向套管(16)上插入具有聯結套管(17)及緊固螺栓(18)的紙質空心套管(14)； d、鐵水由U形澆口杯(11)沖入球化包(I)進行球化反應； e、待紙質空心套管(14)移動浮起沖入的鐵水達到預定的鐵水高度停止沖入鐵水； f、球化反應結束補入余量鐵水，打開旋轉的半個包蓋(15)； g、扒渣后采用加入量O.1%粒度≤5mm成分為Mg3-6%、REl-2%、40-50% Si的復合孕育劑覆蓋鐵水，關閉旋轉的半個包蓋(15)并用短軸(21)插入第一固定套管(19)鎖緊。
2.根據權利要求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或電爐二次重熔法生產的稀土鎂硅鐵球化劑合金液澆注到矩形鋼管中。
3.根據權利要求I所述的球化處理方法，其特征是以塊狀硅鐵及珍珠巖聚渣劑置換鑄鐵或鋼的材料制作的上蓋板(7);僅改變其球化處理步驟中的a:打開旋轉的半個包蓋(15)，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入球化包(I)內緊貼第二耐火磚(8)的位置后，將耐火磚材料制成的第一楔形塞塊(3)放入緊貼整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)，將耐火磚材料制成的第二楔形塞塊(4)插入第一楔形塞塊(3)和第一耐火磚(6)之間推緊，在外襯方形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)上放置塊狀硅鐵及珍珠巖聚渣劑。
4.根據權利要求I所述的球化處理方法，其特征是采用2個以上外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)開口方向相同并排焊接組合的結構；在矩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矩形鋼管兩端開口的一部分來控制球化反應的初始反應狀態。
5.根據權利要求I所述的球化處理方法，其特征是取消其覆蓋包蓋的沖入包內法的球化處理。
6.根據權利要求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. I %粒度彡5mm成分為Mg3-6%、RE1-2%,40-50% Si的復合孕育劑覆蓋鐵水，改變為扒渣后關閉旋轉的半個包蓋(15)并用短軸(21)插入第一固定套管(19)鎖 緊。
7.根據權利要求1、2、3、4、5、6所述的球化處理方法，其特征是以方形鋼管為整體稀土鎂娃鐵球化劑的外襯管置換矩形鋼管。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6所述的球化處理方法，其特征是在外襯矩形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑內部置有外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬，外襯矩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合外襯矩形鋼管聯結在一起，將熔制好的鎂硅鐵球化劑合金液注入到復合外襯矩形鋼管內凝固冷卻；在沖入球化劑合金液的組合排列的矩形鋼管之間增設冷卻鐵并設置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包(1)，球化反應開始后，在整個球化反應過程的最后小于50 %的反應時間內，外襯方形鋼管的鑭鈰稀土金屬開始參與球化反應，有效補充所需的稀土元素含量。
9.根據權利要求1、2、3、4、5、6所述的球化處理方法，其特征是在外襯矩形鋼管的整體鎂硅鐵球化劑內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，夕卜襯矩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%的整體稀土鎂硅鐵臺金與容納整體鎂硅鐵球化劑的復合外襯矩形鋼管聯結在一起，將熔制好的鎂硅鐵球化劑合金液注入到復合外襯矩形鋼管內凝固冷卻，在沖入球化劑合金液的組合排列的矩形鋼管之間增設冷卻鐵并設置球化劑合金液上蓋鐵板；鐵水沖入球化包(1)，球化反應開始后，在整個球化反應過程的最后小于50%的反應時間內，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，有效補充所需的稀土元素含量。
10.根據權利要求1、2、4、5、6所述的球化處理方法，其特征是將球化處理包(I)內的凸形耐火磚(5)的長度調整為比所放置的外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)的寬度大10 30毫米,凸形耐火磚(5)被其兩端均垂直砌筑的耐火磚固定在球化包(I)底部的中部，其兩端均垂直砌筑的耐火磚的頂部高于所放置的外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)的高度，將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)放入到球化包(I)內的凸形耐火磚(5)的上端后，在整體稀土鎂硅鐵球化劑(2)的上端及外襯矩形鋼管的整體稀土 鎂硅鐵球化劑(2)與其比鄰垂直砌筑的耐火磚之間10 30毫米的縫隙處放置硅鐵孕育劑并覆蓋珍珠巖聚渣劑。
全文摘要
本發明涉及一種生產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矩形鋼管內凝固冷卻；采用覆蓋包蓋的球化處理包包內底部砌筑的耐火磚及楔形塞塊將外襯矩形鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑固定在球化包內，采用沖入包內法球化處理；控制球化反應的時間精確，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，球化反應結束15分鐘后不出現球化衰退，改善了球化劑制作過程及使用過程的生產環境，顯著降低生產成本并提高產品質量。與稀土元素RE含量在2～8％的傳統稀土鎂硅鐵球化劑比較，采用本工藝進行球化處理實現了稀土元素RE的用量降低50～75％。
文檔編號C22C33/10GK102851566SQ201210376119
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月8日 優先權日2012年10月8日
發明者劉年路, 劉昌晨 申請人:天津市萬路科技有限公司, 劉年路, 劉昌晨