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一种金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法

基本信息

  • 申请号 CN00111094.2 
  • 公开号 CN1137279C 
  • 申请日 2000/04/30 
  • 公开日 2004/02/04 
  • 申请人 山东大学  
  • 优先权日期  
  • 发明人 由淼 由新  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 山东省济南市山大南路27 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 济南三达专利事务所 
  • 当前专利状态 发明专利权部分无效宣告的公告 
  • 代理人 孙君 
  • 有效性 有效专利 
  • 法律状态
  •  

权利要求书


1.一种金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,每5秒内加入 (Mg+RE)≤0.6kg,其中镁含量≤300g,变质剂块或装有变质剂的包袱线,在1.0秒内从 金属液面上进入液面下至少300~1000mm。

2.如权利要求1所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,所述 包袱线是由镁粉和稀土合金组成的球化剂与球铁粉间隔置入金属皮管构成。

3.如权利要求1或2所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于, 所述包袱线中的球化剂中,镁粉20~50份,稀土合金RE:3~10份,球铁粉40~80份, 均为重量份。

4.如权利要求1或2所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于, 所述包袱线中球化剂外面涂有0~2.0mm厚的脱硫剂层。

5.如权利要求1或2所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于, 所述包袱线中球化剂从下往上按镁粉含量20份、25份、30份置入,均为重量份。

6.如权利要求1或2所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于, 所述包袱线中球化剂部分长度为所加入的金属液面下300~1000mm处盛液桶的高度,球铁 粉部分为1000~1500mm。

7.如权利要求1或2所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于, 包袱线的铁皮上均匀分布φ2~4mm小孔。

8.如权利要求1所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,喂入法 加入变质剂时,采用包袱线喂线机,控制速度为每秒1.5M,启动与制动≤0.5秒。

9.如权利要求1所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,插入法 加入变质剂包袱线时,用气动或重力式压力快速插入装置,压力快速插入装置主要由可左 右移动的多臂和在重力下失重自动快速垂直下落的插入杆构成。

10.如权利要求1所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,在盛 液桶小于2吨时,人工单根多次向金属熔液中插入包袱线。

11.如权利要求1所述的金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,其特征在于,注入 法加入变质剂时,选用变质剂块由专用设备的振动加料器加入,该设备主要由变质剂振动 加料器、钢、铁液与变质剂混料器、导流板、导流管组成;混料器中上部设有导流板,导 流板下角呈锐角小于50°,下口接通导流管,在导流板一侧是变质剂送料器出料口,另一 侧是钢、铁液流入口。
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说明书

