一种镍镁球化剂包芯线的制作方法

1.本发明涉及包芯线的技术领域，尤其是涉及一种镍镁球化剂包芯线。


背景技术：

2.球化剂是为获得球状石墨铸铁而加入铁液内的某些金属或合金。包芯线由带形钢带包卷合金粉末而成。由于向铁水中加入球化剂时，既不好控制球化剂加入量，又有可能发生铁水飞溅，存在安全隐患，因此，一般采用喂线机，向铁水内喂入球化剂包芯线。
3.目前，市场上普遍使用的镍镁球化剂包芯线，其包芯线线径为13mm、芯剂含镁量≤30％。此类镍镁球化剂包芯线中的镍镁球化剂，主要有以下两类：1、nimg15-ni：81-85％，mg:14-16％；2、nimg17-ni：81-85％，mg:16-19％。此类镍镁球化剂包芯线应用于某些特殊合金的脱氧、变质处理，以及铸造轧辊的球化剂。
4.由于硫元素在球墨铸铁中起到反球化作用，硫元素会与镍镁球化剂中的镁元素生成化合物，从而造成镁元素的损耗，影响球化效果，因此，在进行球化的过程中，需要减少硫元素对球化作用的影响。


技术实现要素：

5.为了减少硫元素对镍镁球化剂中镁元素的损耗，本技术提供一种镍镁球化剂包芯线。
6.第一方面，本技术提供一种镍镁球化剂包芯线，采用如下的技术方案：一种镍镁球化剂包芯线，包括外皮和包裹于外皮内的芯剂；按所述芯剂的总重量计，所述芯剂包括如下重量份的组分：镍镁球化剂98-99份和复合脱硫剂1-2份，所述复合脱硫剂包括al-mg-cao-cac2混合物，按所述al-mg-cao-cac2混合物的总重量计，所述al-mg-cao-cac2混合物包括如下重量份的组分：18-24份cao、8-15份cac2、50-60份mg和12-22份al。
7.通过采用上述技术方案，al-mg-cao-cac2混合物是al-mg混合物与cao、cac2熔合在一起形成混合物，cac2的熔点为447℃左右，cao的熔点为2572℃左右，而铁水的温度为1350-1450℃，因此，将cac2与cao熔合后可以降低熔点，使得复合脱硫剂在铁水中顺利熔合。由于mg是以与al、cao和cac2熔合的状态加入铁水中的，因此，改变了mg的物性，有助于减慢mg的气化速度，而且，al可以与铁水中的氧元素反应，从而调整铁水中的o/s比例，减少mg的氧化燃灼损失、提高mg利用率，有利于进行脱硫反应。
8.al-mg-cao-cac2混合物中各组分的配比不同，得到的al-mg-cao-cac2混合物的熔点和脱硫效果也不同，本技术通过实验发现，在上述镍镁球化剂和复合硫化剂的配比下，将al-mg-cao-cac2混合物中各组分的配比控制在上述范围内，制备的al-mg-cao-cac2混合物不仅熔点在1362-1425℃之间，而且具有优异的脱硫效果，使得本技术的镍镁硫化剂包芯线可以达到良好的球化效果。
9.因此，本技术的包芯线，不仅具有优良的脱硫效果，还可以减少镍镁球化剂中mg的损耗，具有更好的球化效果。
10.在一个具体的可实施方案中，所述al-mg-cao-cac2混合物按如下步骤制备：熔化：将al和mg熔化，混合后，得到al-mg熔融物；制混合物：将cao和cac2在真空下加热至800-1200℃后，加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物。
11.通过采用上述技术方案，在真空下加热cao和cac2，有助于除去水分，提高的cao和cac2溶解速度，而且，可以减少空气中的氮气与氧化钙生成氰氨化钙。先将al和mg制成al-mg熔融物，再将cao和cac2与al-mg熔融物混合均匀，有助于各组分混合更加均匀，从而提高al-mg-cao-cac2混合物的材质均匀性。
12.在一个具体的可实施方案中，所述复合脱硫剂还包括caf2，所述caf2形成包裹al-mg-cao-cac2混合物的外层。
13.通过采用上述技术方案，caf2熔点为1402℃左右，具有优良的耐磨和防潮性能，因此，采用caf2在al-mg-cao-cac2混合物外部形成包裹层，可以减少al-mg-cao-cac2混合物在存放过程中受潮，也可以减少复合脱硫剂在移动过程中al-mg-cao-cac2混合物发生磨损。而且，caf2可以与al-mg-cao-cac2混合物在铁水中一起熔化，并催化镁的脱硫反应，有助于提高复合脱硫剂的脱硫效果。
14.在一个具体的可实施方案中，所述复合脱硫剂按如下步骤制备：制颗粒：将al-mg-cao-cac2混合物进行破碎、筛分，得到粒径为0.5-2.5mm的混合物颗粒；包裹：将氢氧化钙用氢氟酸溶解后，得到溶液，将混合物颗粒加入溶液中，在搅拌下将溶液浓缩，得到胶状沉淀，然后停止搅拌，加热除去溶液，得到块状物；后处理：将块状物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
