降低球墨鑄鐵鐵液中含鈦量的方法技術

本發明專利技術公開了一種降低球墨鑄鐵鐵液中含鈦量的方法，包括分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，其關鍵技術在于：當含鈦量為０．０７％（重量）～０．１５％（重量）時，向鐵液中加入氧化鐵粉，加入量為鐵液中含鈦量的２．２倍；使氧化鐵與鈦充分發生反應，將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的二氧化鈦清除。采用本方法可以有效降低鐵液中的含鈦量，且能保證鐵液純度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種降低鐵液中含鈦量的方法，尤其是一種利用化學反應來降低球墨 鑄鐵用鐵液中含鈦量的方法。
技術介紹
球墨鑄鐵是一種鐵碳合金，由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，所以球墨鑄鐵的強度 較高，與鋼接近，同時又具有良好的鑄造性能，因此球墨鑄鐵應用非常廣泛。它的生產方法 比較簡單，即將符合要求的原材料用沖天爐或電爐熔化形成鐵液，再經球化、孕育處理，待 其冷卻凝固以后便得到了球墨鑄鐵。雖然生產球墨鑄鐵的工藝比較簡單，但生產時對原材 料的要求卻比較嚴格。影響球墨鑄鐵的球化率的因素很多，如合金元素的影響就是其中之 一。其中有利于球化的元素稱為球化元素，它們包括適量的鎂、稀土、鈣等。不利于球化的 元素稱為反球化元素，反球化元素包括硫、鈦、硼、鋁、鉍、銻、錫、砷等，它們的含量在千分之 幾到萬分之幾時，就會破壞球化元素的球化作用。為保證球墨鑄鐵中的石墨結晶成球狀，必 須嚴格控制原材料的化學成分，使其中的反球化元素控制在合理低的范圍內。在反球化元 素中硫和鈦的反球化作用最為明顯，希望他們在鐵液中的含量越低越好。生產中已有成熟 的脫硫技術，但脫鈦技術報道很少。實踐表明，當球墨鑄鐵的鐵液中含鈦量超過0. 07%時， 就會明顯出現球化衰退現象，也就是石墨球變異，從而導致鑄件報廢。因此，如何降低球墨 鑄鐵鐵液中的含鈦量，使之低于0. 07%，便成為了鑄造工作者的重要研究課題。中國專利200810055409. 8公開了一種，該方 法通過分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，如果含鈦量超標，則根據鐵液含鈦量的多少向鐵液 內加入相應量的除鈦劑，該專利中使用的除鈦劑為氮化物，使氮與鈦充分發生冶金反應，然 后將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的氮化鈦排除，即可以使鐵液中 的含鈦量達到合格范圍。但是加入氮化物的同時，必然會向鐵液中引入氮或者其他新的金 屬元素，造成鐵液純度下降。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種，該方法 可以有效降低鐵液中的含鈦量，且能保證鐵液純度。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是一種降低球墨鑄鐵鐵液中 含鈦量的方法，包括分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，其關鍵技術在于當含鈦量0. 07% 0. 15%時，向鐵液中加入氧化鐵粉，加入量為鐵液中含鈦量的2. 2倍；使氧化鐵與鈦充分發 生反應，將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的二氧化鈦清除。上述的百 分含量均為重量百分含量。本專利技術的原理為將經過感應電爐熔煉的或經沖天爐_感應電爐雙聯熔煉的球墨 鑄鐵鐵液，經爐前快速分析，確定化學成分是否合格，如果鐵液中的含鈦量超標，即大于等 于0. 07%時，根據鐵液含鈦量的多少，向鐵液中加入相應量的氧化鐵(Fe2O3)粉，利用氧與鈦之間的親和力遠大于氧與鐵之間親和力的性質，使鐵液中的鈦奪取氧化鐵(Fe2O3)中的氧而 生成二氧化鈦。由于二氧化鈦的熔點為1850°C，高于球墨鑄鐵鐵液的溫度(球墨鑄鐵鐵液 的溫度小于1600°C)，同時二氧化鈦的密度較低為3. 9g/cm3 (球墨鑄鐵鐵液的密度約7. Og/ cm3)，在吹氬氣精煉的條件下二氧化鈦可以上浮到鐵液的表面，從而將其排除，達到降低鐵 液含鈦量的目的。氧化鐵(Fe2O3)粉的加入量是依據鐵液中的含鈦量，經科學計算和試驗得到的。我 們知道，鈦、鐵、氧的原子量分別為48、56和16，鈦和氧化合以后形成TiO2,也就是一個鈦原 子需要兩個氧原子，而Fe2O3有三個氧原子，因此，脫除一個鈦原子需要2/3個Fe2O3分子，據 此計算出脫除1份重量的鈦，需要2. 