一种钝化金属镁粒及其钝化方法
【专利摘要】本发明公开了一种钝化金属镁粒及其钝化方法，该金属镁粒的重量百分比成分为：92%≤Mg≤99%，S≤0.002%，Cu≤0.01%，P≤0.001%，0.1%≤H2O≤1.2%，以上各成分之和为100%；该钝化方法按以下步骤进行：㈠配置金属镁粒钝化剂，将金属镁粒放入钝化剂中，然后自然冷却至室温；㈡将金属镁粒表面涂覆一层涂层，先将有机硅化合物涂覆在金属镁粒表面，再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面，再将复合稀土涂覆在金属镁粒表面，最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面；㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分；本发明使金属镁粒钝化层涂覆均匀，确保贮存和使用安全。
【专利说明】一种钝化金属镁粒及其钝化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钝化技术，具体的说是一种钝化金属镁粒及其钝化方法。
【背景技术】
[0002]用金属镁脱硫剂进行铁水脱硫处理有许多优点，目前国内一些厂家如宝钢、本钢、武钢等钢铁企业也开始采用该工艺。金属镁的活性很高，因此必须进行钝化处理后才能安全地运输、储存、使用；金属镁表面的钝化有许多方法，如可采用有机膜保护法、电镀法、铬酸盐钝化膜法，但这一般适用于镁锭的表面处理，而不适用于作为脱硫剂使用的镁粒的表面钝化处理。目前，镁粒的表面处理有两种方法:一是化学反应法，镁粒表面的镁与钝化剂反应生成一较致密的反应产物薄膜层；二是采用表面覆盖法，即在镁粒表面覆盖另一物质，该物质不与金属镁反应。采用方法一处理的镁粒钝化层均匀，但阻燃时间短，燃点低；采用方法二处理，金属镁不会损失，但当镁粒表面覆盖不均匀，导致钝化不均匀，钝化效果差等引起一系列问题，目前金属镁的钝化指标尚未有统一的国家标准。
[0003]如已公开的发明专利，申请号为:200610013324.4的“一种金属镁粒的钝化处理技术”，该发明专利采用物理方法钝化金属镁粒，但在钝化金属镁粒的过程中，其涂覆的均匀性很难控制，很容易产生安全事故，处理过程涂覆的均匀性不可靠。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种钝化金属镁粒及其钝化方法，目的是增加钝化后金属镁粒的阻燃时间，提高燃点，增加其稳定性，避免了金属镁粒涂层不均匀等引发一系列的问题。
[0005]为了解决上述技术`问题，本发明的技术方案是通过以下方法来实现的:
一种钝化金属镁粒，该钝化金属镁粒由位于最里层的金属镁粒、裹在金属镁粒外表面钝化剂，以及裹在钝化剂外表面的涂层组成；
金属镁粒的重量百分比成分为:92%^Mg^99%,S^0.002%, Cu ^ 0.01%, P ^0.001%,
0.1%≤H2O≤1.2%,以上各成分之和为100% ；
钝化剂由二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾组成，且二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为4-6:2-5:1-3:1-4 ；
涂层由石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物组成，石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为1-4:4-6:2-4:2-3 ；机硅化合物由硅油和硅树脂组成，硅油和硅树脂的重量比为1:2 ;复合稀土按重量百分比包含以下成分:La:25-35%, Y =12-15%, Sc:8_12%，Gd:8-20%, Sm:5_7%，Pr:13-20%,以上各稀土成分之和为 100%。
[0006]金属镁粒的钝化方法，该方法按以下步骤进行:
㈠配制金属镁粒钝化剂，将金属镁粒放入钝化剂中，钝化时间为:25-35min，钝化温度为:85-95 °C,将钝化完的金属镁粒进行干燥，干燥时间为:145-160 °C,干燥时间为:20-40min，然后自然冷却至室温；㈡将冷却至室温的金属镁粒表面涂覆一层涂层，涂层厚度为:0.05-0.1mm ；
具体处理方法:先将有机硅化合物涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:130-155°C，自然冷却至室温；再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:130-160°C，自然冷却至室温；再将复合稀土涂覆在金属镁粒表面，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:130-155 °C，自然冷却至室温；最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:135-150°C,自然冷却至室温；
㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分，制成成品。
[0007]本发明，使其钝化层包裹均匀、密实，活性镁含量、阻燃时间和产品粒度控制精确，一般的机械磨搓、挤压很难使之脱落，确保运输、贮存和使用安全，且抗水化性能优越，不易吸潮，保存期长，适合各种气候条件厂家使用。良好的流动性，使其在脱硫喷粉操作时，下料顺畅，无堵塞、喷溅现象，脱硫效果好、单耗低，适用于铁水预处理复合喷吹和单喷镁粉工艺。