15.通过采用上述技术方案，由于在搅拌下进行浓缩，因此，析出的caf2附着在混合物颗粒的表面，有助于提高每颗混合物颗粒表面的caf2的均匀性；当形成胶状沉淀后，再除去溶液，即可得到caf2包裹混合物颗粒形成的块状物，然后进行破碎和筛分，即可得到所需要的复合脱硫剂。
16.在一个具体的可实施方案中，所述氢氧化钙和al-mg-cao-cac2混合物颗粒的重量比为1:(20-35)。
17.通过采用上述技术方案，在上述重量比范围内，caf2既可以在al-mg-cao-cac2混合物表面形成合适厚度的外层，从而使得复合脱硫剂具有良好的防潮和耐摩擦性能，而且，在此比例下，caf2可以发挥优良的催化脱硫的效果，有助于复合脱硫剂更好的进行脱硫。
18.在一个具体的可实施方案中，所述外皮是外直径为8-13mm的钢管，所述镍镁球化剂粒径、复合脱硫剂粒径和外皮外直径的比例为1:(1-3):(8-13)。
19.通过采用上述技术方案，球化剂粒径、脱硫剂粒径和外皮外直径之间的比例，对于包芯线在铁水中单位时间加镁量有着重要影响，本技术通过实验发现，在上述比例下，可以降低镁的蒸气压，延长镁与铁水的作用时间，提高镁的利用率。
20.在一个具体的可实施方案中，所述镍镁球化剂中镁的重量百分比为15-18％，余量为镍。
21.通过采用上述技术方案，当al-mg-cao-cac2混合物的组分配比以及镍镁球化剂与复合脱硫剂的配比在上述范围内时，采用镁的重量百分比为15-18％的镍镁球化剂，有助于进一步提高包芯线的球化效果。
22.第二方面，本技术提供一种镍镁球化剂包芯线的制备方法，采用如下的技术方案：一种镍镁球化剂包芯线的制备方法，包括如下步骤：按配比，将镍镁球化剂和复合脱硫剂混合均匀，得到芯剂；使用包芯线机组将钢带包裹芯剂，钢带形成外皮，即得到镍镁球化剂包芯线。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术通过添加包含al-mg-cao-cac2混合物的复合脱硫剂，并将各组分的配比控制在一定的范围内，制备的包芯线不仅具有优良的脱硫效果，可以减少镍镁球化剂中mg的损耗，还具有更好的球化效果；2.本技术的复合脱硫剂通过在al-mg-cao-cac2混合物的外部形成caf2层，可以减少al-mg-cao-cac2混合物在存放过程中受潮，也可以减少复合脱硫剂在移动过程中al-mg-cao-cac2混合物发生磨损，并且可以催化镁的脱硫反应，有助于提高复合脱硫剂的脱硫效果；3.本技术通过控制镍镁球化剂粒径、复合脱硫剂粒径和外皮外直径的比例在1:(1-3):(8-13)的范围内，可以降低镁的蒸气压，延长镁与铁水的作用时间，提高镁的利用率。
具体实施方式
24.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。实施例
25.实施例1本实施例提供一种镍镁球化剂包芯线，包括外皮和芯剂，外皮为钢管形，芯剂包裹于外皮内。芯剂采用如下重量的组分：镍镁球化剂98kg和复合脱硫剂2kg。其中，镍镁球化剂中镁的重量百分比为16％，余量为镍，镍镁球化剂的粒径为1-3mm。复合脱硫剂是al-mg-cao-cac2混合物，复合脱硫剂的粒径为1-3mm，外皮是外直径为13mm的钢管。
26.本实施例的al-mg-cao-cac2混合物，采用如下重量的组分：21kg的cao、11kg的cac2、55kg的mg和17kg的al。
27.本实施例的复合脱硫剂按如下步骤制备：按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
28.再将cao和cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物；将al-mg-cao-cac2混合物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
29.本实施例提供一种镍镁球化剂包芯线的制备方法，采用如下步骤：按配比，将镍镁球化剂和复合脱硫剂混合均匀，得到芯剂。
30.使用包芯线机组将芯剂填入钢带中，并且操作包芯线机组将钢带包裹芯剂，钢带形成外直径为13mm的圆管状外皮，即得到镍镁球化剂包芯线。
31.实施例2本实施例与实施例1的不同之处仅在于，芯剂采用如下重量的组分：镍镁球化剂99kg和复合脱硫剂1kg。
