中頻爐熔配法冶煉稀土硅鋇鈣鎂合金

廠家：中頻爐熔配法冶煉稀土硅鋇鈣鎂合金日期：：2020-01-03 瀏覽次數(shù)： 170

在硅基孕育劑中配入一定量的鈣、鋁、鍶、鋇、鋯、稀土等,可強化孕育效果[1],在球化劑中配入鋇、鈣有明顯的抑制球化衰退速度、延長球化衰退時間的作用[2];因此,我們對含有鋇鈣的稀土硅鎂基球化劑進行了研制與開發(fā),在目前應用最為廣泛的稀土硅鐵鎂合金球化劑中添加鋇、鈣元素以形成稀土硅鋇鈣鎂長效復合球化劑。由于多元素特別是鈣、鋇元素的直接冶煉在技術和工藝難以實現(xiàn)[3],并且成分難以保證,故我們采用了中頻爐熔配法研制途徑。

試驗中,我們采用硅鋇鐵作為合金鋇元素的來源,稀土鎂合金作為稀土元素來源,金屬鈣屑作為鈣元素來源,由于稀土鎂合金含有一定量的鎂,但是不足以提供所需要的鎂,因此用金屬鎂錠作為合金鎂元素的調整來源,用硅鐵和鋼筋頭作為調整硅和鐵成分的原料。試驗原料的化學成分見表2所示。試驗中,采用沖鎂法工藝時鎂的燒損率按8%計算,鈣的燒損率按2%計算,采用完全熔配法工藝時,鎂、鈣的燒損率均按2%計算。

中頻爐試驗中采用了2種工藝方法。加料工藝為:鈣屑先入爐,加入部分小粒度稀土鎂合金覆蓋其上,隨后加入硅鋇鐵,最后將剩余部分小粒度鎂合金加入,然后加入碳素鋼鋼筋頭。送電熔化后攪拌,把計算燒損率并破碎的稱量好的金屬鎂放入沖鎂盤中,進行沖鎂,形成合金。

中頻電爐采用的加料順序為:鎂錠+鈣屑入爐,迅速加入部分小粒度稀土鎂合金覆蓋其上,減少鎂、鈣的燒損,隨后加入硅鋇鐵,最后將剩余部分小粒度鎂合金加入,送電熔化后加入碳素鋼鋼筋頭,熔化后攪拌,直接出爐形成合金.

對于中頻爐冶煉,一般說來工藝比較簡單,其主要問題是控制有效元素的燒損率及加料程序問題。此外,應避免爐料過潮濕,防止冶煉過程中的噴濺

中頻電爐采用沖鎂法加料工藝由于把金屬鎂放入沖鎂盤中進行沖鎂以形成合金,導致鎂的燒損率大,回收率低,合金中鎂含量趨于下限。

為提高沖鎂法鎂回收率低的問題,后采用全部爐料入爐的熔煉的方法,即完全熔配法,結果在合金攪拌時,產生嚴重的噴濺,后經過研究,改變了加料順序,有效的防止了噴濺。試驗進行了16爐,得到3.191噸合金,其中沖鎂法冶煉了5爐,其他為完全熔配法,除G6、G8爐由于造成噴濺沒有計入外,其它爐次均較穩(wěn)定。其成分見表3。

中頻電爐采用沖鎂法加料工藝是比較成熟的方法,如何提高沖鎂法的鎂的回收率、減少燒損問題和減少鎂的合金偏析問題需要進一步探討。

為提高沖鎂法鎂回收率低的問題,中頻電爐采用完全熔配法,初步想法是為防止熔煉過程中部分低密度的易氧化原料上浮,采用先加低密度的原料,后加高密度的原料的方法,結果在攪拌時,產生嚴重的噴濺,幾乎多半爐噴濺出去,后經過研究分析,認為由于合金中的鐵與硅有很大親和力,從而減少了游離硅的數(shù)目。從該合金的化學成分可知,含鐵量較大,所以在中頻電爐冶煉工藝上存在著一個配鐵的方式和原料加入的順序問題。由于鎂、鈣等與鐵幾乎不溶,只能與硅結合形成硅化物,而鐵也與硅結合形成硅化物,所以當鐵超過某一定量后,如果原料加入的順序不當,將產生猛烈的噴濺,造成合金不必要的損失、設備的損壞以至于人身安全問題。通過分析,采用了鈣屑入爐,加入部分小粒度稀土鎂合金覆蓋其上,然后加入鎂,隨后將剩余部分小粒度鎂合金加入,最后加入硅鋇鐵,送電熔化之后加入碳素鋼鋼筋頭,熔化后緩慢攪拌后出爐形成合金,由于改變了加料順序,有效的防止了噴濺.

熔配法冶煉稀土硅鋇鈣鎂合金元素工藝上可行.采用沖鎂法,收率低,損失大,成本較高。采用完全熔配法元素收率較高,但是加料順序和操作不當,容易造成噴濺,造成合金不必要的損失、中頻電爐設備的損壞或人身安全問題。

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