專利名稱：用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶煉稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，具體涉及一種用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的冶煉工藝。
背景技術(shù)：
稀土鈣鎂硅鐵合金是制造球墨鑄鐵產(chǎn)品的新型球化劑之一。目前生產(chǎn)含稀土球化劑的方法主要有中頻感應(yīng)電爐直接配鎂重熔法和先由電弧爐生產(chǎn)稀土硅鐵合金，然后在爐外壓鎂法。近年來，也有采用礦熱爐“一步法”直接生產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，該工藝較前兩種工藝具有生產(chǎn)周期短、電耗低、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。目前，用礦熱爐冶煉稀土鈣鎂硅鐵合金，其中RE及Ca的含量在2％以下時(shí)爐內(nèi)還原穩(wěn)定，能保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于含RE及Ca高于2％以上的產(chǎn)品，由于受礦熱爐冶煉工藝的限制，需要在壓鎂工序前補(bǔ)充稀土合金與硅鈣合金，這樣會(huì)使合金熔液溫度降低，達(dá)不到壓鎂的溫度要求，很難確保合金產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，易使合金鑄錠中出現(xiàn)嚴(yán)重偏析，造成廢品，鎂錠和電耗增高，加大產(chǎn)品制造成本，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)礦熱爐“一步法”直接生產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金工藝不適于生產(chǎn)高RE及高Ca含量的稀土鈣鎂硅鐵合金的不足，研究出采用礦熱爐和中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)的新工藝生產(chǎn)含RE及Ca高于2％以上的稀土鈣鎂硅鐵合金，以確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)降低產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)成本。
本發(fā)明依據(jù)對(duì)產(chǎn)品化學(xué)成分要求及礦熱爐、中頻感應(yīng)電爐的容量進(jìn)行爐料配比，按照產(chǎn)品冶煉要求確定和調(diào)整投料時(shí)間、數(shù)量、冶煉及出爐溫度、電壓及電流等技術(shù)參數(shù)。
用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，其主要特征是壓鎂工序前，礦熱爐熔化爐料與中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金分別進(jìn)行；將原料硅石、稀土精礦、焦炭、鋼屑按照重量配比混合均勻，連續(xù)加入礦熱爐內(nèi)，通過自焙電極將電流導(dǎo)入熔化爐料進(jìn)行冶煉，出爐溫度控制在1500～1600℃；將稀土合金與硅鈣合金按照產(chǎn)品配料混合均勻后在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，出爐溫度控制在1500～1700℃；先將礦熱爐內(nèi)的合金熔液加入壓鎂包，再將中頻感應(yīng)電爐熔化的稀土硅鈣合金按照礦熱爐液態(tài)合金重量的10～30％加入，然后根據(jù)壓鎂工藝壓入鎂錠，每噸合金加入金屬鎂50～80kg，金屬鎂與包內(nèi)的合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在1250～1450℃，時(shí)間控制在150～200s，反應(yīng)后即得稀土鈣鎂硅鐵合金。
本發(fā)明采用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金，由于礦熱爐熔化爐料與中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金分別進(jìn)行，可保證壓鎂時(shí)對(duì)合金熔液溫度的要求。按照本發(fā)明生產(chǎn)的高RE及高Ca含量的稀土鈣鎂硅鐵合金，合金鑄錠的偏析度顯著降低，化學(xué)成分符合要求，產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1采用3200KVA礦熱爐與0.5T中頻感應(yīng)電爐聯(lián)合生產(chǎn)Mg5.8-2.8-2稀土鈣鎂硅鐵合金產(chǎn)品。
產(chǎn)品主要成分要求Mg5.5-5.9％、Ca2.7-2.9％、RE2.0-2.2％、Si44.0-48.0％、Al≤1.0％、Fe余量。
冶煉工藝1、將硅石1.1T、稀土精礦0.024T、焦炭0.68T、鋼屑0.55T，按照重量配比混合均勻，連續(xù)加入礦熱爐內(nèi)，將電壓控制在80-90V，電流控制在24000-26000A，出爐溫度控制在1500～1600℃，經(jīng)過約100min的冶煉，準(zhǔn)備出爐。
2、在礦熱爐通電約20min后，將50kg稀土合金、90kg硅鈣合金、20kg硅鐵合金混合均勻加入中頻感應(yīng)電爐，功率調(diào)至180KW進(jìn)行熔煉。熔化過程中，要將爐料不斷壓下，以加快熔化速度。約經(jīng)70min時(shí)，爐料全部熔化，當(dāng)爐內(nèi)合金熔液溫度達(dá)到1500-1700℃時(shí)，準(zhǔn)備出爐。
采用中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金時(shí)，根據(jù)中頻感應(yīng)電爐的容量，按比例添加稀土合金與硅鈣合金后，余量可補(bǔ)充硅鐵合金，硅鐵合金中硅含量控制在47～50％。
