專利名稱：一種金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，屬于冶金鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
在冶金領(lǐng)域中，在鑄鋼錠、鑄鐵件、鋼鑄件生產(chǎn)時(shí)，常常需要向鋼液或鐵液流中加入稀土鎂合金。ZL861082252公開了一種“稀土合金注入法輸粉器”，通過可控制輸粉量的帶彈簧的軸向開關(guān)，將稀土硅粉與鋼液流同步注入中鑄管澆杯中。ZL911063803公開了“球墨鑄鐵瞬時(shí)密流球化、蠕化或孕育處理容器”，主要由進(jìn)鐵水杯、加密封蓋和用惰性氣體保護(hù)、S形密流室、出鐵口、孕育杯、泄流孔構(gòu)成。ZL972451056專利也公開了與ZL911063803同名稱的處理容器，主要區(qū)別是分料杯的應(yīng)用。以上三個(gè)專利在實(shí)際應(yīng)用中，遇到了一些難題，比如專用設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜增加了工藝準(zhǔn)備麻煩和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作困難，還有密流室予熱與初期鐵水降溫大浪費(fèi)等問題，難以適應(yīng)冶金鑄造現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用過程的操作簡(jiǎn)單可靠原則，嚴(yán)重地影響了其應(yīng)用效果。CN1164576A公開了一種阻燃球化劑組合物，解決了稀土鎂金屬在鐵液高溫下瞬時(shí)固態(tài)激烈氧化燃燒所造成的技術(shù)難關(guān)，但使用已有設(shè)備，構(gòu)造復(fù)雜，難以保證整個(gè)工藝的穩(wěn)定性和連續(xù)性。另外，由于冶金鑄造生產(chǎn)條件不同，單一的加入工藝方法只能適應(yīng)一定條件的企業(yè)。70年代后期，世界各國(guó)開展瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑處理設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)，投入了大量的人力物力，總結(jié)出四種瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入法，即注入法，喂入法，插入法，射入法。上述四種方法在鋼材生產(chǎn)的鑄錠、連鑄上取得了進(jìn)展，而在球墨鑄鐵和鑄鋼上應(yīng)用卻進(jìn)展不大。
本發(fā)明的目的在于，克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法及專用設(shè)備。
本發(fā)明的方法是，每5秒內(nèi)加入(Mg+RE)≤0.6kg，其中鎂含量≤300g，變質(zhì)劑塊或裝有變質(zhì)劑的包袱線，在1.0秒內(nèi)從金屬液面上進(jìn)入液面下至少300～1000mm。
上述包袱線是由鎂粉和稀土合金組成的球化劑與球鐵粉間隔置入金屬皮管構(gòu)成。
上述包袱線中的球化劑中，鎂粉20～50份，稀土合金RE3～10份，其余為球鐵粉40-80份。
上述包袱線中球化劑外面涂有0～2.0mm厚的脫硫劑層。
上述包袱線中球化劑從下往上按鎂粉含量20份、25份、30份置入。
上述包袱線中球化劑部分長(zhǎng)度為所加入的金屬液面下300～1000mm處盛液桶的高度，球鐵粉部分為1000～1500mm，目的在于保護(hù)下一段球化劑包袱線不被加熱。
包袱線的鐵皮上均勻分布φ2～4mm小孔，密度以鐵皮不折斷為宜。
喂入法加入變質(zhì)劑時(shí)，采用包袱線喂線機(jī)，控制速度為每秒1.5M，啟動(dòng)與制動(dòng)≤0.5秒。
插入法加入變質(zhì)劑包袱線時(shí)，用氣動(dòng)或重力式壓力快速插入裝置。
上述壓力快速插入裝置主要由可左右移動(dòng)的多臂和在重力下失重自動(dòng)快速垂直下落的插入桿構(gòu)成。
在盛液桶小于2噸時(shí)，也可人工單根多次向金屬溶液中插入包袱線。
射入法加入變質(zhì)劑時(shí)，采用自動(dòng)快速閥門彈射器將≥100mm的變質(zhì)劑塊，以每秒≥5次的頻率加入金屬溶液中。
