用矿热炉——中频感应电炉热液联产稀土钙镁硅铁合金的工艺

摘要

一种用矿热炉——中频感应电炉热液联产稀土钙镁硅铁合金的工艺，其主要特征是压镁工序前，矿热炉熔化炉料与中频感应电炉熔化稀土硅钙合金分别进行，以保证压镁时对合金熔液温度的要求。矿热炉出炉温度控制在1500～ 1600℃；中频感应电炉出炉温度控制在1600～1700℃；先将矿热炉内的合金熔液加入压镁包，再将中频感应电炉熔化的稀土硅钙合金按照矿热炉液态合金重量的10～30％加入压镁包内，然后根据压镁工艺压入镁锭，反应完成后即得稀土钙镁硅铁合金。按照本发明生产的高RE及高Ca含量的稀土钙镁硅铁合金，合金铸锭的偏析度显著降低，化学成分符合要求，产品一致性好，质量稳定。

说明书

技术领域

本发明属于冶炼稀土钙镁硅铁合金的工艺，具体涉及一种用矿热炉——中频感应电炉热液联产稀土钙镁硅铁合金的冶炼工艺。

背景技术

稀土钙镁硅铁合金是制造球墨铸铁产品的新型球化剂之一。目前生产含稀土球化剂的方法主要有中频感应电炉直接配镁重熔法和先由电弧炉生产稀土硅铁合金，然后在炉外压镁法。近年来，也有采用矿热炉“一步法”直接生产稀土钙镁硅铁合金的工艺，该工艺较前两种工艺具有生产周期短、电耗低、生产效率高的特点。目前，用矿热炉冶炼稀土钙镁硅铁合金，其中RE及Ca的含量在2％以下时炉内还原稳定，能保证产品质量。对于含RE及Ca高于2％以上的产品，由于受矿热炉冶炼工艺的限制，需要在压镁工序前补充稀土合金与硅钙合金，这样会使合金熔液温度降低，达不到压镁的温度要求，很难确保合金产品质量的稳定性，易使合金铸锭中出现严重偏析，造成废品，镁锭和电耗增高，加大产品制造成本，降低企业经济效益。

发明内容

本发明针对矿热炉“一步法”直接生产稀土钙镁硅铁合金工艺不适于生产高RE及高Ca含量的稀土钙镁硅铁合金的不足，研究出采用矿热炉和中频感应电炉热液联产的新工艺生产含RE及Ca高于2％以上的稀土钙镁硅铁合金，以确保产品质量稳定，同时降低产品的综合生产成本。

本发明依据对产品化学成分要求及矿热炉、中频感应电炉的容量进行炉料配比，按照产品冶炼要求确定和调整投料时间、数量、冶炼及出炉温度、电压及电流等技术参数。

用矿热炉——中频感应电炉热液联产稀土钙镁硅铁合金的工艺，其主要特征是压镁工序前，矿热炉熔化炉料与中频感应电炉熔化稀土硅钙合金分别进行；将原料硅石、稀土精矿、焦炭、钢屑按照重量配比混合均匀，连续加入矿热炉内，通过自焙电极将电流导入熔化炉料进行冶炼，出炉温度控制在1500～1600℃；将稀土合金与硅钙合金按照产品配料混合均匀后在中频感应电炉内熔化，出炉温度控制在1500～1700℃；先将矿热炉内的合金熔液加入压镁包，再将中频感应电炉熔化的稀土硅钙合金按照矿热炉液态合金重量的10～30％加入，然后根据压镁工艺压入镁锭，每吨合金加入金属镁50～80kg，金属镁与包内的合金在氮气保护下进行反应，反应温度控制在1250～1450℃，时间控制在150～200s，反应后即得稀土钙镁硅铁合金。

本发明采用矿热炉——中频感应电炉热液联产稀土钙镁硅铁合金，由于矿热炉熔化炉料与中频感应电炉熔化稀土硅钙合金分别进行，可保证压镁时对合金熔液温度的要求。按照本发明生产的高RE及高Ca含量的稀土钙镁硅铁合金，合金铸锭的偏析度显著降低，化学成分符合要求，产品一致性好，质量稳定。

