CN1023573C

CN1023573C - 球墨铸铁瞬时密流球化、蠕化或孕育处理容器

Info

Publication number: CN1023573C
Application number: CN 91106380
Authority: CN
Inventors: 由淼; 李长龙
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 1991-04-15
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2006-04-15
Also published as: CN1065886A

Abstract

一种球墨铸铁瞬时密流球化蠕化或孕育处理容器，属于向铁液流中加入球化剂(或孕育剂)的工艺专门设备。适宜于球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、孕育铸铁件等生产。该容器放在冲天炉(或感应炉)出铁槽和盛铁桶之间，将铁液流球化(或孕育)处理。可使球墨铸铁(蠕墨铸铁、孕育铸铁等)件生产工艺简单稳定、质量提高与成品率增长；并节约球化剂、蠕化剂与孕育剂，降低生产成本，解决了环境污染等弊病。

Description

一种用于对铁水进行球化处理（或孕育）的工艺专用设备。

球墨铸铁的良好机械性能和生产设备与生产工艺比较简单，具备一定条件的小厂也可以生产，且生产成本与铸钢、锻钢件相比可降低1/3～1/2，使球墨铸铁是一种具有广阔发展前途的新型结构材料。

球墨铸铁自1948年在国外用于工业生产，我国也于1951年开始应用于工业生产。近四十年来在应用领域和产量均有较大发展，球墨铸铁的球化工艺方面也有很多的进展，如压镁法，冲入法、型内球化法、转包法、密室法、喷射法等等。生产中应用最广的是冲入法（埋入法），因冲入法操作比较简单，但工艺稳定性差，环境污染大，合金消耗量大。其它工艺均较复杂，设备要求高，致使球化工艺至今尚无一种科学合理地简易可行工艺问世，这种新的球化工艺及设备应当具备上述球化工艺的优点而又克服了它们各自的缺点，是一种比较简易、比较完善、比较科学合理的新工艺。从而解决了四十年来球墨铸铁生产的球化工艺不能统一的弊病。

本发明瞬时密流球化处理容器及工艺是应用“稀土合金注入法输粉器”发明专利（申请号86108225）的原理而设计发明应用于球墨铸铁生产的球化处理的、科学合理而又简易可行的新工艺。新工艺在冲天炉前出铁槽侧（或在感应炉出铁口前）放置一个瞬时密流球化处理容器，使达球化处理要求的铁水从冲天炉前炉（感应炉）中流出后与从“稀土合金注入法输粉器”中流出的按配比定量的球化剂相会合于瞬时密流球化处理容器的进铁水杯而进入容器（见示意图一），在用铁水入铁孔柱和出铁孔柱的液柱压力封闭的密流容器中进行球化反应后，从球化处理容器中流出进入铁水包的同时，用输粉器按配比定量地加入孕育剂，盛铁桶内的铁水是球化处理后的合格铁水。瞬时密流球化处理容器设计发明的关键在于：（1）瞬时密流球化处理容器由于采用液压柱封口原理设计入铁孔与出铁孔（见图一、二），可以使出铁水量不稳定的冲天炉（或感应炉）放出的铁水，不受铁水瞬时流量大小的影响对铁水进行瞬时密流球化处理，从而解决了连续处理铁水流量不稳定和将密流球化处理容器封闭不与空气接触的技术难关，这一特点解决了密室法、转包法的一次性处理弊病;（2）瞬时密流球化处理容器与“稀土合金注入法输粉器”发明专利联合使用对铁水进行瞬时密流球化处理，可使铁水和球化剂在密流球化处理容器的S形通道中（见示意图三）与空气隔绝瞬时随流处理，S形通道延长了铁水球化处理时间，使球化剂在容器中反应充分，不浪费合金，也使球化反应瞬时随流进行分散了球化反应过程的激烈沸腾压力;也避免了冲入法（埋入法）激烈反应产生的稀土与镁光和反应烟雾、球化剂反应不充分的浪费;也避免了压镁法（压入法）、转包法的一次性激烈反应造成的容器增压安全性不可靠的危险;也避免了密室法、转包法每次处理铁水后放置球化剂的恶劣工作环境对人的伤害。（3）瞬时密流球化处理有个泄铁水孔（6）是保证通过瞬时密流球化处理容器（见图一、二）中的铁水在球化处理完毕后容器不残留铁水与熔渣，从而解决了其它球化处理中间反应设备不能连续使用的弊病;（4）瞬时密流球化处理容器对开始进入的1/5铁水不进行瞬时密流球化处理用以将容器内空气排出和使容器升温;瞬时密流球化处理集中在以后进入的铁水;对最后约1/5的铁水也不进行瞬时密流球化处理用以清除可能在容器中残留的部分球化反应物以保证容器清渣可以连续使用;（5）瞬时密流球化处理容器，进铁水杯用惰性气体防护，防止球化剂与铁水流会合时有充足的氧气发生激烈反应。（b）瞬时密流球化处理容器是采用优质耐火材料制造，它具有很高的耐火度和良好的抗渣性、抗氧化性、抗高温蠕变性和耐剥落性，更为重要的是与球化产物基本上不起反应易于被铁水流冲出容器，从而可使容器长期连续使用，降低了生产成本和工人的劳动强度，改善了工人的劳动环境。

