一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池，組合式熔池由澆注頂板、十字形覆蓋上蓋板、第一直角形覆蓋冷鐵、第二直角形覆蓋冷鐵、第三直角形覆蓋冷鐵、第四直角形覆蓋冷鐵、熔池外側(cè)板、熔池底板、熔池外框架、緊固螺栓、緊固螺母、截面為半圓形的筋條所組成。由于采用適宜的化學(xué)成分以及整體球化劑合金液被限制在封閉的組合熔池內(nèi)凝固冷卻，獲得了MgO含量小于0.3％、化學(xué)成分偏析少、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)球化劑。球化劑合金的熔損少，所需重量及形狀的優(yōu)質(zhì)整體稀土鎂硅鐵合金球化劑的成品率高。
【專利說(shuō)明】一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵所用球化劑的裝置，更具體地說(shuō)是關(guān)于生產(chǎn)化學(xué)成分偏析少、球化劑在生產(chǎn)過(guò)程中氧化熔損低的球化劑的組合式熔池。
【背景技術(shù)】
[0002]在生產(chǎn)球墨鑄鐵件的企業(yè)中廣泛采用稀土鎂硅鐵合金作為球化劑。稀土鎂硅鐵合金球化劑是目前國(guó)內(nèi)外用量最大的球化劑，但是在其傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中能耗高，熔損大，環(huán)境污染嚴(yán)重，傳統(tǒng)球化劑由于鎂的吸收率低，其加入量較大。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的技術(shù)人員對(duì)沖入包內(nèi)法球化處理工藝技術(shù)及稀土鎂硅鐵球化劑的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了不懈的努力研究。
[0003]目前生產(chǎn)稀土鎂硅鐵球化劑的方法主要為二次冶煉重容法及合金液壓力加鎂法。傳統(tǒng)的二次冶煉重容法生產(chǎn)球化劑不僅成本較高且球化劑中的鎂燒損較多，氧化鎂含量高。在已公開的合金液壓力加鎂法的工藝，被壓入的鎂錠除頂面之外，其他部分是完全暴露的，可以直接與合金液接觸，另外，暴露的鎂錠距合金液面的距離較短，不利于被合金液吸收；在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)采用分次加入鎂錠可以減少燒損，但是處理時(shí)間長(zhǎng)，降溫多，僅局限在電爐內(nèi)使用。
[0004]另外，稀土鎂硅鐵及鎂硅球化劑的生產(chǎn)企業(yè)，在球化劑合金液的熔煉及澆注過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺眼的鎂光，鎂的氧化燒損嚴(yán)重，在球化劑合金液澆注到熔池后，其頂面是敞開暴露式自然冷卻，合金液的上層部分尤其是中心部分冷卻較慢，在熔池凝固的合金上、下層有明顯的比重偏析、化學(xué)成分偏析，上表層部位含鎂量偏高，氧化鎂含量多，這些問(wèn)題直接影響到球化劑的質(zhì)量及其使用效果。此外，熔制好的球化劑合金液應(yīng)盡量縮短澆注時(shí)間，以減少氧化損耗。
[0005] 申請(qǐng)人:在2009年3月25日申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利，授權(quán)公布號(hào)CN101509084B名稱為“球化劑的生產(chǎn)方法”實(shí)現(xiàn)了球化劑合金的氧化熔損降低，化學(xué)成分偏析少，質(zhì)量穩(wěn)定。其不足之處是其生產(chǎn)的球化劑在硅鎂之比低、鐵含量較高時(shí)在生產(chǎn)和澆注過(guò)程會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺眼的鎂光，鎂的氧化燒損依然存在，并且所澆注的板狀球化劑尺寸較大，破碎成所需要的尺寸后產(chǎn)生的碎料較多。
[0006]在2004年制定的GB / T4138-2004《稀土鎂硅鐵合金》的中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Si含量不大于45%、Mg含量小于9%、RE含量小于4%、Mn和Ti的含量均小于1%時(shí)，MgO含量不大于1% ；Si含量不大于44%、Mg含量小于9-11%、RE含量為4_10%、Mn含量小于2%、Ti含量小于I %時(shí)，MgO含量不大于1.2%。傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵合金球化劑為了增加合金密度防止其漂浮，F(xiàn)e的含量較高，在熔煉過(guò)程中特意加入廢鋼來(lái)增加其比重。由于廢鋼價(jià)格低，加大廢鋼的比例可以降低球化劑的成本，廢鋼除增加比重外對(duì)鐵水的球化沒(méi)有其它作用。實(shí)際生產(chǎn)中傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵合金球化劑中的氧化鎂含量等于鎂含量的10%左右。依照上述工藝參數(shù)生產(chǎn)稀土鎂硅鐵合金球化劑，鐵含量較高時(shí)在生產(chǎn)和澆注過(guò)程會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺眼的鎂光，球化劑中的氧化鎂含量必然較高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是解決稀土鎂硅鐵合金熔制過(guò)程中反應(yīng)劇烈、有效元素吸收率低的問(wèn)題，氧化鎂含量偏高的問(wèn)題，在穩(wěn)定并提高產(chǎn)品質(zhì)量前提下，降低生產(chǎn)成本并做到能源的循環(huán)利用，減少環(huán)境污染。