具体实施方式

实施例1：

采用3200KVA矿热炉与0.5T中频感应电炉联合生产Mg5.8-2.8-2稀土钙镁硅铁合金产品。

产品主要成分要求：Mg5.5-5.9％、Ca2.7-2.9％、RE2.0-2.2％、Si44.0-48.0％、Al≤1.0％、Fe余量。

冶炼工艺

1、将硅石1.1T、稀土精矿0.024T、焦炭0.68T、钢屑0.55T，按照重量配比混合均匀，连续加入矿热炉内，将电压控制在80-90V，电流控制在24000-26000A，出炉温度控制在1500～1600℃，经过约100min的冶炼，准备出炉。

2、在矿热炉通电约20min后，将50kg稀土合金、90kg硅钙合金、20kg硅铁合金混合均匀加入中频感应电炉，功率调至180KW进行熔炼。熔化过程中，要将炉料不断压下，以加快熔化速度。约经70min时，炉料全部熔化，当炉内合金熔液温度达到1500-1700℃时，准备出炉。

采用中频感应电炉熔化稀土硅钙合金时，根据中频感应电炉的容量，按比例添加稀土合金与硅钙合金后，余量可补充硅铁合金，硅铁合金中硅含量控制在47～50％。

3、将矿热炉内的合金熔液放入压镁包中，进行扒渣，扒渣后温度控制在1450-1550℃，合金熔液重量约为1.0T；将压镁包吊入压镁坑中，这时将中频感应电炉内的合金熔液约160kg放入压镁包内，充氮气搅拌1min，使熔液混合均匀，然后将80kg的金属镁锭压入包内，金属镁与包内合金在氮气保护下进行反应，反应温度控制在1250-1450℃，在压镁工序完成后，将无锈的干燥碎钢按照合金重量的1～3％加入压镁包内，搅拌均匀，继续充气100-150s后，将合金熔液注入锭模，合金出模后，按照要求进行破碎，即得Mg5.8-2.8-2稀土钙镁硅铁合金产品。

经检验，各项技术指标均符合产品质量技术要求。

实施例2

采用3200KVA矿热炉与0.5T中频感应电炉联合生产Mg5.3-2-2稀土硅铁合金产品。

产品主要成分要求：Mg5.1-5.5％、Ca2.0-2.5％、RE2.0-2.2％、Si44.0-48.0％、Al≤1.0％、Fe余量。

冶炼工艺

1、将硅石1.1T、稀土精矿0.024T、焦炭0.68T、钢屑0.55T，按照重量配比混合均匀，连续加入矿热炉内，将电压控制在80-90V，电流控制在24000-26000A，出炉温度控制在1500～1600℃，经过约100min的冶炼，准备出炉。

2、在矿热炉通电约20min后，将76kg稀土合金、56kg硅钙合金、68kg硅铁合金混合均匀加入中频感应电炉，功率调至180KW进行熔炼。熔化过程中，要将炉料不断压下，以加快熔化速度。约经70min时，炉料全部熔化，当炉内合金熔液温度达到1500-1700℃时，准备出炉。

3、将矿热炉内的合金熔液放入压镁包中，进行扒渣，扒渣后温度控制在1450-1550℃，合金熔液重量约为1.0T；将压镁包吊入压镁坑中，这时将中频炉内的合金约200kg放入中间铁水包内，再转入压镁包内，充氮气搅拌约1min，使合金熔液混合均匀，然后将75kg金属镁锭压入包内，金属镁与包内的合金在氮气保护下进行反应，反应温度控制在1250-1450℃，当金属镁燃烧完后约80-100s，将20kg无锈碎钢加入包内，搅拌均匀，继续充气100-150s后，将合金液体注入锭模，合金出模后，按照要求进行破碎，即得Mg5.3-2-2稀土硅铁合金产品。

经检验，各项技术指标均符合产品质量技术要求。