32.实施例3本实施例与实施例1的不同之处仅在于，芯剂采用如下重量的组分：镍镁球化剂98.5kg和复合脱硫剂1.5kg。
33.实施例4本实施例与实施例1的不同之处仅在于，镍镁球化剂中镁的重量百分比为15％，余量为镍。
34.实施例5本实施例与实施例1的不同之处仅在于，镍镁球化剂中镁的重量百分比为18％，余量为镍。
35.实施例6本实施例与实施例1的不同之处仅在于，镍镁球化剂中镁的重量百分比为14％，余量为镍。
36.实施例7本实施例与实施例1的不同之处仅在于，镍镁球化剂中镁的重量百分比为20％，余量为镍。
37.实施例8本实施例与实施例1的不同之处仅在于，al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：18kg的cao、15kg的cac2、50kg的mg和17kg的al。
38.实施例9本实施例与实施例1的不同之处仅在于，al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：24kg的cao、8kg的cac2、50kg的mg和18kg的al。
39.实施例10本实施例与实施例1的不同之处仅在于，al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：20kg的cao、8kg的cac2、50kg的mg和22kg的al。
40.实施例11本实施例与实施例1的不同之处仅在于，al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：20kg的cao、8kg的cac2、60kg的mg和12kg的al。
41.实施例12本实施例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂包括al-mg-cao-cac2混合物和caf2，caf2包裹al-mg-cao-cac2混合物的外表面，并形成caf2层。
42.本实施例的复合脱硫剂按如下步骤制备：本实施例的al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：21kg的cao、11kg的cac2、55kg的mg和17kg的al。按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
43.再将cao和cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物。
44.然后将al-mg-cao-cac2混合物进行破碎、筛分，得到粒径为0.5-2.5mm的混合物颗粒。
45.然后将氢氧化钙用氢氟酸充分溶解后，得到溶液，再将混合物颗粒加入溶液中，在搅拌下将溶液减压浓缩，形成胶状沉淀后，停止搅拌，继续浓缩除去溶液，干燥后得到块状物；其中，氢氧化钙与al-mg-cao-cac2混合物颗粒的重量比为1:28。
46.再将块状物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
47.实施例13本实施例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂包括al-mg-cao-cac2混合物和caf2，caf2包裹al-mg-cao-cac2混合物的外表面，并形成caf2层。
48.本实施例的复合脱硫剂按如下步骤制备：本实施例的al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：21kg的cao、11kg的cac2、55kg的mg和17kg的al。按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
49.再将cao和cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物。
50.然后将al-mg-cao-cac2混合物进行破碎、筛分，得到粒径为0.5-2.5mm的混合物颗粒。
51.然后将氢氧化钙用氢氟酸充分溶解后，得到溶液，再将混合物颗粒加入溶液中，在搅拌下将溶液减压浓缩，形成胶状沉淀后，停止搅拌，继续浓缩除去溶液，干燥后得到块状物；其中，氢氧化钙与al-mg-cao-cac2混合物颗粒的重量比为1:20。
52.再将块状物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