本发明涉及一种金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂的加入方法,  属于冶金铸造技术领 域。
在冶金领域中,在铸钢锭、铸铁件、钢铸件生产时,常常需要向钢液或铁液流中加入 稀土镁合金。
ZL861082252公开了一种“稀土合金注入法输粉器”,通过可控制输粉量的带 弹簧的轴向开关,将稀土硅粉与钢液流同步注入中铸管浇杯中。
ZL911063803公开了“球 墨铸铁瞬时密流球化、蠕化或孕育处理容器”,主要由进铁水杯、加密封盖和用惰性气体保 护、S形密流室、出铁口、孕育杯、泄流孔构成。
ZL972451056专利也公开了与ZL911063803 同名称的处理容器,主要区别是分料杯的应用。
以上三个专利在实际应用中,遇到了一些 难题,比如专用设备结构复杂增加了工艺准备麻烦和生产现场操作困难,还有密流室予热 与初期铁水降温大浪费等问题,难以适应冶金铸造现场实用过程的操作简单可靠原则,严 重地影响了其应用效果。
CN1164576A公开了一种阻燃球化剂组合物,解决了稀土镁金属在 铁液高温下瞬时固态激烈氧化燃烧所造成的技术难关,但使用已有设备,构造复杂,难以 保证整个工艺的稳定性和连续性。
另外,由于冶金铸造生产条件不同,单一的加入工艺方 法只能适应一定条件的企业。
70年代后期,世界各国开展瞬时密流稀土镁变质剂处理设备 及应用技术研究开发,投入了大量的人力物力,总结出四种瞬时密流稀土镁变质剂的加入 法,即注入法,喂入法,插入法,射入法。
上述四种方法在钢材生产的铸锭、连铸上取得 了进展,而在球墨铸铁和铸钢上应用却进展不大。
本发明的目的在于,克服已有技术的缺点,提供一种金属熔液瞬时密流稀土镁变质剂 的加入方法及专用设备。
本发明的方法是,每5秒内加入(Mg+RE)≤0.6kg,其中镁含量≤300g,变质剂块或 装有变质剂的包袱线,在1.0秒内从金属液面上进入液面下至少300~1000mm。
上述包袱线是由镁粉和稀土合金组成的球化剂与球铁粉间隔置入金属皮管构成。
上述包袱线中的球化剂中,镁粉20~50份,稀土合金RE:3~10份,其余为球铁粉 40-80份,均为重量份。
上述包袱线中球化剂外面涂有0~2.0mm厚的脱硫剂层。
上述包袱线中球化剂从下往上按镁粉含量20份、25份、30份置入,均为重量份。
上述包袱线中球化剂部分长度为所加入的金属液面下300~1000mm处盛液桶的高度, 球铁粉部分为1000~1500mm,目的在于保护下一段球化剂包袱线不被加热。
包袱线的铁皮上均匀分布φ2~4mm小孔,密度以铁皮不折断为宜。
喂入法加入变质剂时,采用包袱线喂线机,控制速度为每秒1.5M,启动与制动≤0.5 秒。
插入法加入变质剂包袱线时,用气动或重力式压力快速插入装置。
上述压力快速插入装置主要由可左右移动的多臂和在重力下失重自动快速垂直下落的 插入杆构成。
在盛液桶小于2吨时,也可人工单根多次向金属熔液中插入包袱线。
射入法加入变质剂时,采用自动快速阀门弹射器将≥100mm的变质剂块,以每秒≥5 次的频率加入金属熔液中。
注入法加入变质剂时,选用变质剂块由专用设备的振动加料器加入。
该设备主要由变 质剂振动加料器、钢、铁液与变质剂混料器、导流板、导流管组成;混料器中上部设有导 流板,导流板下角呈锐角小于50°,下口接通导流管,在导流板一侧是变质剂送料器出料 口,另一侧是钢、铁液流入口。
本发明中与金属熔液接触的管件和容器的内壁均为纯碱性耐火材料或同类金属管件。
向金属熔液中科学正确的加入稀土镁的方法对于保证冶金铸造效果至关重要。
本发明的特点在于①瞬时快速将稀土镁变质剂加入到金属液面下一定深度,使其在液 面下与空气隔绝自爆成线度≤3mm的小颗粒被溶化吸收;②为防止稀土镁在高温下形成 激烈汽化的蒸气压造成的金属液飞溅和沸腾,严格限制稀土镁变质剂每5秒内加入量为 (RE+Mg)≤0.6g,分多次加入或随流同步少量加入;③为防止稀土镁与耐火材料产生反应, 盛液桶必须是纯碱性耐火材料。
本发明的优良效果还在于,全部处理过程完毕时,稀土镁变质剂利用系数在90%以上, 无环境污染,并消除了金属熔液的沸腾和飞溅等不安全因素。
本发明的相关专用设备结构简单,操作容易。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1喂入法加入变质剂的示意图。
图2插入法加入变质剂的示意图。
图3注入法加入变质剂的示意图。
其中,1.喂线机,2.盛铁桶,3.溶液面,4.变质剂包袱线,5.金属熔液,6.与 溶液相同的金属粉末包袱线,7.插入杆,8.可左右旋转的臂,9.变质剂送料器,10.钢、 铁液与变质剂混料器,11.导流板,12.导流管,13.钢、铁液流入口,14.变质剂,15.钢、 铁液流。
θ为导流板下角,θ≤50°。
实施例1.喂入法,如图1所示。
稀土镁变质剂的包袱线4,其中镁含量280g,稀土合金RE:28g,控制(Mg+RE)≤ 0.6kg在1.0秒内从金属液面上进入液面3下400mm。
包袱线是由镁粉20份稀土5份球铁 粉75份,镁粉25份稀土5份球铁粉70份,镁粉30份稀土5份球铁粉65份,球铁粉100 份,四部分间隔置入金属皮管构成。
包袱线中球化剂外面涂有0.5mm厚的脱硫剂层。
球化 剂部分长度为所加入的金属液面下500mm处盛铁桶2的高度。
球铁粉部分为1200mm,目 的在于保护下一段球化剂包袱线不被加热。
包袱线的铁皮上均匀分布φ3mm小孔,采用包 袱线喂线机1,控制速度为每秒1.5M,启动与制动≤0.5秒。
实施例2.插入法,如图2所示。
稀土镁变质剂的包袱线,其中镁含量250g,稀土合金RE:25g,控制(Mg+RE)≤ 0.6kg在1.0秒内从金属液面上进入液面下500mm。
包袱线是由镁粉20份稀土5份球铁粉 75份,镁粉25份稀土5份球铁粉70份,镁粉30份稀土5份球铁粉65份,分别间隔置入 金属皮管构成。
包袱线中球化剂外面涂有1mm厚的脱硫剂层。
球化剂部分长度为所加入 的金属液面下500mm处盛液桶的高度,插入杆部分为1200mm,目的在于保护球化剂包袱 线不沸腾飞溅。
包袱线的铁皮上均匀分布φ2.5mm小孔,采用重力式压力快速插入装置。
压力快速 插入装置由可左右移动的多臂8和在重力下失重自动快速垂直下落的插入杆7构成。
稀土 镁变质剂的包袱线插入液面下500mm深度后自爆成线度≤3mm的小颗粒,在上浮过程中 被全部溶化吸收。
实施例3.插入法 如实施例2所述,不同的是在盛铁桶2吨时,人工单根多次向金属熔液中插入包袱线。
实施例4.注入法,如图3所示。
注入法加入变质剂时,选用变质剂块由专用设备的振动加料器加入。
变质剂块为 CN116457A阻燃球化剂组合物压块。
设备主要由变质剂振动加料器9、钢、铁液与变质剂混 料器10、导流板11、导流管12组成;混料器中上部设有导流板11,导流板下角θ呈锐角 小于50°,下口接通导流管12,在导流板11一侧是变质剂送料器出料口,另一侧是钢、 铁液流入口。
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