[发明专利]一种锰镁系无稀土球化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种球化添加剂，具体地说是一种锰镁系无稀土球化剂。

背景技术

我们知道，球化剂是铸铁过程中必不可少的添加剂。大多数球化剂的化学成份包括有Mg、Ca、Ba、Si、Al、Ti等，有的含有稀土元素。依型号不同成分有所区别，如：低硅慢作用球化剂由铁粉、稀土硅铁粉、镁粉和无机粉状缓冲剂经混合压制而成。镁是球化能力最强的元素。稀土元素加入铸铁中，能起到精炼、脱硫的作用，作用比较平稳，稀土镁硅铁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，稀土能减少或消除其他元素对球化的干扰作用，促进镁的球化效果。但是稀土处理的石墨圆整度比纯镁处理的要差，并出现碎块状石墨。稀土处理的球铁白口倾向大，需要加入大量的硅铁系孕育剂，并且稀土在球化反应时，稀土元素有比镁更强的脱硫、脱氧能力，生成的硫化稀土（5.01g/cm³）、氧化稀土等化合物熔点高、稳定性好，且氧化稀土的比重（7.13g/cm³）与铁水的比重（6.6-7.4g/cm³）相当，不易浮出铁水表面而被去除，在铸件内部形成夹杂物，影响铸件质量。钙作用平稳，但球化能力弱，加入量大，金属钙很容易氧化，不能单独使用。从形态上说，球化剂主要有压块状球化剂、包芯线型球化剂、粉状球化剂。

申请人曾经研制并且使用过不含锰元素的无稀土镁硅铁球化剂，尽管铁水中硫含量一般为0.02-0.025%之间（增加球化剂加入量0.2%），但是球铁铸件的基体组织不稳定，球化级别达到4级、球径大小达到4级，不能完全满足国标的要求。目前，锰镁系无稀土球化剂尚处于研发阶段，未见文献公开报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种组成简单、配方合理，价格低，球化、脱硫效果好的锰镁系无稀土球化剂。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种锰镁系无稀土球化剂，其特征是：其组成成分和含量(质量)为：Mg3.5%-8.5%、Mn5%-20%、Si38%-48%、Al＜1%、Ti＜0.5%、Ca≤3%、MgO≤1.5%、余量为Fe。

本发明锰镁系无稀土球化剂最佳的组成成分和含量(质量)为：Mg5%-7.5%、Mn10%-15%、Si40%-48%、Al＜1%、Ti＜0.5%、Ca≤3%、MgO≤1.5%、余量为Fe。

本发明在球化剂中添加锰元素，取消稀土的加入，对照现有技术，本发明组成简单、配方合理，球化、脱硫效果好，铁水中硫含量可降低到0.015%以下，并且球铁铸件的基体组织，包括球化级别及球径大小，完全满足国标的要求。本发明球化剂中不含稀土元素，减少了稀土资源的消耗，球化剂价格每吨可降低6000元左右。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

本发明一种锰镁系无稀土球化剂，其组成成分和含量(质量)为：Mg3.5%-8.5%、Mn5%-20%、Si38%-48%、Al＜1%、Ti＜0.5%、Ca≤3%、MgO≤1.5%、余量为Fe。

本发明无稀土球化剂中用锰铁合金代替稀土金属，熔炼生产出无稀土锰镁球化剂。其中Mg元素作用是把片状石墨转变为球状石墨，Si元素起到孕育作用，其它元素为熔炼时带入的，不起实质作用。Mg、Si、Al、Ti、Ca、MgO的含量都在现有的国家标准范围内。

本发明锰的含量为5-20%，Mn元素主要作用是脱去铁水中的氧和流。在铸铁中，锰与氧和硫的亲和力比较大，锰除了强化铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫、氧的危害作用，因此锰是良好的脱硫剂、脱氧剂。球化前的原铁水通常含有0.03%以下的硫，在铁液中，锰和硫化合为硫化锰，硫化锰是一种低熔点化合物；锰易于在较低的氧势下氧化，因此与铁的氧化物反应，生成氧化锰。硫化锰的比重（3.99g/cm³）和氧化锰的比重（4.8g/cm³），与铁水的比重（6.6-7.4g/cm³）相比小的多，易于漂浮在铁水表面，转入炉渣中而被去除。

本发明在球化剂中添加锰元素，取消稀土的加入，球化、脱硫效果好，铁水中硫含量可降低到0.015%以下，并且球铁铸件的基体组织，包括球化级别及球径大小，完全满足国标的要求。本发明组成简单、配方合理，球化、脱硫效果好，球化剂中不含稀土元素，减少了稀土资源的消耗，球化剂价格每吨可降低6000元左右。