CN109746428A - 一种盖包法球化处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种盖包法球化处理装置及处理方法，包括：铁水包和包盖，铁水包与包盖通过定位销连接，两者接触面为光滑面；所述铁水包包括铁水包主体、吊杆、减速箱与手轮；铁水包主体由包壳与耐火材料A结合而成，包壳由钢板固接而成，铁水包包底结构采用锥度、底箍、焊接相结合的三重保险，铁水包内壁使用耐火材料修筑，铁水包四周开有透气孔，铁水包顶端一侧焊有定位销孔；手轮和减速箱通过横向的轴与包壳连接；吊杆通过轴承与包壳连接；吊环位于吊杆顶端中间位置；铁水包主体与吊杆上装有卡板。该球化处理装置结构新颖合理，开合简便、快捷，盖包法球化处理装置的处理方法可在球化处理时提高球化元素吸收率、稳定球化质量。减少环境污染，改善操作环境。
Description
技术领域
本发明属于球墨铸铁铸造生产领域，尤其是涉及球墨铸铁铸造用的一种盖包法球化处理装置及处理方法。
背景技术
在球墨铸铁铸造生产中，铁水球化处理工艺是生产球墨铸铁件的关键技术之一。铁水球化处理效果直接关系到球墨铸铁件的性能，是影响铸件质量的最为关键的因素之一。自球墨铸铁问世以来，对铁水球化处理工艺的研究伴随着球墨铸铁的发展从未停息过。采用何种球化处理工艺直接影响球化质量的高低和稳定、工艺操作的简繁、设备投入的多少、处理成本的高低以及作业环境的优劣。随着研究的不断深入，铁水球化处理工艺得到了很大的发展，形成了多种不同形式的球化处理工艺，其中盖包法球化处理工艺是目前较为先进的一种球墨铸铁生产工艺。
近年来盖包法球化处理工艺在欧、美国家应用较为普遍，国内亦有为数不多的厂家获得了成功应用。这种工艺除了具有普通冲入法的简便易行的所有优点外，还具有球化剂加入量少，球化效果好、球化质量稳定、合金元素烧损少、环境污染少，符合囯家环保国策等优点。目前盖包法球化处理技术主要有以下几种形式：
1、固定式包盖法：将包盖与铁水包紧固在一起，球化剂通过包盖上的孔加入包中，球化处理后不必进行扒渣处理。其优点为方法简单，不需要太多现场改造。但这种方法要求铁液相对纯净，所以在生产中的各个环节都要严格管理，而且每次拆装包盖的劳动强度大，每个包使用到规定次数的后期时可能存在铁水中含渣量大问题。
2、人工取盖法：球化反应前可将包盖盖上，待反应完毕再将包盖取下，然后扒渣、浇注。这种方法简单，但劳动条件很差，是一些中、小型铸造厂临时之举。
3、自行提起（放下）包盖法：将包盖与包梁配合在一起，通过铁水包上增加的特定机构来实现包盖的升降起落功能。其缺点为所用设备结构复杂，处理包需要专门制造，处理过程中需要吊起不同的包梁来达到包盖开合的目的，容易出现粘铁，影响包盖升降。
4、叉车（吊车）取盖法：将球化剂加入包内后用叉车（吊车）将包盖盖上，待反应完毕后再由叉车（吊车）将包盖取下，然后扒渣、浇注。为方便生产，一些工厂将包盖放置在墙壁上的固定支架上，由叉（吊）车运送铁水包至固定支架处自行卸下包盖。这个方法工厂操作起来较为顺畅、默契，但是卸盖时包内盛有铁水，需有地面人员配合操作，安全性较差。
5、旋转平台法（安装在旋转操作平台上的盖包工艺设备系统）：这套系统用于球化包顶盖的提升、下落、摆动工作，同时还有一组地面旋转转盘系统。该系统可以最大化提升生产效率，甚至可以用熔化率控制生产率，但是这套系统需要比较大的地面空间，适应于新建的铸造车间，不适应于老车间的改造。
