吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，在采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，从炉料1/2熔化开始到出炉的这段时间内，设置在中频感应电炉上方的炉膛吹氮保护装置向炉膛内吹氮，氮气保护炉膛内的合金熔体；从合金熔体出炉浇铸开始到浇铸结束这段时间内，设置在合金浇铸流道上方的合金浇铸流道吹氮保护装置向合金浇铸流道的中心喷吹氮气，保护合金浇铸流道内的合金熔体。优点，吹氮保护下的稀土镁硅铁合金模锭表面呈黑灰色，白色氧化镁明显减少。吹氮保护的稀土镁硅铁合金成品较之没有吹氮保护的合金成品氧化镁含量降低了3‑4%。尽管吹氮保护所降低的氧化镁量很有限，但能够使临界于合格边缘的产品达到合格。

【技术实现步骤摘要】
吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法
本专利技术涉及稀土镁硅铁合金熔体净化
，具体涉及一种降低稀土镁硅铁合金中氧化镁含量同时不增加杂质的炉膛吹氮和浇铸流道吹氮工艺，具体的说是一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法。
技术介绍
稀土镁硅铁合金是指由硅铁、钙、镁、稀土等经熔融配置而成的合金，是目前世界上用得最为广泛的球化剂。在球墨铸铁的球化处理过程中，球化剂中氧化镁的含量的高低，对球化效果有很大影响。氧化镁在球化处理中属于无效镁，氧化镁含量偏高会阻碍石墨从片状转化为球状，造成铸件力学性能降低。因此，球化剂中氧化镁的含量必须控制在一定范围之内。相关国家标准中规定：球化剂中氧化镁的含量不得大于其中镁含量的10%。因此采用有效方法降低稀土镁硅铁合金中氧化镁含量，对提高球化效果有着十分重要的意义。目前，采用中频电炉制备稀土镁硅铁合金，在熔炼和浇铸阶段由于高温和暴露于空气中，难以避免地会产生氧化镁。为此，人们开发并采用了许多方法和措施来降低合金中的氧化镁含量。例如：1、采用中频感应电炉中熔炼稀土镁硅铁合金，为减少镁的烧损，通过控制加料次序，首先让镁与硅结合成稳定的镁硅相。2、熔炼中通过功率控制，先低功率化镁，后高功率熔炼化料，尽可能缩短熔炼时间，减少镁的烧损。3、选用较纯净的稀土镁硅铁合金原材料入炉熔炼。4、避免炉料受潮，炉料中的水分会导致氧化镁升高。5、在熔炼稀土镁硅铁合金过程中添加覆盖熔剂，从而避免和尽量减少金属镁及其合金的氧化。6、在浇铸稀土镁硅铁合金时采用带盖的合金锭模，减少金属镁及其合金与氧的接触。7、在惰性气体保护下，熔炼稀土镁硅铁合金和浇铸合金模锭。即便如此，稀土镁硅铁合金成品中氧化镁的含量通常在临界点，即氧化镁的含量接近或超过镁总量的10%，如能再降低一点也是好的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提供一种能降低稀土镁硅铁合金中氧化镁含量，不增加杂质的方法。吹氮保护——是通过安装在中频感应电炉炉膛以及合金浇铸流道上方的喷吹装置，向感应电炉内的合金熔体以及向合金浇铸流道吹入惰性气体-氮气，在合金熔体上方形成正压氮气保护，以达到隔绝空气保护合金熔体不被氧化的方法。采取的技术方案：一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，包括在采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，从炉料1/2熔化开始到出炉的这段时间内，设置在中频感应电炉上方的炉膛吹氮保护装置向炉膛内吹氮，氮气保护炉膛内的合金熔体；从合金熔体出炉浇铸开始到浇铸结束这段时间内，设置在合金浇铸流道上方的合金浇铸流道吹氮保护装置向合金浇铸流道的中心喷吹氮气，氮气保护合金浇铸流道内的合金熔体。本专利技术技术方案，在中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，在熔炼和浇铸不同阶段对合金熔体实施吹氮保护。本专利技术方法，氮气为无色无味气体，占大气量的4/5，容易获得。氮气不会对大气造成污染，因此该工艺又是一个环保工艺，可以广泛地应用于稀土镁硅铁合金工厂的生产中。上述方法的具体步骤如下：（1）原材料投入中频感应电炉内熔炼；（2）当炉膛内炉料熔化到1/2时，炉膛吹氮保护装置操控吹氮喷枪使喷嘴伸入炉膛内，喷嘴处于距离合金熔体表面150-200mm的位置处，开始吹氮；直至炉膛内炉料完全熔化，停止吹氮，操控吹氮喷枪复位；（3）中频感应电炉，将电流降至0A；（4）倾炉，将熔融的合金熔体浇入合金锭模内；（5）倾炉到位后，合金浇铸流道吹氮保护装置操控吹氮喷枪使喷嘴处于距离合金浇铸流道上方150-200mm的位置处，开始吹氮；直至合金浇铸完毕，停止吹氮，操控吹氮喷枪复位，中频感应电炉复位；（6）待合金浇铸锭模内的合金熔体温度降至1150℃，将合金熔体吊起，在空气中冷却；（7）待合金模锭表面冷却呈暗红色，将合金模锭送至堆放。本专利技术方法，应用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金，通过顶吹氮气在合金熔体上方形成正压氮气保护，能够防止合金熔体的二次氧化，降低氧化镁含量。本专利技术方法的进一步改进，将吊钩插入合金熔体内，合金凝固后采用行车起吊至空中。本专利技术方法的进一步改进，步骤2中，炉膛吹氮保护装置内的喷嘴位于炉膛的中心位置处。炉膛吹氮喷嘴布置在愈靠近炉膛中心时，保护效果愈好。本专利技术方法的进一步改进，步骤5中，合金浇铸流道吹氮保护装置内的喷嘴位于合金浇铸流道的中心位置处。合金浇铸流道的吹氮喷嘴布置在愈靠近合金浇铸流道中心时，保护效果愈好。本专利技术技术方案中的中频感应电炉为市售的已知产品，本领域技术人员已知。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1、本专利技术的吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，首次提出在合金熔体温度最高区域实施局部吹氮保护。2、本专利技术的吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，炉膛和合金浇铸流道吹氮不改变原有熔炼工艺，与其它降低氧化镁的方法措施不相冲突，可以共同使用。附图说明图1为中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金过程中，在熔炼阶段的示意图。图2为炉膛吹氮保护系统内的喷枪调节系统和吹氮喷枪的第一装配示意图。图3为炉膛吹氮保护系统内喷枪升降机构的上升状态示意图。图4为炉膛吹氮保护系统内链条松紧调节装置的示意图。图5为炉膛吹氮保护系统内的喷枪调节系统和吹氮喷枪的第二装配示意图。图6为中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金过程中，在浇铸阶段的工作示意图。图7为合金浇铸流道吹氮保护系统内的喷枪平移机构和弧形的流道喷枪的装配示意图。图8为弧形的流道喷枪的氮气管路示意图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。为使本专利技术的内容更加明显易懂，以下结合附图1-8和具体实施方式做进一步的描述。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例提供的一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体过程中，在熔炼和浇铸的两个阶段，在合金熔体温度最高区域实施局部吹氮保护，在合金熔体上方形成正压氮气保护，以达到隔绝空气保护合金熔体不被氧化的方法。一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，在采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，从炉料1/2熔化开始到出炉的这段时间内，设置在中频感应电炉上方的炉膛吹氮保护装置向炉膛内吹氮，氮气保护炉膛内的合金熔体；从合金熔体出炉浇铸开始到浇铸结束这段时间内，设置在合金浇铸流道上方的合金浇铸流道吹氮保护装置向合金浇铸流道的中心喷吹氮气，氮气保护合金浇铸流道内的合金熔体。本实施例中，吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，包括如下步骤：（1）原材料投入中频感应电炉内熔炼；（2）当炉膛内炉料熔化到1/2时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，其特征在于：在采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，从炉料1/2熔化开始到出炉的这段时间内，设置在中频感应电炉上方的炉膛吹氮保护装置向炉膛内吹氮，氮气保护炉膛内的合金熔体； 从合金熔体出炉浇铸开始到浇铸结束这段时间内，设置在合金浇铸流道上方的合金浇铸流道吹氮保护装置向合金浇铸流道的中心喷吹氮气，氮气保护合金浇铸流道内的合金熔体。/n

