一种高纯球化包芯线及其制备方法与流程

1.本发明涉及包芯线技术领域，尤其涉及一种高纯球化包芯线及其制备方法。


背景技术：

2.包芯线是将欲加入铁液中的各种添加剂（脱氧剂、脱硫剂、变质剂、合金等）破碎成一定的粒度，然后用冷轧低碳钢带将其包裹为一条具有任意长度的复合材料。用于炼铁能净化铁夹杂物形态，提高铁水可铸性，改善铁的使用性能，并能显著提高合金的收得率，降低合金消耗，降低炼铁成本，经济效益显著。
3.喂线球化处理技术是将球化包芯线用自动化危险装置，以一定的速度和长度，连续、均匀地送入铁液处理包中适当位置，在适宜的铁液温度及铁液深度下被熔化吸收，进行稳定、受控的球化处理方法。
4.市场上普通球化包芯线(mg re ca si al)做球化处理带来大量的渣，以及降低铁水包寿命，使铸造厂废品率高，成本增加。
5.因此有必要研发一种高纯球化包芯线，用以解决或改善上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的首要目的在于提供一种高纯球化包芯线，本发明的第二个目的是提供了制备该高纯球化包芯线的方法，解决了现有包芯线铸件夹渣量大，石墨形核能力不稳定等技术问题。
7.本发明所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种高纯球化包芯线，其中各组分的质量百分数如下：si：55-65%，ca:1.5-2.5% ，ba: 2.5-3.55%，mg:2-3%，稀土元素：0.5-1%，al：0-1.5% ，caf2：0-2%；其余为fe；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，其中ce的含量为59-71%，余量为la。
8.进一步的，所述si来源于硅铁合金、硅钡合金，硅铁合金中si的含量为72-80%；硅钡合金中si的含量为45%，ba的含量为20%；其余为不可避免的杂质。
9.进一步的，所述ca来源于金属钙。
10.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将含上述质量百分数的工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；
步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
11.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
12.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
13.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
14.本发明的一种高纯球化包芯线及其制备方法的有益效果：1.通过钡元素的添加，使石墨形核能力增强，能够有效的提升铸件的品质；2.通过添加适量的氟化钙，可以调节夹渣的粘度和结晶性能，能够减少铸件的夹渣困扰， 从而增强铁水包寿命；3.通过添加工业纯镁、金属钙、钡及氟化钙，制作的包芯线纯度提高，废品率降低，适用于产业生产；4.采用本发明方法制得的包芯线用于铸铁作业中，生产的铸铁抗拉强度、延伸率、屈服强度、金相球化率均达到较好的程度，使用本发明的方法可制得性能优异的包芯线。
具体实施方式
15.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
16.本发明的一种高纯球化包芯线，其中各组分的质量百分数如下：si：55-65%，ca:1.5-2.5% ，ba: 2.5-3.55%，mg:2-3%，稀土元素：0.5-1%，al：0-1.5% ，caf2：0-2%；其余为fe；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，其中ce的含量为59-71%，余量为la。
17.所述si来源于硅铁合金、硅钡合金，硅铁合金中si的含量为72-80%；硅钡合金中si的含量为45%，ba的含量为20%；其余为不可避免的杂质。
18.所述ca来源于金属钙。
实施例
19.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁按照各组分的质量百分数如下：si：55%，ca:1.5% ，ba: 2.5%，mg:2%，稀土元素：0.5%，al：0.5% ，caf2：0.5%；其余为fe，依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，ce的含量为71%，余量为la。
20.第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和金属钙全部投入高频电炉至全部熔解；
待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
21.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
22.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
23.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
实施例
24.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁按照各组分的质量百分数如下：si：60%，ca:2% ，ba: 3%，mg:2.5%，稀土元素：0.75%，al：1% ，caf2：1%；其余为fe，依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，稀土元素由la、ce组成，ce的含量为71%，余量为la。
25.第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和金属钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
26.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
27.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
28.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
实施例
29.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁按照各组分的质量百分数如下：si：65%，ca:2.5% ，ba: 3.55%，mg:3%，稀土元素：1%，al：1.5% ，caf2：2%；其余为fe，依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，ce的含量为71%，余量为la。