[0008] 申請(qǐng)人:在2013年9月6日申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?201310401385.8名稱為“球墨鑄鐵的球化處理方法”，利用砌筑在球化包內(nèi)具有反應(yīng)加料口和減壓槽的反應(yīng)室，可以控制含MgS 20%，含Si ( 70%和含RES 3%無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的反應(yīng)狀態(tài)，有效元素Mg、RE和Si的吸收率高，其球化處理的生產(chǎn)成本可以降低5096，但是其MgO含量仍然在0.6%左右。在上述方案的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)進(jìn)一步理論分析和反復(fù)試驗(yàn)證明，將上述無(wú)外襯鋼管的整體稀土鎂硅鐵球化劑的含Mg量控制在< 10%，含Si量控制在> 65%和含RE ( 2%時(shí)，該稀土鎂硅鐵球化劑在熔制及澆注過(guò)程中均實(shí)現(xiàn)了無(wú)鎂光的狀態(tài)，大幅度的降低了氧化鎂的產(chǎn)生。以含有Mgl0%、Si67%, REl%的整體稀土鎂硅鐵球化劑為例，同含有Mg7.5%、8i42%、RE2.4%的傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑相比，在經(jīng)球化處理后化學(xué)成分接近的條件下，由于合金本身化學(xué)成分的不同及球化處理方法的不同，在相同的處理溫度條件下新方案球化處理的球化劑加入量為0.75%，而傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑的加入量為1.4% ;經(jīng)球化處理后，采用傳統(tǒng)稀土鎂硅鐵球化劑的鐵水表面有一層明顯的浮渣，采用新方案處理的鐵水表面十分潔凈、無(wú)浮渣，這對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了關(guān)鍵作用。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)制作了如說(shuō)明書附圖1至圖3所示澆注球化劑合金液的組合式熔池。組合式熔池包括:澆注頂板、十字形覆蓋上蓋板、第一直角形覆蓋冷鐵、第二直角形覆蓋冷鐵、第三直角形覆蓋冷鐵、第四直角形覆蓋冷鐵、熔池外側(cè)板、熔池底板、熔池外框架、緊固螺栓、緊固螺母、截面為半圓形的筋條、位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵，位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵同熔池底板以焊接的方式連接在一起，第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵和第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵比鄰中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵分別放置于其前后，第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵和第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵比鄰中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵分別放置于其左右，第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵的外側(cè)圍有四塊熔池外側(cè)板，四塊熔池外側(cè)板的外側(cè)套裝著熔池外框架,熔池外框架上開設(shè)有通孔并焊接有緊固螺母，旋轉(zhuǎn)緊固螺母上的緊固螺栓可以將熔池外側(cè)板夾緊；在組合式熔池中:兩塊熔池外側(cè)板和第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵圍成一個(gè)空腔，兩塊熔池外側(cè)板和第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵圍成一個(gè)空腔，兩塊熔池外側(cè)板和第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵圍成一個(gè)空腔，兩塊熔池外側(cè)板和第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵圍成一個(gè)空腔，在上述所圍成的四個(gè)空腔內(nèi)相同的高度上均焊接有多層截面為半圓形的筋條，在上述所圍成四個(gè)空腔的上端依次分別放置有第一直角形覆蓋冷鐵、第二直角形覆蓋冷鐵、第三直角形覆蓋冷鐵、第四直角形覆蓋冷鐵，在位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵的上端覆蓋有十字形覆蓋上蓋板，十字形覆蓋上盞板同四個(gè)直角形覆蓋冷鐵的厚度相同，位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵的高度相同，在十字形覆蓋上蓋板的上端覆蓋有澆注頂板；將按要求成分比例熔制好的球化劑合金液澆滿預(yù)留的上述所圍成的四個(gè)空腔后，用冷卻鐵封閉上端的澆注口，待合金液凝固冷卻后，旋轉(zhuǎn)松動(dòng)緊固螺栓，打開熔池外側(cè)板，擊打十字形覆蓋上蓋板和澆注頂板并將它們?nèi)〕觯瑢⑺膫€(gè)具有斷裂槽的柱狀體球化劑取出并截?cái)?，就獲得了化學(xué)成分偏析少、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)球化劑。
[0010]根據(jù)上述生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)整體球化劑的方法，采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)球化劑合金液或電爐二次重熔法生產(chǎn)球化劑合金液，將熔制好的球化劑合金液澆注到上述組合式熔池內(nèi)，用冷卻鐵封閉上端的澆注口，待合金液凝固冷卻后，就獲得了所需重量及形狀的優(yōu)質(zhì)整體球化劑。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]由于采用適宜的化學(xué)成分以及整體球化劑合金液被限制在封閉的組合熔池內(nèi)凝固冷卻，獲得了 MgO含量小于0.3%、化學(xué)成分偏析少、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)球化劑。球化劑合金的熔損少，所需重量及形狀的優(yōu)質(zhì)整體稀土鎂硅鐵合金球化劑的成品率高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是尚未注入稀土鎂硅鐵球化劑合金液的組合式熔池A-A方向的剖視圖。
[0014]圖2是尚未注入稀土鎂硅鐵球化劑合金液的組合式熔池的俯視圖。
[0015]圖3是尚未注入稀土鎂硅鐵球化劑合金液的組合式熔池取消了澆注頂板、十字形覆蓋上蓋板、第一直角形覆蓋冷鐵、第二直角形覆蓋冷鐵、第三直角形覆蓋冷鐵、第四直角形覆蓋冷鐵的俯視圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明為燒注頂板，2為十字形覆蓋上蓋板,3為第一直角形覆蓋冷鐵,4為第二直角形覆蓋冷鐵，5為第三直角形覆蓋冷鐵,6為第四直角形覆蓋冷鐵,7為熔池外側(cè)板，8為熔池底板，9為熔池外框架，10為緊固螺栓，11為緊固螺母，12為截面為半圓形的筋條，13為位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵，14為第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵，15為第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵，16為第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵，17為第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0018]由于含有MglO %、Si67%、REl %的整體稀土鎂硅鐵球化劑在球化劑的熔煉和澆注過(guò)程已經(jīng)消除了鎂光，達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)，完全適合球化處理溫度在< 1600°C的狀態(tài)下應(yīng)用，因此再降低鎂的含量意義不大；需要將鎂含量降低時(shí)，應(yīng)該保證硅的含量，達(dá)到球化劑合金液在熔煉和澆注過(guò)程中消除鎂光的穩(wěn)定狀態(tài)。
[0019]組合式熔池的部件，除熔池外框架9、緊固螺栓10、緊固螺母11之外，其它組成件可以選擇低碳鋼的材質(zhì)制作，也可以選擇耐熱鑄鐵的材質(zhì)制作。