[0008]另外，本发明通过加入合适含量的稀土，在钝化金属镁粒使用后，使脱硫后的铁水制成金属坯材后，可明显改善金属坯材的晶型结构，使之坚韧，冷加工性能改善，并可以最大限度地获得稀土元素收得率，并使其在钢中均匀分布，明显提高连铸坯质量，增加其强度，耐磨性，抗腐蚀性，获得了意想不到的技术效果。
[0009]本发明的进一步限定技术方案是:
前述的钝化金属镁粒，金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.7%，S:0.002%, Cu:0.01%，P:0.001%, H2O:1.2% ;二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为5:2:2:1 ；石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为4:2:3:2;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%, Y:15%, Sc:12%, Gd:11%, Sm:7%, Pr:20%。
[0010]前述的钝化金属镁粒，金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.8%，S:0%, Cu:0%,P:0%, H2O:1.2% ;二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为4:2:1:3 ;石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为2:5:2:3 ;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%, Y:15%, Sc:10%，Gd:18%，Sm:7%，Pr:15%。
[0011]前述的钝化金属镁粒，金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.9%，S:0%’ Cu:0.01%，P:0%，H2O:1% ;二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为6:2:1:1 ;石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为3:4:3:3 ;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:30%, Y:15%, Sc:10%, Gd:20%, Sm:6%, Pr:19%。
[0012]本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明，先通过化学方法钝化金属镁粒，使金属镁粒的表面形成均匀致密的氧化物，避免了采用物理方法包覆金属镁粒的不均匀性，而引发的一系列安全问题，在通过物理的方法使金属镁粒表面 再包覆一层涂层，确保其在运输过程和使用过程的安全性，增加了金属镁粒的阻燃时间，提高了燃点，而且增加了金属镁粒的疏水性。
[0013]本发明，使其钝化层包裹均匀、密实，活性镁含量、阻燃时间和产品粒度控制精确，一般的机械磨搓、挤压很难使之脱落，确保运输、贮存和使用安全，且抗水化性能优越，不易吸潮，保存期长，适合各种气候条件厂家使用。良好的流动性，使其在脱硫喷粉操作时，下料顺畅，无堵塞、喷溅现象，脱硫效果好、单耗低，适用于铁水预处理复合喷吹和单喷镁粉工艺。
[0014]本发明，在金属镁粒表面的涂层中加入了石墨粉，使钝化后的金属镁粒化学性稳定，不受强酸碱影响，有害杂质少，铁硫含量低，具有耐高温、润滑及可塑性，是钝化后金属镁粒的使用可靠性更强，运用范围更广。
[0015]另外，本发明通过加入合适含量的稀土，在钝化金属镁粒使用后，使脱硫后的铁水制成金属坯材后，可明显改善金属坯材的晶型结构，使之坚韧，冷加工性能改善，并可以最大限度地获得稀土元素收得率，并使其在钢中均匀分布，明显提高连铸坯质量，增加其强度，耐磨性，抗腐蚀性，获得了意想不到的技术效果。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
本实施例提供的钝化金属镁粒及其钝化方法，该金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.7%，S:0.002%, Cu:0.01%, P:0.001%, H2O:1.2% ;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%, Y:15%, Sc:12%, Gd:11%, Sm:7%, Pr:20%。
[0017]该金属镁粒的钝化方法按以下步骤进行:
(-)配制金属镁粒钝化剂，钝化剂为二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸、铬酸钾，且钝化剂按重量比分别为:5:2:2:1 ;将金属镁粒放入钝化剂中，钝化时间为:22min，钝化温度为:85°C，将钝化完的金属镁粒进行干燥，干燥时间为:145°C，干燥时间为:20min，然后自然冷却至室温；
㈡将冷却至室温的金属镁粒表面涂覆一层涂层，涂层厚度为:0.05mm,涂层由:石墨粉、氧化镁、有机硅化合物组成；石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为:4:2:3:2 ;机硅化合物由硅油和硅树脂组成，硅油和硅树脂的重量比为:1:2 ；
