專利名稱：球墨鑄鐵瞬時(shí)密流球化(或孕育)處理容器的制作方法
一種用于對(duì)鐵水進(jìn)行球化處理(或孕育)的工藝專用設(shè)備。
球墨鑄鐵的良好機(jī)械性能和生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，具備一定條件的小廠也可以生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本與鑄鋼、鍛鋼件相比可降低1/3～1/2，使球墨鑄鐵是一種具有廣闊發(fā)展前途的新型結(jié)構(gòu)材料。
球墨鑄鐵自1948年在國(guó)外用于工業(yè)生產(chǎn)，我國(guó)也于1951年開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。近四十年來(lái)在應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)量均有較大發(fā)展，球墨鑄鐵的球化工藝方面也有很多的進(jìn)展，如壓鎂法，沖入法、型內(nèi)球化法、轉(zhuǎn)包法、密室法、噴射法等等。生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是沖入法(埋入法)，因沖入法操作比較簡(jiǎn)單，但工藝穩(wěn)定性差，環(huán)境污染大，合金消耗量大。其它工藝均較復(fù)雜，設(shè)備要求高，致使球化工藝至今尚無(wú)一種科學(xué)合理地簡(jiǎn)易可行工藝問(wèn)世，這種新的球化工藝及設(shè)備應(yīng)當(dāng)具備上述球化工藝的優(yōu)點(diǎn)而又克服了它們各自的缺點(diǎn)，是一種比較簡(jiǎn)易、比較完善、比較科學(xué)合理的新工藝。從而解決了四十年來(lái)球墨鑄鐵生產(chǎn)的球化工藝不能統(tǒng)一的弊病。
本發(fā)明瞬時(shí)密流球化處理容器及工藝是應(yīng)用“稀土合金注入法輸粉器”發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?6108225)的原理而設(shè)計(jì)發(fā)明應(yīng)用于球墨鑄鐵生產(chǎn)的球化處理的、科學(xué)合理而又簡(jiǎn)易可行的新工藝。新工藝在沖天爐前出鐵槽側(cè)(或在感應(yīng)爐出鐵口前)放置一個(gè)瞬時(shí)密流球化處理容器，使達(dá)球化處理要求的鐵水從沖天爐前爐(感應(yīng)爐)中流出后與從“稀土合金注入法輸粉器”中流出的按配比定量的球化劑相會(huì)合于瞬時(shí)密流球化處理容器的進(jìn)鐵水杯而進(jìn)入容器(見(jiàn)示意圖一)，在用鐵水入鐵孔柱和出鐵孔柱的液柱壓力封閉的密流容器中進(jìn)行球化反應(yīng)后，從球化處理容器中流出進(jìn)入鐵水包的同時(shí)，用輸粉器按配比定量地加入孕育劑，盛鐵桶內(nèi)的鐵水是球化處理后的合格鐵水。瞬時(shí)密流球化處理容器設(shè)計(jì)發(fā)明的關(guān)鍵在于(1)瞬時(shí)密流球化處理容器由于採(cǎi)用液壓柱封口原理設(shè)計(jì)入鐵孔與出鐵孔(見(jiàn)圖一、二)，可以使出鐵水量不穩(wěn)定的沖天爐(或感應(yīng)爐)放出的鐵水，不受鐵水瞬時(shí)流量大小的影響對(duì)鐵水進(jìn)行瞬時(shí)密流球化處理，從而解決了連續(xù)處理鐵水流量不穩(wěn)定和將密流球化處理容器封閉不與空氣接觸的技術(shù)難關(guān)，這一特點(diǎn)解決了密室法、轉(zhuǎn)包法的一次性處理弊病;(2)瞬時(shí)密流球化處理容器與“稀土合金注入法輸粉器”發(fā)明專利聯(lián)合使用對(duì)鐵水進(jìn)行瞬時(shí)密流球化處理，可使鐵水和球化劑在密流球化處理容器的S形通道中(見(jiàn)示意圖三)與空氣隔絕瞬時(shí)隨流處理，S形通道延長(zhǎng)了鐵水球化處理時(shí)間，使球化劑在容器中反應(yīng)充分，不浪費(fèi)合金，也使球化反應(yīng)瞬時(shí)隨流進(jìn)行分散了球化反應(yīng)過(guò)程的激烈沸騰壓力;也避免了沖入法(埋入法)激烈反應(yīng)產(chǎn)生的稀土與鎂光和反應(yīng)煙霧、球化劑反應(yīng)不充分的浪費(fèi);也避免了壓鎂法(壓入法)、轉(zhuǎn)包法的一次性激烈反應(yīng)造成的容器增壓安全性不可靠的危險(xiǎn);也避免了密室法、轉(zhuǎn)包法每次處理鐵水后放置球化劑的惡劣工作環(huán)境對(duì)人的傷害。