注入法加入變質(zhì)劑時(shí)，選用變質(zhì)劑塊由專用設(shè)備的振動(dòng)加料器加入。該設(shè)備主要由變質(zhì)劑振動(dòng)加料器、鋼、鐵液與變質(zhì)劑混料器、導(dǎo)流板、導(dǎo)流管組成；混料器中上部設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板下角呈銳角小于50°，下口接通導(dǎo)流管，在導(dǎo)流板一側(cè)是變質(zhì)劑送料器出料口，另一側(cè)是鋼、鐵液流入口。
本發(fā)明中與金屬溶液接觸的管件和容器的內(nèi)壁均為純堿性耐火材料或同類金屬管件。
向金屬溶液中科學(xué)正確的加入稀土鎂的方法對(duì)于保證冶金鑄造效果至關(guān)重要。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于①瞬時(shí)快速將稀土鎂變質(zhì)劑加入到金屬液面下一定深度，使其在液面下與空氣隔絕自爆成線度≤3mm的小顆粒被溶化吸收；②為防止稀土鎂在高溫下形成激烈汽化的蒸氣壓造成的金屬液飛濺和沸騰，嚴(yán)格限制稀土鎂變質(zhì)劑每5秒內(nèi)加入量為(RE+Mg)≤0.6g，分多次加入或隨流同步少量加入；③為防止稀土鎂與耐火材料產(chǎn)生反應(yīng)，盛液桶必須是純堿性耐火材料。
本發(fā)明的優(yōu)良效果還在于，全部處理過程完畢時(shí)，稀土鎂變質(zhì)劑利用系數(shù)在90％以上，無環(huán)境污染，并消除了金屬溶液的沸騰和飛濺等不安全因素。
本發(fā)明的相關(guān)專用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1喂入法加入變質(zhì)劑的示意圖。
圖2插入法加入變質(zhì)劑的示意圖。
圖3注入法加入變質(zhì)劑的示意圖。
其中，1.喂線機(jī)，2.盛鐵桶，3.溶液面，4.變質(zhì)劑包袱線，5.金屬溶液，6.與溶液相同的金屬粉末包袱線，7.插入桿，8.可左右旋轉(zhuǎn)的臂，9.變質(zhì)劑送料器，10.鋼、鐵液與變質(zhì)劑混料器，11.導(dǎo)流板，12.導(dǎo)流管，13.鋼、鐵液流入口，14.變質(zhì)劑，15.鋼、鐵液流。θ為導(dǎo)流板下角，θ≤50°。
實(shí)施例1.喂入法，如圖1所示。
稀土鎂變質(zhì)劑的包袱線4，其中鎂含量280g，稀土合金RE28g，控制(Mg+RE)≤0.6kg在1.0秒內(nèi)從金屬液面上進(jìn)入液面3下400mm。包袱線是由鎂粉20份稀土5份球鐵粉75份，鎂粉25份稀土5份球鐵粉70份，鎂粉30份稀土5份球鐵粉65份，球鐵粉100份，四部分間隔置入金屬皮管構(gòu)成。包袱線中球化劑外面涂有0.5mm厚的脫硫劑層。球化劑部分長(zhǎng)度為所加入的金屬液面下500mm處盛鐵桶2的高度。球鐵粉部分為1200mm，目的在于保護(hù)下一段球化劑包袱線不被加熱。包袱線的鐵皮上均勻分布φ3mm小孔，采用包袱線喂線機(jī)1，控制速度為每秒1.5M，啟動(dòng)與制動(dòng)≤0.5秒。
實(shí)施例2.插入法，如圖2所示。
稀土鎂變質(zhì)劑的包袱線，其中鎂含量250g，稀土合金RE25g，控制(Mg+RE)≤0.6kg在1.0秒內(nèi)從金屬液面上進(jìn)入液面下500mm。包袱線是由鎂粉20份稀土5份球鐵粉75份，鎂粉25份稀土5份球鐵粉70份，鎂粉30份稀土5份球鐵粉65份，分別間隔置入金屬皮管構(gòu)成。包袱線中球化劑外面涂有1mm厚的脫硫劑層。球化劑部分長(zhǎng)度為所加入的金屬液面下500mm處盛液桶的高度，插入桿部分為1200mm，目的在于保護(hù)球化劑包袱線不沸騰飛濺。
包袱線的鐵皮上均勻分布φ2.5mm小孔，采用重力式壓力快速插入裝置。壓力快速插入裝置由可左右移動(dòng)的多臂8和在重力下失重自動(dòng)快速垂直下落的插入桿7構(gòu)成。稀土鎂變質(zhì)劑的包袱線插入液面下500mm深度后自爆成線度≤3mm的小顆粒，在上浮過程中被全部溶化吸收。
實(shí)施例3.插入法如實(shí)施例2所述，不同的是在盛鐵桶2噸時(shí)，人工單根多次向金屬溶液中插入包袱線。
實(shí)施例4.注入法，如圖3所示。
注入法加入變質(zhì)劑時(shí)，選用變質(zhì)劑塊由專用設(shè)備的振動(dòng)加料器加入。變質(zhì)劑塊為CN116457A阻燃球化劑組合物壓塊。設(shè)備主要由變質(zhì)劑振動(dòng)加料器9、鋼、鐵液與變質(zhì)劑混料器10、導(dǎo)流板11、導(dǎo)流管12組成；混料器中上部設(shè)有導(dǎo)流板11，導(dǎo)流板下角θ呈銳角小于50°，下口接通導(dǎo)流管12，在導(dǎo)流板11一側(cè)是變質(zhì)劑送料器出料口，另一側(cè)是鋼、鐵液流入口。