2份重量的Fe2O3粉。試驗表明，用氧化鐵(Fe2O3)粉脫 除鐵液中鈦的脫除率約為60%。通常鐵液中的含鈦量一般不超過0.15%。因此在生產中，當 鐵液含鈦量在彡0. 07% 彡0. 15%范圍內時，按鐵液含鈦量的2. 2倍加入氧化鐵(Fe2O3)粉 完全可以保證鐵液含鈦量低于0. 07%。本專利技術方法的具體操作方式是將氧化鐵(Fe2O3)粉放入感應電爐內，利用感應電爐 中鐵液的自攪拌特性使氧化鐵(Fe2O3)與球墨鑄鐵鐵液中的鈦充分發生反應，之后將鐵液倒 入精煉包內并進行吹氬氣精煉處理，再將上浮到鐵液表面的二氧化鈦用聚渣劑聚集排除。 當鐵液含鈦量達到0. 07 0. 15%時，氧化鐵(Fe2O3)粉的加入量為鐵液含鈦量的2. 2倍，如 鐵液含鈦量為0. 08%時，需加入氧化鐵(Fe2O3)粉0. 176%,以此類推。采用上述技術方案所產生的有益效果在于本專利技術向鐵液中加入氧化鐵(Fe2O3) 粉來降低含鈦量，它利用氧與鈦之間強烈的親和力，使鐵液中的鈦生成熔點高于鐵液、密度 小于鐵液的固體二氧化鈦顆粒，而上浮到鐵液的表面，從而將其排除，使球墨鑄鐵鐵液中的 鈦含量達到球化的要求。本專利技術中被置換出的金屬元素鐵則會直接融入到鐵液中，使球墨 鑄鐵鐵液的比例增大，進一步降低含鈦量。氧化鐵(Fe2O3)粉的加入量是經過科學計算，并 經過實踐修正后得到的數據，可以直接用于指導生產。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例1感應電爐熔化的球墨鑄鐵鐵液，經爐前快速化學分析，確定其含鈦量為0. 12%，將相當 于爐內鐵液重量0. 264%的氧化鐵(Fe2O3)粉放入到感應電爐內，利用感應電爐中鐵液的自 攪拌特性使氧化鐵(Fe2O3)與鈦充分發生反應，然后將鐵液倒入精煉包中，并進行吹氬氣精 煉，使反應所生成的二氧化鈦顆粒充分上浮并排除。然后再經一次化學分析，確定其含鈦量 為0. 048%，此時進入正常的球化孕育處理等球墨鑄鐵生產工序。實施例2某鑄造公司承接了工程機械上的重要零件球墨鑄鐵輪轂的批量生產任務。該鑄件的質 量要求高，生產中如出現球化衰退的情況，會給企業造成較大經濟損失。因此在生產中采取 爐前化驗鐵液中含鈦量的方式，以保證鑄件的質量。如某一爐的含鈦量為0. 14%，此時向感 應電爐的鐵液中加入相當于爐內鐵液重量的0. 308%的氧化鐵(Fe2O3)鐵粉，待其反應過程 充分進行以后，將鐵液倒入精煉包中，并進行吹氬氣精煉，使反應所生成的二氧化鈦顆粒充 分上浮并排除。然后再經一次化學分析，確定其含鈦量合格以后，進入正常的球化孕育處理等球墨鑄鐵生產工序。通過此方法，很好地解決了由于鐵液含鈦量超標導致的球化衰退問 題。權利要求一種，包括分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，其特征在于當含鈦量為0.07％(重量)～0.15％(重量)時，向鐵液中加入氧化鐵粉，加入量為鐵液中含鈦量的2.2倍；使氧化鐵與鈦充分發生反應，將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的二氧化鈦清除。全文摘要本專利技術公開了一種，包括分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，其關鍵技術在于當含鈦量為0.07％(重量)～0.15％(重量)時，向鐵液中加入氧化鐵粉，加入量為鐵液中含鈦量的2.2倍；使氧化鐵與鈦充分發生反應，將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的二氧化鈦清除。采用本方法可以有效降低鐵液中的含鈦量，且能保證鐵液純度。文檔編號C21C1/10GK101984086SQ20101054765公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日專利技術者張忠誠 申請人:河北科技大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低球墨鑄鐵鐵液中含鈦量的方法，包括分析球墨鑄鐵鐵液的化學成分，其特征在于：當含鈦量為０．０７％（重量）～０．１５％（重量）時，向鐵液中加入氧化鐵粉，加入量為鐵液中含鈦量的２．２倍；使氧化鐵與鈦充分發生反應，將鐵液倒入精煉包中進行吹氬氣精煉處理，最后將上浮的二氧化鈦清除。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張忠誠，
申請(專利權)人：河北科技大學，
類型：發明
國別省市：13[中國|河北]