(3)瞬時(shí)密流球化處理有個(gè)泄鐵水孔(6)是保證通過(guò)瞬時(shí)密流球化處理容器(見(jiàn)圖一、二)中的鐵水在球化處理完畢后容器不殘留鐵水與熔渣，從而解決了其它球化處理中間反應(yīng)設(shè)備不能連續(xù)使用的弊病;(4)瞬時(shí)密流球化處理容器對(duì)開(kāi)始進(jìn)入的1/5鐵水不進(jìn)行瞬時(shí)密流球化處理用以將容器內(nèi)空氣排出和使容器升溫;瞬時(shí)密流球化處理集中在以后進(jìn)入的鐵水;對(duì)最后約1/5的鐵水也不進(jìn)行瞬時(shí)密流球化處理用以清除可能在容器中殘留的部分球化反應(yīng)物以保證容器清渣可以連續(xù)使用;(5)瞬時(shí)密流球化處理容器，進(jìn)鐵水杯用氣體(氮、氬)防護(hù)，防止球化劑與鐵水流會(huì)合時(shí)有充足的氧氣發(fā)生激烈反應(yīng)。(6)瞬時(shí)密流球化處理容器是採(cǎi)用優(yōu)質(zhì)耐火材料製造，它具有很高的耐火度和良好的抗渣性、抗氧化性、抗高溫蠕變性和耐剝落性，更為重要的是與球化產(chǎn)物基本上不起反應(yīng)易于被鐵水流沖出容器，從而可使容器長(zhǎng)期連續(xù)使用，降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境。
經(jīng)過(guò)瞬時(shí)密流球化處理的鐵水扒渣后澆注時(shí)再應(yīng)用“稀土合金注入法輸粉器”發(fā)明專利技術(shù)對(duì)球化鐵水進(jìn)行后期瞬時(shí)孕育，可獲得優(yōu)質(zhì)不退火鑄態(tài)鐵素體球鐵。
綜上所述，本發(fā)明專利所提供的工藝專用設(shè)備，解決了目前各種球化處理工藝存在的弊病，是一種科學(xué)合理、簡(jiǎn)易安全、工藝穩(wěn)定、節(jié)約合金、防止污染、高技術(shù)指標(biāo)和低成本的新工藝。
附圖
一、二是容器的剖視圖附圖三是容器的俯視圖如附圖一所示，裝有球化劑的稀土合金注入法輸粉器(發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?6108225)(1)出粉孔對(duì)準(zhǔn)容器進(jìn)鐵水杯(3)注入球化劑，當(dāng)鐵水流從出鐵槽(2)向進(jìn)鐵水杯(3)流入的同時(shí)將輸粉器(1)中球化劑加入與鐵水流相會(huì)合時(shí)進(jìn)入進(jìn)鐵水杯(3)，進(jìn)鐵水杯帶密封蓋和用氣體(氮、氬)防護(hù)。加入球化劑的鐵水流通過(guò)進(jìn)鐵水杯下面的液柱(4)后，如附圖三所示進(jìn)入S形密流反應(yīng)室(5)，經(jīng)密流反應(yīng)室充分反應(yīng)后的球化鐵水流，如附圖二所示，通過(guò)液柱(7)上升到出鐵口(8)，通過(guò)孕育杯(9)，同時(shí)用裝有孕育劑的輸粉器(10)向球化鐵水流注入孕育劑，球化鐵水流加入孕育劑后注入盛鐵桶(11)中，容器中剩余鐵水和熔渣通過(guò)泄流孔(6)全部排凈。從附圖中可見(jiàn)，液柱(4)與(7)是起封閉密流室的液壓封口作用，從而解決了球化處理過(guò)程不受進(jìn)入進(jìn)鐵水杯鐵水流量作用與密封作用。如附圖三所示，進(jìn)入密流室的鐵水流按箭頭所示方向流動(dòng)，從S形密流結(jié)構(gòu)可以看出，發(fā)明者的用意是使進(jìn)入密流室被與空氣隔絕的鐵水與球化劑之間的反應(yīng)過(guò)程延長(zhǎng)，使之充分反應(yīng)，同時(shí)也分散了球化反應(yīng)激烈所造成的密流室內(nèi)的壓力劇增。
下面是本發(fā)明容器的最佳施例實(shí)施例1本發(fā)明容器在山東省某鑄造鐵管廠的φ300～φ1000mm的球墨鑄鐵管件上進(jìn)行考核，在連續(xù)鑄造球管尾部(即最后澆注部分)取樣化驗(yàn)，得到了以下試驗(yàn)結(jié)果1.球化級(jí)別優(yōu)于2級(jí)，鐵素體占80%。
2.抗拉強(qiáng)度σb≥420N/mm2，δ5≥2%，壓扁率≥10%。
3.球化劑加入量為0.5～0.8%，孕育劑加入量為0.5～0.7%。
從上述試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明專利技術(shù)節(jié)約球化劑和孕育劑，降低了生產(chǎn)成本，提高了連續(xù)鑄造球鐵管產(chǎn)品成品率(當(dāng)鐵水溫度≥1380℃時(shí))和產(chǎn)品質(zhì)量。