53.实施例14本实施例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂包括al-mg-cao-cac2混合物和caf2，caf2包裹al-mg-cao-cac2混合物的外表面，并形成caf2层。
54.本实施例的复合脱硫剂按如下步骤制备：本实施例的al-mg-cao-cac2混合物采用如下重量的组分：21kg的cao、11kg的cac2、55kg的mg和17kg的al。按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
55.再将cao和cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物。
56.然后将al-mg-cao-cac2混合物进行破碎、筛分，得到粒径为0.5-2.5mm的混合物颗粒。
57.然后将氢氧化钙用氢氟酸充分溶解后，得到溶液，再将混合物颗粒加入溶液中，在搅拌下将溶液减压浓缩，形成胶状沉淀后，停止搅拌，继续浓缩除去溶液，干燥后得到块状物；其中，氢氧化钙与al-mg-cao-cac2混合物颗粒的重量比为1:35。
58.再将块状物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
59.实施例15本实施例与实施例1的不同之处仅在于，外皮是外直径为10mm的钢管。
60.实施例16
本实施例与实施例1的不同之处仅在于，外皮是外直径为8mm的钢管。
61.对比例对比例1本对比例提供一种镍镁球化剂包芯线，本对比例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂为mg-cao-cac2混合物，mg-cao-cac2混合物，采用如下重量的组分：21kg的cao、11kg的cac2、72kg的mg。
62.本对比例的复合脱硫剂按如下步骤制备：按配比，将mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，mg熔融物。
63.再将cao和cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到mg-cao-cac2混合物；将mg-cao-cac2混合物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
64.对比例2本对比例提供一种镍镁球化剂包芯线，本对比例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂为al-mg-cao混合物，al-mg-cao混合物，采用如下重量的组分：32kg的cao、55kg的mg和17kg的al。
65.本对比例的复合脱硫剂按如下步骤制备：按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
66.再将cao粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cao混合物；将al-mg-cao混合物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
67.对比例3本对比例提供一种镍镁球化剂包芯线，本对比例与实施例1的不同之处仅在于，复合脱硫剂为al-mg-cac2混合物，al-mg-cac2混合物，采用如下重量的组分：32kg的cac2、55kg的mg和17kg的al。
68.本对比例的复合脱硫剂按如下步骤制备：按配比，将al和mg加入熔炉中，在750℃下熔化后，混合至均匀，得到al-mg熔融物。
69.再将cac2粉末置于真空加热炉中，加热至800-1200℃后，保持2-4min，再加入mg熔融物中，搅拌至均匀，然后倒入模具中，再冷却至室温，得到al-mg-cac2混合物；将al-mg-cac2混合物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。
70.对比例4本对比例提供一种镍镁球化剂包芯线，本对比例与实施例1的不同之处仅在于，芯剂采用如下重量的组分：镍镁球化剂97kg和复合脱硫剂3kg。
71.对比例5本对比例提供一种镍镁球化剂包芯线，本对比例与实施例1的不同之处仅在于，芯剂采用如下重量的组分：镍镁球化剂99.5kg和复合脱硫剂0.5kg。
72.性能检测试验针对实施例1-16和对比例1-5提供的镍镁球化剂包芯线，分别用于球墨铸铁生产中，各组球墨铸铁生产的工艺条件保持相同，对生产得到的球墨铸铁进行检测。其中按照gb1348-2009，检测球墨铸铁的球化率和强度。检测结果如表1所示。