具体处理方法:先将有机硅化合物涂`覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:30min，干燥温度为:155°C,自然冷却至室温；再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面,然后干燥，干燥时间为:30min，干燥温度为:160°C，自然冷却至室温；再将稀土涂覆在金属镁粒表面，干燥时间为:30min,干燥温度为:155°C,自然冷却至室温；最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:30min，干燥温度为:150°C，自然冷却至室温；
㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分，制成成品。
[0018]实施例2
本实施例提供的钝化金属镁粒及其钝化方法，金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.8%，S:0%, Cu:0%, P:0%, H2O:1.2% ;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%，Y:15%, Sc:10%, Gd:18%, Sm:7%，Pr:15%。
[0019]该金属镁粒的钝化方法按以下步骤进行:
(-)配制金属镁粒钝化剂，钝化剂为二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸、铬酸钾，且钝化剂按重量比分别为:4:2:1:3 ;将金属镁粒放入钝化剂中，钝化时间为:35min，钝化温度为:95°C，将钝化完的金属镁粒进行干燥，干燥时间为:160°C，干燥时间为:40min，然后自然冷却至室温；
㈡将冷却至室温的金属镁粒表面涂覆一层涂层，涂层厚度为:0.1mm，涂层由:石墨粉、氧化镁、有机硅化合物组成；石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为:2:5:2:3 ;机硅化合物由硅油和硅树脂组成，硅油和硅树脂的重量比为:1:2 ；
具体处理方法:先将有机硅化合物涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25min，干燥温度为:130°C,自然冷却至室温；再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面,然后干燥，干燥时间为:25min，干燥温度为:130°C，自然冷却至室温；再将复合稀土涂覆在金属镁粒表面，干燥时间为:25min,干燥温度为:130°C,自然冷却至室温；最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25min，干燥温度为:135°C，自然冷却至室温；
㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分，制成成品。
[0020]实施例3
本实施例提供的钝化金属镁粒及其钝化方法，金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.9%，S:0%，Cu:0.01%, P:0%，H2O:1% ;复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:30%，Y:15%, Sc:10%, Gd:20%, Sm:6%，Pr:19%。
[0021]该金属镁粒的钝化方法按以下步骤进行:
(-)配制金属镁粒钝化剂，钝化剂为二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸、铬酸钾，将金属镁粒放入钝化剂中，钝化时间为:30min，钝化温度为:90°C，将钝化完的金属镁粒进行干燥，干燥时间为:150°C，干燥时间为:32min，然后自然冷却至室温；
㈡将冷却至室温的金属镁粒表面涂覆一层涂层，涂层厚度为:0.08mm，涂层由:石墨粉、氧化镁、有机硅化合物组成； 机硅化合物由硅油和硅树脂组成，硅油和硅树脂的重量比为:1:2 ;
具体处理方法:先将有机硅化合物涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:28min，干燥温度为:140°C,自然冷却至室温；再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面,然后干燥，干燥时间为:26min，干燥温度为:145°C，自然冷却至室温；再将复合稀土涂覆在金属镁粒表面，干燥时间为:28min,干燥温度为:140°C,自然冷却至室温；最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:28min，干燥温度为:142°C，自然冷却至室温；
㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分，制成成品。
[0022]这样，使金属镁粒钝化层包裹均匀、密实，活性镁含量、阻燃时间和产品粒度控制精确，一般的机械磨搓、挤压很难使之脱落，运输、贮存和使用安全，且抗水化性能优越，不易吸潮，保存期长，适合各种气候条件厂家使用。良好的流动性，使其在脱硫喷粉操作时，下料顺畅，无堵塞、喷溅现象，脱硫效果好、单耗低，适用于铁水预处理复合喷吹和单喷镁粉工艺。
