一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法 (Nodulizer for nodular cast iron and preparation method thereof ) 是由 俞家华 于 2020-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及球化剂制备领域,具体涉及一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法。本发明一种球墨铸铁用球化剂包括:Si:40～44wt％,Re：2.5～4.0wt％,Mg:7.5～8.5wt％,Ca:1～2％wt,Fe:30～50％wt,Ce：1～4％wt。本发明首先对球化剂熔炼：先加入Mg、Si；熔化初期,中频炉功率调到160kW,待到Mg锭完全熔化,将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后,停止插钎,然后开始搅拌,直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止,每炉次的熔化时间控制在45min,制得金属液；然后将金属液对钵体内浇注；待钵体内的金属液完全固化冷却后,砸碎筛选。本发明减少了镁元素的烧损,提高了镁元素的有效利用率,减少污染,对环境产生友好化的效果。(The invention relates to the field of preparation of nodulizers, and particularly relates to a nodulizer for nodular cast iron and a preparation method thereof. The nodulizer for the nodular cast iron comprises 40-44 wt% of Si, Re: 2.5-4.0 wt%, 7.5-8.5 wt% of Mg, 1-2 wt% of Ca, 30-50 wt% of Fe, and the weight ratio of Ce: 1 to 4% wt. The invention firstly smelts the nodulizer: firstly, adding Mg and Si; in the initial stage of melting, adjusting the power of the intermediate frequency furnace to 160kW, and adjusting the power to 100kW when the Mg ingot is completely melted; starting to insert the drill rod 5min after the furnace is opened; after the furnace burden is completely melted, stopping inserting the drill rod, and then starting stirring until the granular Si, Fe and Ce are completely melted, wherein the melting time of each furnace is controlled to be 45min, so as to prepare molten metal; then pouring molten metal into the pot body; and smashing and screening after the molten metal in the pot body is completely solidified and cooled. The invention reduces the burning loss of the magnesium element, improves the effective utilization rate of the magnesium element, reduces pollution and has friendly effect on the environment.)
技术领域
本发明涉及球化剂制备领域，具体涉及一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法。
背景技术
球磨铸铁是一种综合性能优异的重要工程材料，在工业上获得了越来越广泛的应用，使用球化剂进行球化处理时目前获得球磨铸铁的最主要手段之一。
目前国内采用最广泛的球化剂时稀土镁合金，该球化剂存在的主要问题有：球化剂浇注过程中镁易氧化，球化剂中的有效镁元素含量需要进一步提高，球化剂的组织密度不太稳定；球化处理时镁元素氧化烧损严重，有效元素的吸收率低，镁燃烧产生大量白烟，污染环境，球化剂的加入量较大，面对上述问题，本发明提供一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法，研制处一种高品质球化剂。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的成分包括:Si:40～44wt％，Re：2.5～4.0wt％，Mg:7.5～8.5wt％,Ca:1～2％wt,Fe:30～50％wt，Ce：1～4％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
进一步地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
进一步地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
进一步地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
进一步地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
进一步地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
与现有技术相比，本发明减少了镁元素的烧损，提高了镁元素的有效利用率，减少污染，对环境友好化的效果，与此同时，在生产球墨铸铁时选择合适的球化工艺，减少球化剂的加入量，有效降低球化剂的使用成本，具有良好的社会效益与经济效益。
具体实施方式
为了实现一种一种高品质球化剂，本发明提供一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法。
下面结合实例对本发明做进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。
实施例1
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:40wt％，Re：2.5wt％，Mg:7.5wt％,Ca:2％wt,Fe:44％wt，Ce：4％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
实施例2
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:44wt％，Re：2.5wt％，Mg:8.5wt％,Ca:1％wt,Fe:42％wt，Ce：2％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
实施例3
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:43wt％，Re：4.0wt％，Mg:8wt％,Ca:1％wt,Fe:40％wt，Ce：4％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
实施例4
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:41wt％，Re：3wt％，Mg:8wt％,Ca:2％wt,Fe:44％wt，Ce：2％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
实施例5
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:41wt％，Re：4.0wt％，Mg:8.2wt％,Ca:2％wt,Fe:40.8％wt，Ce：4％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
实施例6
本实施例为一种球墨铸铁用球化剂，包括Si:43wt％，Re：3.5wt％，Mg:7.5wt％,Ca:1％wt,Fe:41％wt，Ce：4％wt。
本发明一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、球化剂熔炼：先加入Mg、Si，使Mg熔化后与Si结合生成Mg-Si相，在熔炼与浇注过程中始终以Mg-Si相存在，实现减少Mg氧化烧损的效果；熔化初期，中频炉功率调到160kW，待到Mg锭完全熔化，将功率调至100kW；开炉后5min开始插钎；炉料完全熔化后，停止插钎，然后开始搅拌，直到颗粒状的Si、Fe、Ce完全熔化为止，每炉次的熔化时间控制在45min，制得金属液；
步骤二、浇注：浇注前，将钵体放到炉体前的浇注位置；在钵体内平放一块生铁冷却板，浇注时，使金属液正对钵体中心，减少金属液外溅；
步骤三、球化剂的破碎：待钵体内的金属液完全固化冷却后，制得球化剂，然后将球化剂倒出，取出生铁冷却板，将大块状球化剂用棒槌进行打碎，然后把破碎后的球化剂用方孔筛进行筛选，筛选后的小颗粒球化剂可回收，等下次熔炼的回炉料使用；筛选的球化剂进行袋装，存放到干燥处，防止球化剂受潮，以免影响使用效果。
优选地，所述插钎是采用φ18～φ22的圆钢或螺纹钢制成之后每隔5min插钎一次；插钎的要求是在炉膛中心插一个孔，炉膛四周插4个孔，孔深到底。
优选地，所述生铁冷却板的边长380mm左右，厚度为35mm。
优选地，所述钵体为长500mm×宽500mm×高250mm的上端开口容器，且钵体是由16mm厚的钢板制成。
优选地，所述球化剂的浇注温度为1250～1300℃。
优选地，所述方孔筛的孔规格为8mm。
将实施例1～5制得的球化剂应用到球墨铸铁，其工艺如下：中频电炉熔炼铁水，然后在浇包中进行球化处理，球化剂占铁水质量的2％，以球化剂的成分为单一变量，可以看到铁包裹球化剂的作用，使得球化反应比较平稳，有效避免反应剧烈。
然后对各实施例制得球化剂所应用到的球墨铸铁制备出金相组织进行观察，所得到的结果如表1所示：
具体描述
实施例1
石墨大部分呈球状，少量团絮状
实施例2
石墨大部分呈絮状、团状，其余为蠕虫状
实施例3
石墨大部分呈蠕虫状和球状
实施例4
石墨呈球状，少量团状
实施例5
石墨呈球状，少量团状
实施例6
石墨大部分呈团状和球状，余为絮状，少量为蠕虫状
表1
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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