73.表1结合实施例1和对比例1-5并结合表1可以看出，相比于实施例1，对比例1-5的球化率或强度均较小，这说明，在实施例1的原料配比和制备条件下，更有助于提高镍镁球化剂包芯线的球化效果。
74.结合实施例1-16并结合表1可以看出，实施例1-16制备的镍镁球化剂包芯线均具有较好的球化效果，这说明，在实施例1-16的原料配比和工艺条件范围内，均有助于提高镍镁球化剂包芯线的球化效果。因此，可以说明采用本技术的镍镁球化剂和复合脱硫剂及其配比制备而成的芯剂，可以提高镍镁球化剂包芯线的球化效果。
75.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于：包括外皮和包裹于外皮内的芯剂；按所述芯剂的总重量计，所述芯剂包括如下重量份的组分：镍镁球化剂98-99份和复合脱硫剂1-2份，所述复合脱硫剂包括al-mg-cao-cac2混合物，按所述al-mg-cao-cac2混合物的总重量计，所述al-mg-cao-cac2混合物包括如下重量份的组分：18-24份cao、8-15份cac2、50-60份mg和12-22份al。2.根据权利要求1所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于，所述al-mg-cao-cac2混合物按如下步骤制备：熔化：将al和mg熔化，混合后，得到al-mg熔融物；制混合物：将cao和cac2在真空下加热至800-1200℃后，加入al-mg熔融物中，搅拌至均匀，再冷却至室温，得到al-mg-cao-cac2混合物。3.根据权利要求1所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于，所述复合脱硫剂还包括caf2，所述caf2形成包裹al-mg-cao-cac2混合物的外层。4.根据权利要求3所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于，所述复合脱硫剂按如下步骤制备：制颗粒：将al-mg-cao-cac2混合物进行破碎、筛分，得到粒径为0.5-2.5mm的混合物颗粒；包裹：将氢氧化钙用氢氟酸溶解后，得到溶液，将混合物颗粒加入溶液中，在搅拌下将溶液浓缩，得到胶状沉淀，然后停止搅拌，加热除去溶液，得到块状物；后处理：将块状物破碎、筛分，得到粒径为1-3mm的复合脱硫剂。5.根据权利要求4所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于：在所述包裹步骤中，所述氢氧化钙和al-mg-cao-cac2混合物颗粒的重量比为1:(20-35)。6.根据权利要求1所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于：所述外皮是外直径为8-13mm的钢管，所述镍镁球化剂粒径、复合脱硫剂粒径和外皮外直径的比例为1:(1-3):(8-13)。7.根据权利要求1所述的一种镍镁球化剂包芯线，其特征在于：所述镍镁球化剂中镁的重量百分比为15-18%，余量为镍。8.一种如权利要求1-7任意一项所述的镍镁球化剂包芯线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比，将镍镁球化剂和复合脱硫剂混合均匀，得到芯剂；使用包芯线机组将钢带包裹芯剂，钢带形成外皮，即得到镍镁球化剂包芯线。

技术总结
本发明公开了一种镍镁球化剂包芯线，涉及包芯线的技术领域。镍镁球化剂包芯线包括外皮和包裹于外皮内的芯剂；所述芯剂包括如下重量份的组分：镍镁球化剂98-99份和复合脱硫剂1-2份，所述复合脱硫剂包括Al-Mg-CaO-CaC2混合物，所述Al-Mg-CaO-CaC2混合物包括如下重量份的组分：18-24份CaO、8-15份CaC2、50-60份Mg和12-22份Al。其制备方法包括：将镍镁球化剂和复合脱硫剂混合均匀，得到芯剂；使用包芯线机组将钢带包裹芯剂，钢带形成外皮，即得到镍镁球化剂包芯线。本申请通过制备的包芯线不仅具有优良的脱硫效果，可以减少镍镁球化剂中Mg的损耗，还具有更好的球化效果。还具有更好的球化效果。


技术研发人员：刘英 任启才 吴永纯 陈刘剑 段清忠 沈乐 赵道辉 张军 赵道伟 蒋跃雄
受保护的技术使用者：南京浦江合金材料股份有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/20