[发明专利]一种射流连续球化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁的生产工艺，特别是涉及一种球墨铸铁生产过程中实现铁水连续球化的球化工艺。

背景技术

球墨铸铁是一种机械性能非常优良的铸铁材料，但在铁水熔炼过程中要获得球墨铸铁必须在铁水中加入球化剂，使铁水中的石墨球化。球化的级别越高，即球状石墨数量越多，大小形状越均匀规则，则球墨铸铁的性能越好。生产中，由于各种因素的影响，存在球墨铸铁球化级别不高，球化不均匀、不稳定，球化衰退等现象。铁水中阻碍石墨球化的主要因素是氧、硫等活性元素，氧、硫对石墨生长成球状有干扰作用，如果采用高纯度铁碳合金或真空处理，都能得到球墨铸铁。由于我国的铁矿和煤矿一般都是高硫矿，故生铁和焦碳含硫都较高，同时出于成本的考虑，不可能采用高纯度铁碳合金或真空处理来生产球墨铸铁。

我国一般都采用稀土镁合金来进行球墨铸铁的生产，当球化剂加入铁水，首先镁与铁水中的氧、硫反应，使铁水中的氧、硫含量降低，为石墨的球化提供必要条件，同时，铁水中必须留有足够的球化元素镁，以防止空气中的氧和铁液上渣层中的硫重新进入铁液，使铁液中的硫、氧增加引起球化衰退，同时，铁水的球化过程要保持连续性，防止球化中断，以提高球化效率。

因此，在球化过程中，如何保证球化剂连续球化并保证充分球化，减少活性元素烧损是提高球墨铸铁质量和球化级别的技术关键。

因此，要获得质量好，球化级别高，球化不衰退的球墨铸铁，必须具备三个重要条件：1.球化剂与铁水混合过程中镁要迅速均匀熔解在铁水中，不能形成局部富集区和局部贫乏区，保证铁水球化的连续性；2球化剂与铁水混合过程中要防止球化剂中的镁燃烧；3.要防止镁漂浮在铁液上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用射流装置，形成球化剂粉体与还原性或惰性气体混合射流源，冲入流动铁水，使球化剂中镁元素快速熔解于铁水，不会形成局部富集区和局部贫乏区，同时利用惰性气体在球化剂表面形成保护膜，防止球化剂中的镁燃烧，还能防止镁漂浮在铁液上，从而实现铁水连续球化和充分球化。

为了解决上述技术问题，本发明在生产中是按如下方式实现的：

一、在料斗中加入粉状球化剂并预热至800度以上。

二、预热后的粉状球化剂进入连接料斗底部的射流发生器中。

三、在射流发生器的一端输入高速高压的还原性气体或惰性气体，使之与粉状球化剂混合，形成气粉混合射流源；

四、气粉混合射流源以高速状态从射流发生器的另一端输入流动铁水。

五、在气粉混合射流源中，球化剂的主要球化元素镁处于熔融状态，还原性或惰性气体在球化剂表面形成气体保护膜；

六、在气体保护膜的防护下，镁元素与铁水连续反应，防止了铁水中空气对镁元素的烧损；

七、将铁水加入到球化处理包。

所述的还原性气体或惰性气体为二氧化碳。

采用上述技术方案的射流连续球化工艺，由于镁在二氧化碳等还原性气体或惰性气体的气体保护膜的作用下与空气隔离，因此镁不会燃烧。由于铁液和镁液是两种相溶性好的金属液体，其溶解扩散速度快，镁液很快就均匀分布在铁液中，并与铁液中的氧、硫元素发生连续反应，反应后剩下的镁就留在铁液中。由于不存在镁需要先自身熔化，然后再扩散到铁液中的过程，故在球化时，没有镁漂浮在铁液上的现象。本专利最大的意义还在于可以在不需要特殊设备、特殊工艺的情况下，可以用纯镁作球化剂，直接对铁水进行球化，质量好，效果稳定，节约了昂贵的金属资源。

采用本专利工艺，比传统工艺节约稀土镁60％左右，节约了昂贵的稀有金属，若在此工艺下采用纯镁作球化剂，则不再需要稀土元素；同时，提高了球化合格率和球化级别，降低了球化衰退的概率，大幅度降低成本，因此，采用本工艺，具有重大的经济效益。

综上所述，本发明是一种实现铁水连续球化的球化工艺，在生产球墨铸铁时球化剂中镁元素与铁水能连续反应，并能防止球化剂中的镁燃烧，能防止镁漂浮在铁液上且镁能迅速均匀熔解在铁水中、不会形成局部富集区和局部贫乏区且操作方便、性能可靠的球化工艺。

附图说明

图1是加入球化剂、保护气体和铁水过程示意图；

图2是球化工艺过程示意图。

具体实施方式