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球化劑作用匯知

球化劑的現(xiàn)狀

球化劑是目前獲得球鐵的主要手段之一,在志包鋼稀土一廠共同完成國(guó)家攻關(guān)課題“稀土三劑系列化”時(shí),我校課題組對(duì)世界上100多個(gè)球化劑生產(chǎn)廠,國(guó)內(nèi)主要合金生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)研,取得了英、美、法、德、日、前蘇聯(lián)、印度等十幾個(gè)國(guó)家50多家合金生產(chǎn)廠的產(chǎn)品樣本及國(guó)內(nèi)主要球化劑生產(chǎn)廠的產(chǎn)品樣本,為對(duì)比國(guó)內(nèi)外球化劑性能及今后球化劑生產(chǎn)改進(jìn)提供了依據(jù)。

2.1球化劑的類型


 按生產(chǎn)方式分有下述幾種

(1)球化劑的類型

包括鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、鈣系合金(日本用的較多),鎳鎂系合金、純鎂合金、稀土合金。
 上述合金中目前世界上用的為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金,但中國(guó)合金中RE/Mg的比值范圍大(0.5~2.2),國(guó)外的合金RE/Mg的比值范圍小(0.1~0.3)。中國(guó)合金中稀土大于等于鎂含量的占多數(shù),小于鎂含量的占少數(shù),而國(guó)外(除前蘇聯(lián)一些合金外)球化劑合金中的稀土含量幾乎都小于鎂含量,因此稀土三劑系列化課題組建議除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果優(yōu)良的蠕化劑),其它全部球化劑中RE/Mg≤1,隨后修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中采納了這個(gè)建議。
 鈣鎂球化劑主要是日本生產(chǎn)和應(yīng)用,如日本信越(SHIN—ETSU)生產(chǎn)的鈣系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中鎂含量從4~28%變動(dòng),但鈣含量變化較小,其變化范圍為20~31%;此類合金白口傾向小,但要求處理溫度高,處理后渣量大。
 鎳鎂合金在美洲、歐洲均有應(yīng)用,美國(guó)國(guó)際鎳公司生產(chǎn)的鎳鎂合金高達(dá)82~85%,其中Mg、Ca分別為13~16,及20,鎳低的57~61%(其中Mg4.0~4.5%,Ca<2.5,F(xiàn)e32~36)。德國(guó)金屬化學(xué)公司生產(chǎn)的鎳鎂合金中Ni47~51%,Mgl5~17%,C1.0%Si28~32%,RE1.0%余Fe。這些合金的優(yōu)點(diǎn)是比重大,反映平穩(wěn),鎳可起合金化作用,其特點(diǎn)是價(jià)格貴,這種合金在中國(guó)基本沒(méi)有應(yīng)用。

鎳硅系合金目前在中國(guó)基本上已不用。純鎂合金處理時(shí)要用專用的壓力加鎂包,鎂的吸收率高,但處理安全措施要極為嚴(yán)格,生產(chǎn)中應(yīng)用比例較小。

稀土是發(fā)明球鐵時(shí)使用的球化劑,它的發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了球鐵工業(yè)應(yīng)用的進(jìn)程。但價(jià)格高,白口傾向大,過(guò)量會(huì)使石墨變態(tài),現(xiàn)在己不作為球化劑單獨(dú)使用,僅作為輔助球化元素。

(2)壓塊狀球化劑

用鎂粉和鐵粉及所設(shè)計(jì)的硅含量直接加壓成型,這種球化劑中含硅很低,通常稱為低硅壓塊狀球化劑,因而為后續(xù)的孕育提供了大的余地,有利于生產(chǎn)鑄態(tài)球鐵,但這種合金易漂浮,處理效果波動(dòng)大,處理時(shí)好跟塊狀球化劑混合使用。

(3)包芯線型球化劑

將鎂粉、鐵粉包覆在薄鋼板或鋼板中,將其快速送入鐵水中達(dá)到球化目的,這種球化劑較貴,且設(shè)備投資大,但處理時(shí)合金吸收率高,因此處理球鐵的總成本幾乎沒(méi)有提高。

(4)粉狀球化劑


 這種球化劑是俄羅斯的一個(gè)專利,使用時(shí)將鎂粉與抑制劑混合放入包內(nèi),并使鐵水從合金表面shang流過(guò),逐層與合金反映達(dá)到球化效果,這種專門工藝稱之為MC。

2.2球化劑的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)外在球鐵生產(chǎn)中主要應(yīng)用火法冶煉的合金,壓塊球化劑、包芯線球化劑、粉狀球化劑應(yīng)用的很少,火法冶煉的球化劑在生產(chǎn)中應(yīng)用占90%以上,目前這類合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以達(dá)到控制基體目的,對(duì)合金中的氧化鎂含量已有限量指標(biāo)?,F(xiàn)對(duì)中國(guó)33個(gè)典型工廠和美國(guó)77個(gè)工廠生產(chǎn)球鐵工廠進(jìn)行對(duì)比分析。

中國(guó)33個(gè)工廠的基本情況是:33個(gè)工廠總計(jì)有36個(gè)熔爐,其中電爐(中頻、工頻、電弧爐)9個(gè)占25%,沖天爐22個(gè)占61%,沖天爐一電爐雙聯(lián)熔煉廠4個(gè)占11%,高爐1個(gè)占3%,球鐵處理溫度大于1500℃,4個(gè)占11%,1450~1500℃,20個(gè)占56%,1350~1400℃,6個(gè)占16.7%,1300~1350℃,2個(gè)占5.6%;大于1270℃1個(gè)占2.7%;鐵水含硫量小于等于0.03%占20%;處理方法中沖入法占94%,噴吹法占3%,壓力加鎂法3%,用量大的6#合金Mg8RE8占46%,其次為Mg8RE5占37%,Mg9RE5占11%。

美國(guó)77個(gè)工廠的基本情況是:

熔化設(shè)備沖天爐占30%,感應(yīng)電爐占63%,球化處理溫度1482~1538℃占75%;原鐵水在球化處理前有50%工廠采用預(yù)脫硫工藝,有90%的工廠S小于0.025%,球化處理方法中在美國(guó)大工廠中沖入法占36%,而小廠(小于200噸/周)沖入法僅占22%,壓入法、多孔塞法、型內(nèi)處理法、Tundish蓋包法、壓力加鎂法則占絕大部分比重,使用的球化劑中含鎂大于%的占8.2%Mg4~6%占63.3,含鎂小于4%占16.4%純鎂占5%,其它的鎂合金占8.2%。

資料表明中國(guó)生產(chǎn)球鐵方面還有不小的差距,美國(guó)生產(chǎn)的電爐可球化處理所需要的高溫,一般經(jīng)預(yù)脫硫,含硫量低,質(zhì)量要優(yōu)于我國(guó)處理球鐵的質(zhì)量,因此處理球鐵可用低鎂、低稀土球化劑,而且質(zhì)量控制也嚴(yán)格,包括使用衰退時(shí)間控制器。


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