用于铁水球化处理的球化剂复合包芯线及其成型装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于铁水球化处理的新型球化剂复合包芯线及其成型装置。

背景技术：

铸铁是现代工业中一种重要的金属材料，它比钢便宜，容易熔化冶炼，具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。特别是球墨铸铁，其机械性能达到或接近钢的机械性能。在铸铁中加入一定量的硅铁和稀土能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化，因而在球墨铸铁生产中，硅铁是一种重要的孕育剂(帮助析出石墨)和球化剂。在我国现有生产中，球化处理普遍采用球化剂冲入法处理。专利号为ZL91108271.9(铸态高韧性球墨铸铁球化剂)和 ZL91108270.0(铸态高强度球墨铸铁球化剂)的中国专利对球化剂配方作了改进，其球化效果好，但添加量较大，球化处理成本较高。专利号为 ZL00112456.0(铸态高强度球墨铸铁包芯线型球化剂)和ZL00112455.2(铸态高韧性球墨铸铁包芯线型球化剂)的中国专利在配方上大大提高了镁含量，在降低加入量，节约球化处理成本和改善球化效果方面起到了显著作用。

众所周知，镁是促进石墨球化能力最强的元素。如果球化剂的含镁量高，改善球化效果。但另一方面，由于镁的熔点、沸点低，球化剂添加时，大量镁迅速气化反而会加剧铁水沸腾，减少镁的吸收率，导致球化过程难以控制，球化质量不稳定。

Mg加入铁水中将经历Mg(s)→Mg(l)→Mg(g)→[Mg]的转变过程，发生溶解、脱氧、脱硫反应，部分在加入的过程中将会烧损。Mg的沸点低、蒸气压高，1873K时在铁水中的溶解度为0.1％，蒸气压为2.238MPa，如此高的蒸气压使镁进入钢液中立即汽化，并以很高的汽化速度向外排除。

而现有技术的关注点大都集中在球化剂的化学成分上，对其投放形态关注较少。而依照现有技术，若将镁以粉末形式加入铁水中，不仅易造成铁水的“沸腾”，底部球化效果不彻底，还会导致镁收得率较低。

另一方面，包芯线虽然已经能够满足一部分铁水球化处理的技术要求，但相对而言还不十分理想，采用镁粉末包芯线时进入到铁水中后在高温的作用下会很快汽化(粉料接触面积增大)，即使采用较高的喂丝速度，包芯线也无法穿透高温铁水进入深部，大多位于铁水的上部，镁将快速气化，很容易形成镁气泡在其尚未同铁水接触反应之时就已经上浮到了铁水的表面，使得金属镁的收得率较低，大量的金属镁都无谓地浪费了，球化效果降低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有镁稀土硅铁混合粉料球化剂包芯线插入铁水的深度不足并容易导致铁水沸腾的技术问题，提供一种可使铁水球化处理高效稳定的一种新型铸铁用球化剂复合包芯线。

其所要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实施。

一种用于铁水球化处理的球化剂复合包芯线，其特点为，由外至内，依次包括钢带层、纯镁带层和内芯层，所述内芯层由粉末状颗粒物填充，所述粉状颗粒物的粒度为1-3mm；所述纯镁带层的厚度为0.8-1mm，所述内芯层的直径为4.5-5.5mm。

作为本技术方案的进一步改进，所述粉末状颗粒物为稀土硅铁粉。

作为本实用新型的优选实施例，所述纯镁带层与内芯层的断面面积比为 0.364。

也作为本实用新型的优选实施例之一，所述钢带层为碳钢钢带，其厚度为 0.5-1mm。

作为本技术方案的更进一步改进，所述纯镁带层的密度为1.73g/cm³。

本实用新型所要解决的另一技术问题，在于提供一种上述符合包芯线的成型装置。

其采用技术方案如下：

一种用于铁水球化处理的球化剂复合包芯线成型装置，用于成型外层为薄钢带、中间层为镁带、内芯为稀土硅铁粉颗粒的包芯线，包括：

用于定位作为原料的薄钢带和镁带并将其导入成型工序的导入装置；

用于将导入的薄钢带和镁带卷曲为管状的成型辊；

用于将稀土硅铁粉颗粒导入所述成型辊卷曲的镁带管状物内腔的漏斗；

用于将卷曲后的薄钢带和镁带搭接为一体的搭接辊；以及

用于调整包芯线直径的减径辊；

所述导入装置、成型辊、漏斗、搭接辊和减径辊沿薄钢带行进方向依次设置。

采用上述技术方案的用于铁水球化处理的球化剂复合包芯线，能构降低金属镁的气化速度，增加新型铸铁用球化剂复合包芯线插于铁水的深度以及减少铁水的沸腾，既克服了现有的球化剂包心线插于钢液的沸腾现象，又减少了以前镁以粉料的形式存在于包芯线出现镁粉重量不均而影响球化效果，同时也避免了全部是粉料包芯线中有害元素(S、P、C、Si)的过多的带入，因而大大的提高了金属镁收得率和使用中的稳定性，减少了铁水的沸腾现象,减少了环境污染。