權(quán)利要求
1.一種金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，每5秒內(nèi)加入(Mg+RE)≤0.6kg，其中鎂含量≤300g，變質(zhì)劑塊或裝有變質(zhì)劑的包袱線，在1.0秒內(nèi)從金屬液面上進(jìn)入液面下至少300～1000mm。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，所述包袱線是由鎂粉和稀土合金組成的球化劑與球鐵粉間隔置入金屬皮管構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，所述包袱線中的球化劑中，鎂粉20～50份，稀土合金RE3～10份，球鐵粉40～80份。
4.如權(quán)利要求1或2所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，所述包袱線中球化劑外面涂有0～2.0mm厚的脫硫劑層。
5.如權(quán)利要求1或2所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，所述包袱線中球化劑從下往上按鎂粉含量20份、25份、30份置入。
6.如權(quán)利要求1或2所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，所述包袱線中球化劑部分長(zhǎng)度為所加入的金屬液面下300～1000mm處盛液桶的高度，球鐵粉部分為1000～1500mm。
7.如權(quán)利要求1或2所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，包袱線的鐵皮上均勻分布φ2～4mm小孔。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，喂入法加入變質(zhì)劑時(shí)，采用包袱線喂線機(jī)，控制速度為每秒1.5M，啟動(dòng)與制動(dòng)≤0.5秒。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，插入法加入變質(zhì)劑包袱線時(shí)，用氣動(dòng)或重力式壓力快速插入裝置，壓力快速插入裝置主要由可左右移動(dòng)的多臂和在重力下失重自動(dòng)快速垂直下落的插入桿構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，在盛液桶小于2噸時(shí)，人工單根多次向金屬溶液中插入包袱線。
11.如權(quán)利要求1所述的金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法，其特征在于，注入法加入變質(zhì)劑時(shí)，選用變質(zhì)劑塊由專用設(shè)備的振動(dòng)加料器加入，該設(shè)備主要由變質(zhì)劑振動(dòng)加料器、鋼、鐵液與變質(zhì)劑混料器、導(dǎo)流板、導(dǎo)流管組成；混料器中上部設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板下角呈銳角小于50°，下口接通導(dǎo)流管，在導(dǎo)流板一側(cè)是變質(zhì)劑送料器出料口，另一側(cè)是鋼、鐵液流入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬溶液瞬時(shí)密流稀土鎂變質(zhì)劑的加入方法,屬于冶金鑄造技術(shù)領(lǐng)域。每5秒內(nèi)向金屬溶液瞬時(shí)加入(Mg+RE)≤0.6kg,其中鎂含量≤300g,變質(zhì)劑塊或裝有變質(zhì)劑的包袱線,在1.0秒內(nèi)從金屬液面上進(jìn)入液面下至少300～1000mm。本發(fā)明全部處理過程完畢的,鎂變質(zhì)劑利用系數(shù)在90%以上,無環(huán)境污染,并消除了金屬溶液的沸騰和飛濺等不完全因素。本發(fā)明的相關(guān)專用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作容易。
文檔編號(hào)C22C33/00GK1274762SQ0011109
公開日2000年11月29日 申請(qǐng)日期2000年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月30日
發(fā)明者由淼, 由新 申請(qǐng)人:由淼