[0023]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种钝化金属镁粒，其特征在于:该钝化金属镁粒由位于最里层的金属镁粒、裹在金属镁粒外表面钝化剂，以及裹在钝化剂外表面的涂层组成； 所述金属镁粒的重量百分比成分为:92% ^ Mg ^ 99%，S≤0.002%, Cu ( 0.01%,P≤0.001%, 0.1% ( H2O ( 1.2%,以上各成分之和为100% ； 所述钝化剂由二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾组成，且二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为4-6:2-5:1-3:1-4 ； 所述涂层由石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物组成，所述石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机娃化合物重量比为1-4:4-6:2-4:2-3 ;所述机娃化合物由硅油和娃树脂组成，所述硅油和硅树脂的重量比为1:2 ;所述复合稀土按重量百分比包含以下成分:La:.25-35%, Y:12-15%, Sc:8-12%, Gd:8-20%, Sm:5_7%，Pr:13-20%,以上各稀土成分之和为.100% o
2.根据权利要求1所述的钝化金属镁粒，其特征在于:所述金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.7%, S:0.002%, Cu:0.01%, P:0.001%, H2O:1.2% ； 所述二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为5:2:2:1 ; 所述石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为4:2:3:2 ； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%, Y:15%, Sc:12%，Gd:11%，Sm:.7%, Pr:20%。
3.根据权利要求1所述的钝化金属镁粒，其特征在于:所述金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.8%, S:0%, Cu:0%, P:0%, H2O:1.2% ； 所述二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为4:2:1:3 ； 所述石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为2:5:2:3 ； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:35%, Y:15%, Sc:10%，Gd:18%，Sm:.7%, Pr:15%。
4.根据权利要求1所述的钝化金属镁粒，其特征在于:所述金属镁粒的重量百分比成分为:Mg:98.9%, S:0%, Cu:0.01%, P:0%, H2O:1% ； 所述二水合酒石酸钠、氟化钠、磷酸和铬酸钾的重量比为6:2:1:1 ; 所述石墨粉、氧化镁、复合稀土和有机硅化合物重量比为3:4:3:3 ； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下成分:La:30%, Y:15%, Sc:10%，Gd:20%，Sm:.6%, Pr:19%。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的钝化金属镁粒的钝化方法,其特征在于:该方法按以下步骤进行: ㈠配制金属镁粒钝化剂，将金属镁粒放入钝化剂中，钝化时间为:25-35min，钝化温度为:85-95 °C,将钝化完的金属镁粒进行干燥，干燥时间为:145-160 °C,干燥时间为:.20-40min，然后自然冷却至室温； ㈡将冷却至室温的金属镁粒表面涂覆一层涂层，所述涂层厚度为:0.05-0.1mm ； 具体处理方法:先将有机硅化合物涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:.25-30min，干燥温度为:130-155°C，自然冷却至室温；再将氧化镁涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:130-160°C，自然冷却至室温；再将复合稀土涂覆在金属镁粒表面，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:130-155°C，自然冷却至室温；最后将石墨粉涂覆在金属镁粒表面，然后干燥，干燥时间为:25-30min，干燥温度为:135-150°C,自然冷却至室温； ㈢将冷却至室温的金属镁粒筛分，制成成 品。
【文档编号】B05D1/38GK103695884SQ201310663129
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】黄正君, 黄泽铭, 瞿幼中, 徐玉林, 孙锦荣 申请人:江苏正达炉料有限公司