专利名称：铁水处理剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明是关于金属的铸造，更具体地说，本发明是铸铁制造过程中使用的铁水处理剂，特别是球化剂和脱硫剂。
铸铁的生产历史至少已有2500年。早期的铸铁生产对社会和经济的发展起到了推动作用，中国社会的铁器时代就是一个重要的标志。欧洲第一次工业革命中，铸铁作为工程结构材料也起到了应有的作用。
在技术飞速发展的二十世纪，有很多新的金属及非金属材料问世，但铸铁仍是重要的工程材料之一，铸铁在经济中仍占有重要的地位。这是因为铸铁的制造技术取得了重大突破。
1943年4月12日，美国国际镍公司(INCO)的K.D.Millis首先研制成功现代球墨铸铁，并于1948年开始用于工业生产。由于使用球化剂处理铸铁或附以合金化及相应的热处理，球墨铸铁的强度达到40-160Kg/mm2，进一步扩大了铸铁的应用范围。球铁问世以来，很多国家的铸造工作者对球化剂和球化处理工艺进行了广泛的研究，目前已有很多行之有效的球化剂和球化处理方法用于生产。
目前，球墨铸铁生产所采用较广泛的方法是冲入包内法球化处理工艺，这是因为，这种方法相对而言设备简单、投资少、操作方便。但是，其工艺稳定性差，尤其是随着铁水温度的提高，反应沸腾更加剧烈，球化剂的消耗也随之增大，镁的吸收率降低。例如，在1530-1570℃的出炉铁水温度条件下，铁水化学成分相同，使用熔制法的稀土镁硅铁合金球化剂进行球化处理，球化剂的加入量由1480℃以下的1.1-1.2％增加到2.1-2.3％，随着球化剂加入量的增大，铁水温度的降低也随之增加。另外，在惯用的熔制镁合金冲入包内法球化处理中，所使用的球化处理剂是按一定化学成分要求预先熔制好的，在熔制过程中，镁和稀土元素的烧损是不可避免的。为了保证其化学成分，尤其是镁需要多补加1.2％左右的百分量。尽管如此，最终产品中的氧化镁含量还是无法消除掉。电炉熔制生产工序加大了球化剂的生产成本。
本发明的目的是提供一种用于冲入包内法球化处理生产球墨铸铁的铁水处理剂，该铁水处理剂生产工艺简单，质量稳定可靠，操作简便，机械性能和铸造性能优良，并且生产成本较低。
本发明的第一方面是一种用于生产铸铁的铁水球化剂，它含有(重量％)5-12％Mg、5-60％Si、0.5-8％Re、＜40％Na2CO3、余量为Fe。
该球化剂是通过将镁粉、硅铁粉、稀土硅铁合金粉、碳酸钠粉和铁粉按上述配比混合均匀制成。镁粉的粒度为100目以下，硅铁粉的粒度为＜1mm，稀土硅铁合金粉的粒度为＜1mm，硅铁粉的粒度为＜3mm。
上述的Re优选的是选自镧(La)和铈(Ce)中的一种或二种稀土元素。
上述本发明的球化剂可采用包内冲入法对铁水进行球化处理，处理时原铁水温度控制在1380-1580℃，铁水球化剂的加入量为被处理铁水总重量的0.6-1.2％。
本发明的第二方面是一种铁水脱硫剂，其特征是，含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、余量为Fe，该脱硫剂是将镁粉、碳酸钠粉和铁粉或铁屑按上述配比混合均匀制成。
本发明的脱硫剂是将镁粉、碳酸钠粉和铁粉或铁屑按上述配比混合均匀制成。镁粉的粒度为100目以下，优选的是200目以下。
使用本发明的脱硫剂对铁水进行脱硫处理时，可以采用包内冲入法进行，铁水处理剂的加入量为被处理铁水总重量的0.5-1.0％，被处理的原铁水温度控制在1300-1550℃。
下面，通过实施例更具体地说明本发明。
实施例1采用机械混合方法制备铁水球化剂，球化剂含有(重量％)8％Mg、7％Re、40％Si，余量是Fe。
