一種離心造粒裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種離心造粒裝置，屬于鋼球生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鑄鋼球的生產(chǎn)基本上是通過(guò)中頻爐或電弧爐熔煉鋼水，然后通過(guò)離心或水沖方式造粒，在造粒過(guò)程中，鋼液與空氣充分接觸，造成氧化，使得鋼水(成品率)所得率低，合金元素含量降低，從而影響產(chǎn)品的性能，據(jù)測(cè)算，造粒氧化在8%左右，造成了資源浪費(fèi)和能源的浪費(fèi)。同時(shí)因?yàn)檠趸壤撸瑹o(wú)法通過(guò)提高轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整粒度，增加象S110、S170小粒度鋼球的比例，那樣氧化會(huì)更嚴(yán)重。真空狀態(tài)下造?；虮Ｗo(hù)氣氛下造粒實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難。在當(dāng)前節(jié)約資源重視環(huán)保的大環(huán)境下，找到一種既經(jīng)濟(jì)又有效的造粒方法，減少造粒過(guò)程中的氧化，從而降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問(wèn)題:的國(guó)外一般采用水沖造粒方式，國(guó)內(nèi)一般采用離心造粒方式。水沖方式成型圓度較差，異形比例高，氧化比例比離心造粒少20%左右；國(guó)內(nèi)造粒一般采用水射法或離心造粒方式，而相比離心法，現(xiàn)有的水射法所得鋼球組織較為粗大，抗裂次數(shù)相比離心法要少;現(xiàn)有的離心造粒成型好，但元素氧化比例高，不但影響鋼球的耐用性能，還導(dǎo)致鋼球的中所使用的元素種類和用量受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種離心造粒裝置，該離心造粒裝置能夠減少造粒過(guò)程中鋼球的氧化，所獲得鋼球的粒度更細(xì)，抗碎裂能力高。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該離心造粒裝置，包括相連接的電機(jī)和離心盤，離心盤上方設(shè)有澆杯，其特征在于:環(huán)繞離心盤設(shè)有環(huán)形水幕，所述環(huán)形水幕由設(shè)置在所述離心盤上方的環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。
[0006]所述的環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水口、環(huán)形儲(chǔ)水腔和多個(gè)環(huán)形噴水裝置，進(jìn)水口與環(huán)形儲(chǔ)水腔相通，環(huán)形儲(chǔ)水腔下方連接有環(huán)形噴水裝置，環(huán)形噴水裝置的直徑大于離心盤直徑，多個(gè)所述的環(huán)形噴水裝置圓心相同。
[0007]所述的環(huán)形噴水裝置包括環(huán)形出水槽，環(huán)形出水槽與環(huán)形儲(chǔ)水腔相通。
[0008]所述的環(huán)形噴水裝置包括呈環(huán)形分布的多個(gè)噴嘴，所述的多個(gè)噴嘴分別與環(huán)形儲(chǔ)水腔相通;每個(gè)所述環(huán)形噴水裝置中，相鄰噴嘴之間的間距小于5厘米。
[0009]所述的離心盤直徑與環(huán)形噴水裝置的直徑的比值為4?7:20?60。
[0010]所述的環(huán)形噴水裝置的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述的環(huán)形噴水裝置圓心相同，環(huán)形噴水裝置包括呈環(huán)形分布的多個(gè)噴嘴，相鄰環(huán)形噴水裝置上的噴嘴呈交錯(cuò)設(shè)置。
[0011 ] 所述的進(jìn)水口呈喇叭狀，進(jìn)水口進(jìn)水端開口面積小于進(jìn)水口出水端開口面積，進(jìn)水口出水端連接在環(huán)形儲(chǔ)水腔外部。
[0012]還包括水池和水栗，所述的電機(jī)和離心盤位于水池中，環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)管路連接水栗，水栗與自來(lái)水水源管路連接或者與水池管路連接。
[0013]還包括控制器，控制器位于水池外部，控制器分別與水栗和電機(jī)電連接。
[0014]所述的離心盤的直徑為220?260mm。