由于以上方法都存在着操作麻烦或使用过程中难以克服的缺点，所以很难得到推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盖包法球化处理装置及处理方法，既避免了“固定式包盖法”、“人工取盖法”工作中劳动强度大，劳动条件差的问题，又解决了“自行提起（放下）包盖法”、“旋转平台法”结构复杂、安全性差的问题，同时又兼顾了“旋转平台法”只适合于新建铸造车间的问题。除此之外，该发明不仅可以在球化处理时提高球化元素吸收率、稳定球化质量，而且，该盖包装置结构新颖合理，开合简便、快捷，另外，该盖包处理方法简单，操作省力、安全，减少环境污染，改善工人操作环境，具有可推广的价值。
为实现本发明所述的发明目的，设计了一种盖包法球化处理装置及处理方法。一种盖包法球化处理装置，包括：铁水包和包盖，铁水包与包盖通过定位销连接，两者接触面为配合的光滑面；所述铁水包包括铁水包主体、吊杆、减速箱与手轮；铁水包主体由包壳与耐火材料A结合而成，包壳由钢板固接而成，铁水包包底结构采用锥度、底箍、焊接相结合的三重保险，铁水包内壁使用耐火材料修筑，铁水包四周开有透气孔，铁水包顶端一侧焊有定位销孔；手轮和减速箱通过横向的轴与包壳连接；吊杆通过轴承与包壳连接；吊环位于吊杆顶端中间位置；铁水包主体与吊杆上装有卡板。
所述包盖，包括：底座、两个加强筋、两个支架、盖体；底座采用四根槽钢固接，两个支架对称固接在底座的两侧，底座和支架相连接的部位固接加强筋，盖体采用45钢固接，上端与支架的顶端平齐，底部固接在两根支架的中间，底面上固接有倒“Y”型钩板，耐火材料B填覆于上；槽体位于盖体上部，内衬用耐火材料C筑成，中空部分为盖槽，盖槽最低处有漏铁口，漏铁口的大小根据出铁口的大小而定，一般为Φ80 ~Φ100 mm；定位销与吊包定位销孔位置对应焊接在盖体的一侧。
[一种盖包法球化处理的方法，具体操作步骤如下：
1）包内加入炉前添加剂
a)对铁水包包沿及销孔进行检查，及时清除其上的残渣挂铁，修复破损的耐火材料，保证包沿及销孔形状完好；
b) 将球化剂加入铁水包包底，并在其上面覆盖孕育剂等覆盖剂，适当紧实，以延缓球化反应时间，球化处理时球化剂的加入量，一般应控制在0.9~1.2%；
2）起包合上包盖
铁水包内加入炉前添加剂后，即可将铁水包吊往包盖处进行合包盖操作；合包盖时炉前工应指挥并配合天车工进行操作，炉前工应手扶铁水包摇轮，指挥天车工将铁水包移动到包盖下，调整铁水包位置，将包上的销孔与包盖上的定位销对正，定位销进入销孔少许后转动铁水包，使得铁水包包口正对包盖，指挥天车工起吊合上包盖；
3）出铁球化处理
将合上盖的铁水包吊至电炉处后进行出铁球化操作，球化出铁应一次完成；出铁时要控制铁水流量，使得在出铁过程中包盖内能保持100mm左右高度的铁液量，同时观察出铁重量，当出铁量接近目标值时，应及时减慢出铁速度，最终完成球化处理；
4）落包卸掉包盖：球化反应结束后即可将铁水包吊至炉前进行卸包盖操作，卸包盖时首先连同包盖一起落包，待包盖支架接地后再落包200~300mm，使包体与包盖脱离后即可将包体移出包盖；
5）扒渣浇注：进行扒渣处理，之后即可进行浇注。
由于采用了以上所述技术方案，本发明可达到以下有益效果：
1、使用该盖包法球化处理装置，“合盖”操作能在40秒钟以内完成，“卸盖”操作能在5秒钟以内完成，操作简便、快捷、适应，这是现有的盖包球化处理方法不能比拟的；
2、该盖包法球化处理装置，密封性好，在球化反应过程中，与普通冲入法球化相比镁光和烟雾明显减少，减少了对环境的污染，改善了工人的操作环境；
3、使用该盖包法球化处理装置进行球铁生产，球化元素的氧化烧损减少，吸收率提高，球化剂加入量可降低“不低于20%”，极大地降低了生产成本；
4、该盖包法球化处理装置所生产球铁的球化质量稳定，球化级别能够稳定地控制在1～3级，综合机械性能的提高尤为明显。
附图说明
图1为本发明一种盖包法球化处理的盖包装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种盖包法球化处理的盖包装置的铁水包主视结构示意图；