實(shí)施例2本發(fā)明容器在山東省的某鑄造廠進(jìn)行鑄態(tài)球墨鑄鐵件考核，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)鑄件的分析檢驗(yàn)得到以下結(jié)果1.鑄態(tài)鐵素體球鐵球化級(jí)別1～2級(jí)，鐵素體≥80%，抗拉強(qiáng)度σb≥420N/mm2，δ5≥12%，球化劑的加入量0.5～0.8%，孕育劑的加入量0.4～0.6%。
2.鑄態(tài)珠光體球鐵球化級(jí)別1～2級(jí)，珠光體≥80%，抗拉強(qiáng)度σb≥620N/mm2，δ5≥2%，球化劑的加入量為0.5～0.8%，孕育劑的加入量0.3～0.5%。
從上述結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明容器明顯地節(jié)約球化劑與孕育劑和保證了鑄態(tài)球鐵件的各項(xiàng)性能滿足技術(shù)要求，因而極大限度地降低了製造成本和避免了資源、能源、人力浪費(fèi)，也解決了環(huán)境污染等問(wèn)題。
實(shí)施例3本發(fā)明容器在山東省某鑄造廠進(jìn)行孕育鑄鐵件考核，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)鑄件的分析檢驗(yàn)得到以下結(jié)果珠光體≥95%，A型石墨2～3級(jí)。
抗拉強(qiáng)度σb≥300N/mm2。
孕育劑的加入量為0.2～0.4%。
從上述結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明容器明顯地節(jié)約孕育劑和保證了各項(xiàng)機(jī)械性能滿足技術(shù)要求，因而極大限度地降低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)鐵水進(jìn)行球化(蠕化或孕育)處理的工藝專用設(shè)備。它是由進(jìn)鐵水杯(3)、加密封蓋和用氣體(氮、氬)防護(hù)、液柱(4)與(7)、S形密流室(5)、出鐵口(8)、孕育杯(9)、泄流孔(6)構(gòu)成的鐵水瞬時(shí)密流球化處理容器。其特征是鐵水流與從輸粉器(1)按配比定量的注入球化劑在進(jìn)鐵水杯(3)處相會(huì)合，通過(guò)液柱(4)進(jìn)入S形密流室(5)中充分反應(yīng)后，經(jīng)液柱(7)上升到出鐵口(8)經(jīng)過(guò)孕育杯(9)按配比定量的由輸粉器(10)注入孕育劑后進(jìn)入盛水桶(11)。為使經(jīng)該容器球化處理的鐵水不殘留而設(shè)置了泄流孔(6)排凈容器中的鐵水與熔渣。
2.如權(quán)利要求1所述容器，其特征是液柱(4)與(7)的液壓封口可以自動(dòng)調(diào)節(jié)單位時(shí)間球化處理鐵水量和對(duì)S形密流室(5)起密封隔絕空氣的作用，從而防止球化劑的激烈氧化有害反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述容器，其特征是S形密流室(5)結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)了鐵水球化反應(yīng)時(shí)間使之反應(yīng)充分。
4.如權(quán)利要求1所述容器，其特征是泄流孔(6)使容器中鐵水全部流入盛鐵桶(11)中。
5.如權(quán)力要求1所述容器，其特征是進(jìn)鐵水杯(3)加密封蓋和用氣體(氮、氬)防護(hù)，防止球化劑激烈氧化。
全文摘要
一種球墨鑄鐵瞬時(shí)密流球化(或孕育)處理容器，屬于向鐵液流中加入球化劑(或孕育劑)的工藝專門設(shè)備。適宜于球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、孕育鑄鐵件等生產(chǎn)。該容器放在沖天爐(或感應(yīng)爐)出鐵槽和盛鐵桶之間，將鐵液流球化(或孕育)處理。可使球墨鑄鐵(蠕墨鑄鐵、孕育鑄鐵等)件生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單穩(wěn)定、質(zhì)量提高與成品率增長(zhǎng)；并節(jié)約球化劑、蠕化劑與孕育劑，降低生產(chǎn)成本，解決了環(huán)境污染等弊病。
文檔編號(hào)C21C1/10GK1065886SQ91106380
公開(kāi)日1992年11月4日 申請(qǐng)日期1991年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月15日
發(fā)明者由淼, 李長(zhǎng)龍 申請(qǐng)人:山東大學(xué)