使用上述球化剂在消失模生产线上进行铁水处理试验。球化处理在铁水温度为1547℃下进行，实际处理铁水量642Kg，铁水处理剂加入量为原铁水重量的1.14％，球化反应时间35秒。表1中列出了经球化处理后的铁水光谱分析的结果。表1元素名称CSi Mn P S Ce Mg重量％3.52 2.69 0.123 0.069 0.012 0.020 0.049对直径φ6mm的随型试块测定机械强度，结果，抗拉强度为481.0Mpa，延伸率为20.3％。与现有技术的球化剂相比，用本实例的球化剂处理后，抗拉强度和延伸率有不同程度的提高，同时，球化剂的用量降低40-50％。
实施例2采用机械混合方法制备铁水球化剂，球化剂含有(重量％)6％Mg、2％Re、35％Si、8％Na2CO3，余量是Fe。
使用上述球化剂进行铁水球化处理，实际处理铁水量570Kg，铁水球化剂加入量为原铁水重量的1.12％，球化反应时间50秒。除此之外与实施例1同样操作，对铁水进行球化处理。表2中列出了经过球化处理后的铁水的光谱分析结果表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对直径φ6mm的随型试块测定机械强度，结果，抗拉强度为523.10Mpa，延伸率为15.6％。
实施例3采用机械混合方法制备铁水脱硫剂。该脱硫剂含有(重量％)6.5％Mg、43.5％Na2CO3，余量为Fe。
使用上述脱硫剂对冲天炉熔化的铁水进行脱硫处理。用1000Kg堤坝式铁水包，原铁水含硫量为0.043％，脱硫处理铁水总重量为1000Kg，出炉铁水温度为1520℃，脱硫剂加入量为被处理铁水总重量的0.7％，脱硫反应时间为2分15秒，脱硫反应过程平缓一致。经脱硫处理后铁水含硫量为0.013％，脱硫率达到70％。
上述实施例的试验结果表明，本发明的铁水处理剂解决了冲入包内法球化处理时镁吸收率低、反应剧烈、铁水飞溅等问题。铁水降温小，一般为50-60℃，可以降低球化剂加入量40％左右，为生产低硫、低Re优质球铁件创造了条件。本发明铁水处理剂制造工艺简单，通过机械混合就可以制备，不需要熔炼。本发明铁水处理剂的含硅量可以任意调整，放宽了对原铁水含硅量的要求，是一种理想的铁水处理剂。
权利要求
1．一种球化剂，其特征是，含有(重量％)5-12％Mg、5-60％Si、0.5-8％Re、＜40％Na2CO3、余量为Fe，该球化剂是将镁粉、硅铁粉、稀土硅铁合金粉、碳酸钠粉和铁粉按上述配比混合均匀制成。
2．权利要求1所述的球化剂，其特征在于，镁粉的粒度为100目以下，硅铁粉的粒度为＜1mm，稀土硅铁合金粉的粒度为＜1mm，铁粉的粒度为＜3mm。
3．权利要求1所述的球化剂，其特征在于，所述的Re是La和/或Ce。
4．用权利要求1-3中任一项所述的铁水处理剂对铁水进行球化处理的方法，其特征是，采用包内冲入法用该处理剂对铁水进行球化处理，原铁水温度控制在1380-1580℃，铁水球化剂的加入量为被处理铁水总重量的0.6-1.2％。
5．铁水脱硫剂，其特征是，该脱硫剂含有(重量％)4-15％Mg、30-45％Na2CO3、余量为Fe，该脱硫剂是将镁粉、碳酸钠粉和铁粉或铁屑按上述配比混合均匀制成。
6．权利要求5所述的脱硫剂，其特征在于，镁粉的粒度为100目以下。
7．权利要求6所述的脱硫剂，其特征在于，镁粉的粒度为200目以下。
8．使用权利要求5所述的脱硫剂对铁水进行脱硫处理的方法，其特征是，采用包内冲入法进行脱硫处理，铁水处理剂的加入量为被处理铁水总重量的0.5-1.0％，被处理的原铁水温度控制在1300-1550℃。
全文摘要
本发明提供了一种铁水球化剂,该球化剂含有(重量%):5—12%Mg、5—60%Si、0.5—8%Re、<40%Na
文档编号C22C33/10GK1288970SQ00124768
公开日2001年3月28日 申请日期2000年9月14日 优先权日2000年9月14日
发明者刘年路 申请人:刘年路