專利名稱：鐵水處理劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于金屬的鑄造，更具體地說，本發(fā)明是鑄鐵制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(chǎn)歷史至少已有2500年。早期的鑄鐵生產(chǎn)對社會和經(jīng)濟的發(fā)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志。歐洲第一次工業(yè)革命中，鑄鐵作為工程結(jié)構(gòu)材料也起到了應有的作用。
在技術飛速發(fā)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(jīng)濟中仍占有重要的地位。這是因為鑄鐵的制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首先研制成功現(xiàn)代球墨鑄鐵，并于1948年開始用于工業(yè)生產(chǎn)。由于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范圍。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于生產(chǎn)。
目前，球墨鑄鐵生產(chǎn)所采用較廣泛的方法是沖入包內(nèi)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(wěn)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，使用熔制法的稀土鎂硅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沖入包內(nèi)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。盡管如此，最終產(chǎn)品中的氧化鎂含量還是無法消除掉。電爐熔制生產(chǎn)工序加大了球化劑的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是提供一種用于沖入包內(nèi)法球化處理生產(chǎn)球墨鑄鐵的鐵水處理劑，該鐵水處理劑生產(chǎn)工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，操作簡便，機械性能和鑄造性能優(yōu)良，并且生產(chǎn)成本較低。
本發(fā)明的第一方面是一種用于生產(chǎn)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、余量為Fe。
該球化劑是通過將鎂粉、硅鐵粉、稀土硅鐵合金粉、碳酸鈉粉和鐵粉按上述配比混合均勻制成。鎂粉的粒度為100目以下，硅鐵粉的粒度為＜1mm，稀土硅鐵合金粉的粒度為＜1mm，硅鐵粉的粒度為＜3mm。
上述的Re優(yōu)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(fā)明的球化劑可采用包內(nèi)沖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(fā)明的第二方面是一種鐵水脫硫劑，其特征是，含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、余量為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制成。
本發(fā)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制成。鎂粉的粒度為100目以下，優(yōu)選的是200目以下。
使用本發(fā)明的脫硫劑對鐵水進行脫硫處理時，可以采用包內(nèi)沖入法進行，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(fā)明。
實施例1采用機械混合方法制備鐵水球化劑，球化劑含有(重量％)8％Mg、7％Re、40％Si，余量是Fe。
使用上述球化劑在消失模生產(chǎn)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(jīng)球化處理后的鐵水光譜分析的結(jié)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(jié)果，抗拉強度為481.0Mpa，延伸率為20.3％。與現(xiàn)有技術的球化劑相比，用本實例的球化劑處理后，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采用機械混合方法制備鐵水球化劑，球化劑含有(重量％)6％Mg、2％Re、35％Si、8％Na2CO3，余量是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(jīng)過球化處理后的鐵水的光譜分析結(jié)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(jié)果，抗拉強度為523.10Mpa，延伸率為15.6％。
實施例3采用機械混合方法制備鐵水脫硫劑。該脫硫劑含有(重量％)6.5％Mg、43.5％Na2CO3，余量為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(jīng)脫硫處理后鐵水含硫量為0.013％，脫硫率達到70％。
上述實施例的試驗結(jié)果表明，本發(fā)明的鐵水處理劑解決了沖入包內(nèi)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(chǎn)低硫、低Re優(yōu)質(zhì)球鐵件創(chuàng)造了條件。本發(fā)明鐵水處理劑制造工藝簡單，通過機械混合就可以制備，不需要熔煉。本發(fā)明鐵水處理劑的含硅量可以任意調(diào)整，放寬了對原鐵水含硅量的要求，是一種理想的鐵水處理劑。
權(quán)利要求
1．一種球化劑，其特征是，含有(重量％)5-12％Mg、5-60％Si、0.5-8％Re、＜40％Na2CO3、余量為Fe，該球化劑是將鎂粉、硅鐵粉、稀土硅鐵合金粉、碳酸鈉粉和鐵粉按上述配比混合均勻制成。
2．權(quán)利要求1所述的球化劑，其特征在于，鎂粉的粒度為100目以下，硅鐵粉的粒度為＜1mm，稀土硅鐵合金粉的粒度為＜1mm，鐵粉的粒度為＜3mm。
3．權(quán)利要求1所述的球化劑，其特征在于，所述的Re是La和/或Ce。
4．用權(quán)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，其特征是，采用包內(nèi)沖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，其特征是，該脫硫劑含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、余量為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制成。
6．權(quán)利要求5所述的脫硫劑，其特征在于，鎂粉的粒度為100目以下。
7．權(quán)利要求6所述的脫硫劑，其特征在于，鎂粉的粒度為200目以下。
8．使用權(quán)利要求5所述的脫硫劑對鐵水進行脫硫處理的方法，其特征是，采用包內(nèi)沖入法進行脫硫處理，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(fā)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(yōu)先權(quán)日2000年9月14日
發(fā)明者劉年路 申請人:劉年路