附图说明

图1为本实用新型复合包芯线的结构示意图；

图2为本实用新型包芯线成型装置的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于铁水球化处理的新型铸铁用球化剂复合包芯线。

包芯线是由外层薄钢带1，中间层为镁带2，内芯3组成。

镁带2为纯镁带，厚度为0.8-1.0毫米，其密度为1.73g/cm³。

内芯3由呈颗粒状的稀土硅铁粉颗粒31填充而成。稀土硅铁粉内芯直径为 4.5-5.5mm，稀土硅铁粉颗粒31的粒度为1-3mm。所述的内芯粉料稀土硅铁成分FeSiRE23-29、FeSiRE32-A-FeSiRE35-B稀土硅铁合金，配料中的镁带与稀土硅铁合金的重量比为1:3.4-3.6(按断面面积比换算，所述纯镁带层与内芯层的断面面积比优选值为0.364)。

薄钢带1为碳薄钢带，厚度为0.5-1.0mm。

图2所示，本实用新型提供了一种上述包芯线的成型装置。

结合成型过程，其结构及成型步骤如下：

步骤一、以纯镁带作为中间层，最外层为钢带，内芯为稀土硅铁粉。

步骤二、将一定比例的稀土硅铁粉，连同镁带与钢带同时送入包覆机组，并经过压紧、弯曲、成形、对接和轧辊辊压，最终制成外层为钢带中间层为纯镁带，内芯为稀土硅铁粉的新型球化剂复合包芯线。

包覆机组包括用于定位和导入钢带和镁带导入装置(例如传输皮带)，用于卷曲钢带和镁带为管状的成型辊5、用于在镁带4卷曲后形成的管状物内导入稀土硅铁粉颗粒的漏斗6，用于搭接钢带和镁带的搭接辊7和用于调整包芯线直径的减径辊8，所述的导入装置、成型辊、漏斗、搭接辊和减径辊依次顺序连接。

本技术效果在于提高了包芯线中的镁的留时间，导致镁溶化时能降低蒸汽压，降低了铁水的沸腾现象，极大提高了一种新型铸铁用球化剂复合包芯线的穿透能力，使得金属镁能够真正地加入到铁水深部，利用铁水的静压，使金属镁在变成镁气泡之前达到很好的球化效果，同时进一步提高了金属镁得收得率且缩短了球化处理时间，减少了过程温降，避免全部是粉剂镁稀土硅铁包芯线中有害元素(S、P、C、Si)的带入，克服了粉剂镁稀土硅铁包芯线出现空心或芯粉重量不均而影响球化效果，是一种既能将球化、孕育、脱硫工艺一体化，又能有效提高镁收得率的镁-镁复合包芯线。

下面通过实施例进一步对本新型实用专利作进一步描述。

实施例1

步骤一、以稀土硅铁粉为内芯，参考专利201010292333.8中的钙线制备中的设备，稀土硅铁为FeSiRE29。

步骤二、稀土硅铁粉经过料漏斗和镁带钢带同时送入搭接机组，并搭接和辊压，制成新型一种新型铸铁用球化剂复合包芯线，其中镁带的厚度为0.8，镁带与FeSiRE29合金的重量比为1:3.4。步骤二中所述的钢带为碳钢钢带，钢带的厚度为1.0mm。

实施例2

取稀土硅铁FeSiRE35合金，并破碎至粒度小于2mm。备好纯镁带。钢带与镁带同时展开，当钢带与镁带经过上料料斗时，稀土硅铁粉流入，经过包卷稀土硅铁粉包覆在内芯。镁带与FeSiRE29合金的重量比为1:3.6，镁带厚度为 1.0mm，钢带厚度0.54mm。

实施例3

取FeSiRE29合金，并破碎至粒度小于2mm。备好镁带。钢带与镁带同时展开，当钢带与镁带经过上料料斗时，稀土硅铁粉流入带，稀土硅铁粉包覆在内芯之中。镁带与FeSiRE29合金的重量比为1:3.8，钢带厚度0.8mm。