3、將礦熱爐內(nèi)的合金熔液放入壓鎂包中，進(jìn)行扒渣，扒渣后溫度控制在1450-1550℃，合金熔液重量約為1.0T；將壓鎂包吊入壓鎂坑中，這時(shí)將中頻感應(yīng)電爐內(nèi)的合金熔液約160kg放入壓鎂包內(nèi)，充氮?dú)鈹嚢?min，使熔液混合均勻，然后將80kg的金屬鎂錠壓入包內(nèi)，金屬鎂與包內(nèi)合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在1250-1450℃，在壓鎂工序完成后，將無銹的干燥碎鋼按照合金重量的1～3％加入壓鎂包內(nèi)，攪拌均勻，繼續(xù)充氣100-150s后，將合金熔液注入錠模，合金出模后，按照要求進(jìn)行破碎，即得Mg5.8-2.8-2稀土鈣鎂硅鐵合金產(chǎn)品。
經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)要求。
實(shí)施例2
采用3200KVA礦熱爐與0.5T中頻感應(yīng)電爐聯(lián)合生產(chǎn)Mg5.3-2-2稀土硅鐵合金產(chǎn)品。
產(chǎn)品主要成分要求Mg5.1-5.5％、Ca2.0-2.5％、RE2.0-2.2％、Si44.0-48.0％、Al≤1.0％、Fe余量。
冶煉工藝1、將硅石1.1T、稀土精礦0.024T、焦炭0.68T、鋼屑0.55T，按照重量配比混合均勻，連續(xù)加入礦熱爐內(nèi)，將電壓控制在80-90V，電流控制在24000-26000A，出爐溫度控制在1500～1600℃，經(jīng)過約100min的冶煉，準(zhǔn)備出爐。
2、在礦熱爐通電約20min后，將76kg稀土合金、56kg硅鈣合金、68kg硅鐵合金混合均勻加入中頻感應(yīng)電爐，功率調(diào)至180KW進(jìn)行熔煉。熔化過程中，要將爐料不斷壓下，以加快熔化速度。約經(jīng)70min時(shí)，爐料全部熔化，當(dāng)爐內(nèi)合金熔液溫度達(dá)到1500-1700℃時(shí)，準(zhǔn)備出爐。
3、將礦熱爐內(nèi)的合金熔液放入壓鎂包中，進(jìn)行扒渣，扒渣后溫度控制在1450-1550℃，合金熔液重量約為1.0T；將壓鎂包吊入壓鎂坑中，這時(shí)將中頻爐內(nèi)的合金約200kg放入中間鐵水包內(nèi)，再轉(zhuǎn)入壓鎂包內(nèi)，充氮?dú)鈹嚢杓s1min，使合金熔液混合均勻，然后將75kg金屬鎂錠壓入包內(nèi)，金屬鎂與包內(nèi)的合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在1250-1450℃，當(dāng)金屬鎂燃燒完后約80-100s，將20kg無銹碎鋼加入包內(nèi)，攪拌均勻，繼續(xù)充氣100-150s后，將合金液體注入錠模，合金出模后，按照要求進(jìn)行破碎，即得Mg5.3-2-2稀土硅鐵合金產(chǎn)品。
經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)要求。
權(quán)利要求
1.一種用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，其特征在于壓鎂工序前，礦熱爐熔化爐料與中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金分別進(jìn)行；將原料硅石、稀土精礦、焦炭、鋼屑按照重量配比混合均勻，連續(xù)加入礦熱爐內(nèi)，通過自焙電極將電流導(dǎo)入熔化爐料進(jìn)行冶煉，出爐溫度控制在1500～1600℃；將稀土合金與硅鈣合金按照產(chǎn)品配料混合均勻后在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，出爐溫度控制在1500～1700℃；先將礦熱爐內(nèi)的合金熔液加入壓鎂包，再將中頻感應(yīng)電爐熔化的稀土硅鈣合金按照礦熱爐液態(tài)合金重量的10～30％加入，然后根據(jù)壓鎂工藝壓入鎂錠，每噸合金加入金屬鎂50～80kg，金屬鎂與包內(nèi)的合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在1250～1450℃，時(shí)間控制在150～200s，反應(yīng)后即得稀土鈣鎂硅鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，其特征在于采用中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金時(shí)，根據(jù)中頻感應(yīng)電爐的容量，按比例添加稀土合金與硅鈣合金后，余量補(bǔ)充硅鐵合金，硅鐵合金中硅含量控制在47～50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，其特征在于壓鎂工序完成后，將無銹的干燥碎鋼按照合金重量的1～3％加入壓鎂包內(nèi)，攪拌均勻。
全文摘要
一種用礦熱爐——中頻感應(yīng)電爐熱液聯(lián)產(chǎn)稀土鈣鎂硅鐵合金的工藝，其主要特征是壓鎂工序前，礦熱爐熔化爐料與中頻感應(yīng)電爐熔化稀土硅鈣合金分別進(jìn)行，以保證壓鎂時(shí)對(duì)合金熔液溫度的要求。礦熱爐出爐溫度控制在1500～ 1600℃；中頻感應(yīng)電爐出爐溫度控制在1600～1700℃；先將礦熱爐內(nèi)的合金熔液加入壓鎂包，再將中頻感應(yīng)電爐熔化的稀土硅鈣合金按照礦熱爐液態(tài)合金重量的10～30％加入壓鎂包內(nèi)，然后根據(jù)壓鎂工藝壓入鎂錠，反應(yīng)完成后即得稀土鈣鎂硅鐵合金。按照本發(fā)明生產(chǎn)的高RE及高Ca含量的稀土鈣鎂硅鐵合金，合金鑄錠的偏析度顯著降低，化學(xué)成分符合要求，產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C22C33/04GK1598029SQ20041005911
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者郭成會(huì) 申請(qǐng)人:郭成會(huì)