目前,國內使用的稀土球化劑按照加工制造方法主要有火法冶煉、包芯線法、壓塊法、機械混合法等,而火法冶煉是后面幾種方法的基礎,也是生產稀土球化劑的主要方法。利用該方法生產球化劑,質量控制要點主要有以下幾方面:
2、1原材料準備
——稀土硅鐵合金:這是球化劑中稀土元素的來源,要求不潮濕、不粉化、成份均勻、無夾雜物。以含稀土23-30%的稀土硅鐵為常用。有資料介紹高硅稀土硅鐵(俗稱一步法生產的稀土硅鐵,含硅55%)和常用的低硅稀土硅鐵(俗稱兩步法生產的稀土硅鐵,含硅36-44%)用來生產球化劑,實驗室條件下,所制取的球鐵組織、性能基本相當,都能滿足生產要求。只是前者抗拉強度稍高,后者鐵素體量較多,在使用時要加以注意。當然,這還需要工業化批量生產的進一步驗證。
——金屬鎂:鎂在合金中主要以Mg-Si合金相狀態存在,這有利于減少鎂的氧化燒損。合金中的鎂還可以分為有效鎂和無效鎂,無效鎂主要就是指氧化,因此,要求原材料金屬鎂必須純度高(一級鎂,含鎂99.7%以上),雜質少,不能氧化。——硅鐵:要求低鋁,組織致密,無粉化、無夾雜物,國標75以下牌號的硅鐵難熔且雜質多,不宜使用。——硅鈣、硅鋇:主要是要確定控制住合金中Ca、Ba的精含量,其加入量少了會增加無效氧化鎂的含量,造成球化劑使用時燃燒劇烈、白口傾向加大、衰退也快。——廢鋼:一般使用碳素鋼,硅鋼也可以,禁止使用其他合金鋼,因為其中的合金元素可能是反球化元素,生產是不好控制。另外,要求廢鋼無油無銹無污責,尤其是鐵銹容易被鎂還原為氧化鎂。
2、2熔煉過程控制
一是加料順序要正確。要注意不讓鎂和廢鋼鐵料直接接觸。要讓熔點低的鎂熔化后首先與硅作用生成Mg-Si相,以減少鎂的燒損。
二是熔制的成分要均勻。除利用中頻爐的自身感應攪拌外,還要人工適時適力的攪拌,以使合金成分在冶煉過程中均勻化。冶煉過程中要防止“跑鎂”、“棚料”和“碰爐”現象發生。
三是合金錠厚要適當。合金液體澆注冷卻后的錠厚如果太薄,其表面積大,合金冷卻過程中容易造成更多的鎂燃燒氧化,如果太厚,則因為合金元素的比重不一樣,容易造成凝固過程中成分偏析。適宜的厚度一般在10—15MM。
四是篩分粒度要分級。凝固后的合金錠在破碎篩分前要進行表面清理氧化物、以及挑出夾雜物。并根據用戶的鐵水包大小,把粒度分級包裝,但不能有合金粉子存在。
2、3化學成分檢驗
一個合格的球化劑,除了外觀致密、沒有夾雜物等之外,更重要的還是其化學成分的含量及均勻性。
球化劑中,除了常規的Re,Mg,Si,Ca等元素的分析之外,生產廠和使用廠常常忽略了對合金中MgO的分析。這也與沒有統一的MgO國家分析標準有關,同一種合金在不同的廠家用不同的分析方法,得出的成分結論不一樣。這就要求合金生產廠和鑄造廠用戶要達成一個統一的驗收分析標準來共同遵守。