经过瞬时密流球化处理的铁水扒渣后浇注时再应用“稀土合金注入法输粉器”发明专利技术对球化铁水进行后期瞬时孕育，可获得优质不退火铸态球铁。

综上所述，本发明专利所提供的工艺专用设备，解决了目前各种球化处理工艺存在的弊病，是一种科学合理、简易安全、工艺稳定、节约合金、防止污染、高技术指标和低成本的新工艺。

附图一、二是容器的剖视图

附图三是容器的俯视图

如附图一所示，装有球化剂的稀土合金注入法输粉器（发明专利：申请号86108225）（1）出粉孔对准容器进铁水杯（3）注入球化剂，当铁水流从出铁槽（2）向进铁水杯（3）流入的同时将输粉器（1）中球化剂加入与铁水流相会合时进入进铁水杯（3），进铁水杯带密封盖和用惰性气体防护。加入球化剂的铁水流通过进铁水杯下面的液柱（4）后，如附图三所示进入S形密流反应室（5），经密流反应室充分反应后的球化铁水流，如附图二所示，通过液柱（7）上升到出铁口（8），通过孕育杯（9），同时用装有孕育剂的输粉器（10）向球化铁水流注入孕育剂，球化铁水流加入孕育剂后注入盛铁桶（11）中，容器中剩余铁水和熔渣通过泄流孔（6）全部排净。从附图中可见，液柱（4）与（7）是起封闭密流室的液压封口作用，从而解决了球化处理过程不受进入进铁水杯铁水流量作用与密封作用。如附图三所示，进入密流室的铁水流按箭头所示方向流动，从S形密流结构可以看出，发明者的用意是使进入密流室被与空气隔绝的铁水与球化剂之间的反应过程延长，使之充分反应，同时也分散了球化反应激烈所造成的密流室内的压力剧增。

下面是本发明容器的最佳施例

实施例1：

本发明容器在山东省某铸造铁管厂的Φ300～Φ1000mm的球墨铸铁管件上进行考核，在连续铸造球管尾部（即最后浇注部分）取样化验，得到了以下试验结果：

1.球化级别优于2级，铁素体占80%。

2.抗拉强度σ_b≥420N/mm²，δ₅≥2%，压扁率≥10%。

3.球化剂加入量为0.5～0.8%，孕育剂加入量为0.5～0.7%。

从上述试验结果可见，本发明专利技术节约球化剂和孕育剂，降低了生产成本，提高了连续铸造球铁管产品成品率（当铁水温度≥1380℃时）和产品质量。

实施例2：

本发明容器在山东省的某铸造厂进行铸态球墨铸铁件考核，通过对试验铸件的分析检验得到以下结;

1.铸态铁素体球铁

球化级别1～2级，铁素体≥80%，抗拉强度σ_b≥420N/mm²，δ₅≥12%，球化剂的加入量0.5～0.8%，孕育剂的加入量0.4～0.6%。

2.铸态珠光体球铁

球化级别1～2级，珠光体≥80%，抗拉强度σ_b≥620N/mm²，δ₅≥2%，球化剂的加入量为0.5～0.8%，孕育剂的加入量0.3～0.5%。

从上述结果可见，本发明容器明显地节约球化剂与孕育剂和保证了铸态球铁件的各项性能满足技术要求，因而极大限度地降低了制造成本和避免了资源、能源、人力浪费，也解决了环境污染等问题。

实施例3：

本发明容器在山东省某铸造厂进行孕育铸铁件考核，通过对试验铸件的分析检验得到以下结果：

球光体≥95%，A型石墨2～3级。

抗拉强度σ_b≥300N/mm²。

孕育剂的加入量为0.2～0.4%。

从上述结果可见，本发明容器明显地节约孕育剂和保证了各项机械性能满足技术要求，因而极大限度地降低了生产成本。

Claims

1、一种用于对铁水进行球化、蠕化或孕育处理容器，它是由进铁水杯(3)、加密封盖和用惰性气体保护、液柱(4)与(7)、S形密流室(5)、出铁口(3)、孕育杯(9)、泄流孔(6)构成的铁水瞬时密流球化处理容器，其特征是铁水流与从输粉器(1)按配比定量的注入球化剂在进铁水杯(3)处相会合，通过液柱(4)进入S形密流室(5)中充分反应后，经液柱(7)上升到出铁口(8)经过孕育杯(9)按配比定量的由输粉器(10)注入孕育剂后进入盛铁桶(11)，为使经该容器球化处理的铁水不残留而设置了泄流孔(6)排净容器中的铁水与熔渣。

2、如权利要求1所述的容器，其特征是液柱（4）与（7）的液压封口。

3、如权利要求1所述的容器，其特征是S形密流室（5）结构。

4、如权利要求1所述的容器，其特征是泄流孔（6）使容器中铁水全部流入盛铁桶（11）中。

5、如权利要求1所述的容器，其特征是进铁水杯（3）可加密封盖和用惰性气体防护。