[0015]申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)離心法造粒制備鋼球時(shí)，所得鋼球中元素氧化比例高的問(wèn)題。經(jīng)進(jìn)一步研究，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題是由于:離心盤側(cè)壁上設(shè)有用于離心甩出鋼液的開孔，被離心盤甩出的鋼液液滴在空中呈拋物線飛行的過(guò)程中與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，然后又落入水池中進(jìn)行淬火，其根本原因是由于現(xiàn)有離心法中鋼液液滴落水用時(shí)過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的。為了解決所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)，環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)所噴出的水流圍繞在離心盤外周，離心盤旋轉(zhuǎn)中由于離心力甩出的鋼液液滴將先經(jīng)過(guò)環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)向下噴出的水流進(jìn)行淬火，相比落入水池中淬火，鋼液液滴在空中飛行的時(shí)間明顯縮短，所形成的鑄態(tài)鋼球中元素氧化比例明顯降低。優(yōu)選的所述的噴嘴的噴出端呈矩形。優(yōu)選的，噴嘴為扇形噴嘴。扇形噴嘴，指的是噴出噴霧的形狀為扇形，扇形噴霧形狀邊沿界定清楚，扇形噴嘴的噴出端呈矩形。
[0016]申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn):離心盤所甩出的鋼液液滴在空中的飛行時(shí)間也不能過(guò)短，相比鋼液液滴直接水淬形成馬氏體，將鋼液液滴在空中冷卻形成奧氏體再由水淬形成馬氏體，其金相組織更細(xì)。經(jīng)申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn):離心盤與環(huán)形噴水裝置的直徑的比值為4?7:20?6時(shí)水淬效果最優(yōu)。當(dāng)環(huán)形噴水裝置為多個(gè)時(shí)，離心盤與環(huán)形噴水裝置的直徑比值指的是:離心盤與距離離心盤最近的環(huán)形噴水裝置之的直徑之比。優(yōu)選的，循環(huán)水栗電機(jī)功率為30?200KW，調(diào)節(jié)出水量為50m3/h，離心盤選用直徑為220?260_，優(yōu)選的所述的離心盤的直徑為250mm，所述的環(huán)形出水槽的寬度為6?200mm。優(yōu)選的，環(huán)形出水槽的寬度為1?20mm，離心盤調(diào)頻轉(zhuǎn)速550?lOOOr/min。操作時(shí)優(yōu)選先開啟循環(huán)水栗，然后開啟離心盤，然后將鋼液倒入澆杯，自澆杯落入離心盤中，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)離心盤旋轉(zhuǎn)，離心盤中的鋼液在離心力的作用下，通過(guò)離心盤側(cè)面上的開孔將鋼液甩出離心盤外，形成液滴，然后與環(huán)形噴水裝置噴出的環(huán)形水幕相遇，在水力作用下，液滴分裂，形成更細(xì)的鋼球。在液滴飛行過(guò)程中，有水幕保護(hù)阻絕空氣，從而減少氧化。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn):環(huán)形噴水裝置過(guò)多則鋼球難以穿透，環(huán)形噴水裝置過(guò)少則所形成的環(huán)形水幕可能存在無(wú)水的空隙無(wú)法起到較好的水淬效果，優(yōu)選的，環(huán)形噴水裝置的數(shù)量為2?10個(gè)。
[0017]申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的技術(shù)中雖存在環(huán)形噴水的設(shè)計(jì)，但多存在噴出的水量小，當(dāng)出水量大時(shí)存在水壓不足的問(wèn)題。申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了環(huán)形儲(chǔ)水腔和進(jìn)水口，在離心盤上方形成了一個(gè)容積較大的儲(chǔ)水空間，提高了環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的出水量，還能保證較高的水壓。并且申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的技術(shù)中雖存在將噴嘴設(shè)置成環(huán)形的設(shè)計(jì)，但每個(gè)環(huán)形設(shè)計(jì)中噴嘴的數(shù)量較少且設(shè)置的較為分散，現(xiàn)有技術(shù)中形成的環(huán)形水幕存在較多無(wú)水空隙，造成離心盤甩出的鋼液液滴直接自無(wú)水空心穿過(guò)，無(wú)法經(jīng)環(huán)形水幕水淬，導(dǎo)致鋼球中元素氧化比例的數(shù)據(jù)波動(dòng)大，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。因此申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了環(huán)形噴水裝置為環(huán)形分布的噴嘴，相鄰噴嘴之間的間距小于5厘米，或者環(huán)形噴水裝置為環(huán)形出水槽，采用以上設(shè)計(jì)噴水可以形成致密、無(wú)空隙的環(huán)形水幕，保證離心盤甩出的鋼液液滴均能環(huán)形水幕水淬。多個(gè)所述的環(huán)形噴水裝置圓心相同的設(shè)計(jì)，不但可以延長(zhǎng)鋼球水淬時(shí)間，還能夠進(jìn)一步防止環(huán)形水幕圈存在無(wú)水空隙，提高水淬效果。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種離心造粒裝置所具有的有益效果是:
1、該離心造粒裝置能夠減少了造粒過(guò)程中鋼球的氧化，所獲得鋼球的粒度更細(xì)，抗碎裂能力高。申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)離心盤甩出的高溫鋼液液滴在空氣中被氧化的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了向下噴水的環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)，環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)所噴出的水流圍繞在離心盤外周，離心盤甩出的鋼液液滴穿過(guò)環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)所噴出的水流后被水淬降溫，降溫后液滴即使與空氣接觸也不易迅速氧化，從而解決了離心法獲得的鋼球中元素氧化比例高的問(wèn)題。研發(fā)技術(shù)是結(jié)合離心造粒和水沖造粒的優(yōu)點(diǎn)而開發(fā)的一種新的造粒技術(shù)。是領(lǐng)先國(guó)內(nèi)外新的造粒技術(shù)，推動(dòng)了鑄造鋼球造粒技術(shù)的進(jìn)步。
[0019]2、該離心造粒裝置簡(jiǎn)化了淬火過(guò)程。申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了多個(gè)環(huán)形噴水裝置呈同圓心，多個(gè)環(huán)形噴水裝置噴水時(shí)形成多層柱狀水霧，能夠有效保證離心盤旋轉(zhuǎn)甩出的鋼液液滴均能被環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)水淬降溫。申請(qǐng)人設(shè)計(jì)環(huán)形噴水裝置為環(huán)形，環(huán)形設(shè)計(jì)，能夠保證離心盤旋轉(zhuǎn)甩出的鋼液液滴在空中的飛行路徑長(zhǎng)度、與空氣的接觸時(shí)間差距較小，所得鋼球元素氧化比例低且波動(dòng)小，鋼球的品質(zhì)穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為一種離心造粒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為一種離心造粒裝置的工作過(guò)程示意圖。
[0022]圖3為噴嘴式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的局部剖視圖。
[0023]圖4為圖3中噴嘴式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的仰視圖。
[0024]圖5為圖3中噴嘴式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的A-A面剖視圖。
[0025]圖6為圖4中噴嘴的放大示意圖。
[0026]圖7為環(huán)形出水槽式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的局部剖視圖。
[0027]圖8為圖7中環(huán)形出水槽式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的仰視圖。
[0028]圖9為圖7中環(huán)形出水槽式環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)的B-B面剖視圖。
[0029]其中:1、電機(jī)2、離心盤3、澆杯4、進(jìn)水口5、環(huán)形儲(chǔ)水腔6、環(huán)形出水槽7、噴嘴8、水池9、水栗10、控制器11、平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1?6是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1?9本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]參照?qǐng)D1?2，一種離心造粒裝置，包括相連接的電機(jī)I和離心盤2，離心盤2上方設(shè)有澆杯3，離心盤2正上方設(shè)有向下噴水的環(huán)形噴灑機(jī)構(gòu)，環(huán)形噴灑