[0020]調(diào)整截面為半圓形的筋條12的間距可以獲得所需重量的整體稀土鎂硅鐵球化劑。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池，其特征是將熔制好的球化劑合金液澆注到球化劑合金液的組合式熔池中，組合式熔池包括:澆注頂板(I)、十字形覆蓋上蓋板(2)、第一直角形覆蓋冷鐵(3)、第二直角形覆蓋冷鐵(4)、第三直角形覆蓋冷鐵(5)、第四直角形覆蓋冷鐵(6)、熔池外側(cè)板(7)、熔池底板(8)、熔池外框架(9)、緊固螺栓(10)、緊固螺母(11)、截面為半圓形的筋條(12)、位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)，位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)同熔池底板(8)以焊接的方式連接在一起，第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)和第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)比鄰中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)分別放置于其前后，第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)和第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)比鄰中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)分別放置于其左右，第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)的外側(cè)圍有四塊熔池外側(cè)板(7)，四塊熔池外側(cè)板(7)的外側(cè)套裝著熔池外框架(9)，熔池外框架(9)上開設(shè)有通孔并焊接有緊固螺母(11)，旋轉(zhuǎn)緊固螺母(11)上的緊固螺栓(10)可以將熔池外側(cè)板(7)夾緊；在組合式熔池中:兩塊熔池外側(cè)板(7)和第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)圍成一個(gè)空腔，兩塊熔池外側(cè)板(7)和第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)圍成一個(gè)空腔，兩塊熔池外側(cè)板(7)和第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)圍成一個(gè)空腔,兩塊熔池外側(cè)板(7)和第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)圍成一個(gè)空腔，在上述所圍成的四個(gè)空腔內(nèi)相同的高度上均焊接有多層截面為半圓形的筋條(12)，在上述所圍成四個(gè)空腔的上端依次分別放置有第一直角形覆蓋冷鐵(3)、第二直角形覆蓋冷鐵(4)、第三直角形覆蓋冷鐵(5)、第四直角形覆蓋冷鐵(6)，在位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻 鐵(15)、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)的上端覆蓋有十字形覆蓋上蓋板(2)，十字形覆蓋上蓋板(2)同四個(gè)直角形覆蓋冷鐵的厚度相同，位于中部立柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(13)、第一柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(14)、第二柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(15)、第三柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(16)、第四柱狀長(zhǎng)方體冷卻鐵(17)的高度相同，在十字形覆蓋上蓋板(2)的上端覆蓋有澆注頂板(I);將按要求成分比例熔制好的球化劑合金液澆滿預(yù)留的上述所圍成的四個(gè)空腔后，用冷卻鐵封閉上端的澆注口，待合金液凝固冷卻后，旋轉(zhuǎn)松動(dòng)緊固螺栓(10)，打開熔池外側(cè)板(7)，擊打十字形覆蓋上蓋板(2)和澆注頂板(I)并將它們?nèi)〕?，將四個(gè)具有斷裂槽的柱狀體球化劑取出并截?cái)啵瞳@得了質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)球化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池，采用礦熱爐冶煉的硅鐵合金液一步法生產(chǎn)球化劑合金液或電爐二次重熔法生產(chǎn)球化劑合金液，將熔制好的球化劑合金液澆注到組合式熔池內(nèi)，用冷卻鐵封閉上端的澆注口，待合金液凝固冷卻后，就獲得了所需重量及形狀的優(yōu)質(zhì)整體球化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池，其特征是組合式熔池的部件，除熔池外框架(9)、緊固螺栓(10)、緊固螺母(11)之外，其它組成件選擇低碳鋼的材質(zhì)制作或選擇耐熱鑄鐵的材質(zhì)制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球化劑的組合式熔池，其特征是調(diào)整截面為半圓形的筋條(12)的間距可以獲得所需重量的整體球化劑。
【文檔編號(hào)】C21C1/10GK203807539SQ201420002306
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】劉年路, 劉昌晨 申請(qǐng)人:天津市萬(wàn)路科技有限公司, 劉年路, 劉昌晨