【技术特征摘要】
1.一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，其特征在于：在采用中频感应电炉制备稀土镁硅铁合金熔体的过程中，从炉料1/2熔化开始到出炉的这段时间内，设置在中频感应电炉上方的炉膛吹氮保护装置向炉膛内吹氮，氮气保护炉膛内的合金熔体；从合金熔体出炉浇铸开始到浇铸结束这段时间内，设置在合金浇铸流道上方的合金浇铸流道吹氮保护装置向合金浇铸流道的中心喷吹氮气，氮气保护合金浇铸流道内的合金熔体。


2.根据权利要求1所述的一种吹氮保护下的稀土镁硅铁合金的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）原材料投入中频感应电炉内熔炼；
（2）当炉膛内炉料熔化到1/2时，炉膛吹氮保护装置操控吹氮喷枪使喷嘴伸入炉膛内，喷嘴处于距离合金熔体表面150-200mm的位置处，开始吹氮；直至炉膛内炉料完全熔化，停止吹氮，操控吹氮喷枪复位；
（3）中频感应电炉，将电流降至0A；
（4）倾炉，将熔融的合金熔体浇入合金锭模内；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英，任启才，吴永纯，陈刘剑，段清忠，沈乐，赵道辉，张军，赵道伟，蒋跃雄，
申请(专利权)人：南京浦江合金材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32