30.第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；
第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和金属钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
31.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
32.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
33.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
实施例
34.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁按照各组分的质量百分数如下：si：65%，ca:2.5% ，ba: 3.55%，mg:3%，稀土元素：1%，al：1.5% ，caf2：2%；其余为fe，依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，ce的含量为59%，余量为la。
35.第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和金属钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
36.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
37.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
38.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
实施例
39.一种高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁按照各组分的质量百分数如下：si：65%，ca:2.5% ，ba: 3.55%，mg:3%，稀土元素：1%，al：1.5% ，caf2：2%；其余
为fe依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，ce的含量为67%，余量为la。
40.第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和金属钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。
41.进一步的，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。
42.进一步的，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。
43.进一步的，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。
44.将实施例1-5制得的包芯线用于铸铁作业中，各组作业的工艺条件保持相同，对生产得到的铸铁按jb/t13472-2018的规定进行进行性能测试，得到下表（表1）：表1由上表可以看出，采用上述方法制得的包芯线用于铸铁作业中，生产的铸铁抗拉强度、延伸率、屈服强度、金相球化率均达到较好的程度，所以使用本发明的方法均可制得性能优异的包芯线。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种高纯球化包芯线，其特征在于，其中各组分的质量百分数如下：si：55-65%，ca:1.5-2.5% ，ba: 2.5-3.55%，mg:2-3%，稀土元素：0.5-1%，al：0-1.5% ，caf2：0-2%；其余为fe；其中mg为工业纯镁；稀土元素由la、ce组成，其中ce的含量为59-71%，余量为la。2.根据权利要求1所述的高纯球化包芯线，其特征在于，所述si来源于硅铁合金、硅钡合金，硅铁合金中si的含量为72-80%；硅钡合金中si的含量为45%，ba的含量为20%；其余为不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的高纯球化包芯线，其特征在于，所述ca来源于金属钙。4.根据权利要求1所述的高纯球化包芯线的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将上述质量百分数的工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁依次加入高频电炉中进行熔炼；电炉功率：100kw；温度：1280-1360 ℃ ；第一阶段：将全部硅铁合金和2/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第二阶段：将剩余1/3量的铁投入高频电炉至全部熔解；第三阶段：将镧铈金属全部量投入高频电炉至全部熔解；第四阶段：将硅钡合金、纯镁和钙全部投入高频电炉至全部熔解；待上述高频电炉中各物料完全熔化，进行搅拌以确认无块状物；步骤2：将电炉功率降至60kw，再精炼2分钟，搅拌；步骤3：精炼后的物料降温，将降温后形成的块状物料进行无氧破碎成粉状；步骤4：将氟化钙破碎成粉状；步骤5：将步骤4得到的粉状氟化钙与步骤3得到的粉状物料混合，形成球化包芯线粉料；步骤6：步骤5得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。5.根据权利要求4所述的高纯球化包芯线的制备方法，其特在在于，步骤3中无氧破碎为在氮气的保护下破碎。6.根据权利要求4所述的高纯球化包芯线的制备方法，其特征在于，步骤3中的粉状物料的粒径为0.1-2mm。7.根据权利要求4所述的高纯球化包芯线的制备方法，其特征在于，步骤4中粉状氟化钙的粒径为0.1-2mm。

技术总结
本发明涉及一种高纯球化包芯线，各组分的质量百分数如下：Si：55-65%，Ca:1.5-2.5%，Ba:2.5-3.55%，Mg:2-3%，稀土元素：0.5-1%，Al：0-1.5%，CaF2：0-2%；其余为Fe；其中Mg为工业纯镁；稀土元素由La、Ce组成，其中Ce的含量为59-71%，余量为La。将上述质量百分数的工业纯镁、硅铁合金、金属钙、硅钡合金、镧铈金属、铁依次加入高频电炉中进行熔炼，得到的混合粉料通过包芯线卷线机加工制成成品包芯线。本发明通过钡元素的添加，使石墨形核能力增强，能够有效的提升铸件的品质；通过添加适量的氟化钙，可以调节夹渣的粘度和结晶性能，能够减少铸件的夹渣困扰，从而增强铁水包寿命；通过添加工业纯镁、金属钙、钡及氟化钙，制作的包芯线纯度提高，废品率降低，适用于产业生产。适用于产业生产。


技术研发人员：董恕人
受保护的技术使用者：华光金属工业（包头）有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/6