图3为图2的左视结构示意图；
图4为本发明一种盖包法球化处理的盖包装置的包盖主视结构示意图；
图5为图4的左视结构示意图；
图6为本发明一种盖包法球化处理的盖包装置的盖体结构示意图；
图7本发明一种盖包法球化处理的盖包装置的工作示意图；
图8 本发明一种盖包法球化处理6分钟样的金相图；
图9本发明一种盖包法球化处理11分钟样的金相图；
图10本发明一种盖包法球化处理16分钟样的金相图。
图中：1、铁水包；2、包盖；3、透气孔；4、手轮；5、定位销孔；6、铁水包主体；7、耐火材料A；8、卡板；9、减速箱；10、吊环；11、包壳；12、吊杆；13、加强筋；14、支架；15、盖体；16、钩板；17、槽钢；18、底座；19、盖槽；20、漏铁口；21、电炉；22、耐火材料B；23、槽体；24、耐火材料C；25、定位销。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
如图1-7所示，一种盖包法球化处理装置，包括：铁水包1和包盖2，铁水包1与包盖2通过定位销25定位对接，两者接触面为配合的光滑面；铁水包1包括：铁水包主体6、吊杆12、减速箱9与手轮4；铁水包主体6由包壳11与耐火材料A7结合而成，包壳11由钢板固接而成，铁水包1包底结构采用锥度、底箍、焊接相结合的三重保险，铁水包1内壁使用耐火材料A7修筑，铁水包1四周开有许多有规则的透气孔3，排除水蒸气，以降低铁水包1内压力，铁水包1顶端一侧焊有定位销孔5，便于与包盖2的定位对接；手轮4和减速箱9通过横向的轴与包壳11连接，控制铁水包1的传动；吊杆12采用锻件，通过轴承与包壳11连接；吊环10位于吊杆12顶端中间位置；铁水包主体6与吊杆12上装有卡板8，可随时锁定。
所述包盖2，包括：底座18、两个加强筋13、两个支架14、盖体15；底座18采用四根槽钢17固接，两个支架14对称固接在底座18的两侧，底座18和支架14相连接的部位固接加强筋13，盖体15采用45钢固接，上端与支架14的顶端平齐，底部固接在两根支架14的中间，底面上固接有若干个倒“Y”型钩板16，耐火材料B22填覆于上；槽体23位于盖体15上部，内衬用耐火材料C24筑成，中空部分为盖槽19，盖槽19最低处有漏铁口20，漏铁口20的大小根据出铁口的大小而定，一般为Φ80 mm~Φ100 mm；定位销25与吊包定位销孔5位置对应焊接在盖体15的一侧；盖槽19的设计可使盆内铁液保持一定的高度，以避免空气卷入，同时又使铁液连续稳定并快速地进入处理包，达到预定高度，减少球化剂的烧损。
由图1-10及表1，并举一实施例，说明一种盖包法球化处理的方法，步骤如下：
1）配料熔炼：试验生产QT550-10牌号，铁水包1情况：口径600mm、总深度760mm、凹坑深度100mm、盛铁量950kg；共加入生铁（Q12）1710kg（57%）、废钢150kg（5%）、QT回炉料1140kg（38%）；原铁水成分：C：3.95～4.03%、 Si：0.96～1.13%、Mn：0.12～0.16%、S：0.026～0.027%、P：0.037～0.039%。
2）包内加入炉前添加剂
a）对铁水包1包沿及定位销孔5进行检查，及时清除其上的残渣挂铁，修复破损的耐火材料A7，保证铁水包1边沿及定位销孔5销孔形状完好；
b）根据需球化的铁水量计算出所需的球化剂，放入铁液将冲向的另一侧，适当紧实，覆盖孕育剂、废钢板等，以延缓球化反应时间。
3）起包合上包盖：铁水包1内加入炉前添加剂后，将铁水包1吊往包盖2处进行合包盖操作。合包盖时，炉前工手扶铁水包1摇轮，指挥天车工将铁水包1移动到包盖2下，调整铁水包1位置，将铁水包1上的定位销孔5与盖体15上的定位销25对正，定位销25进入定位销孔5少许后转动铁水包1，使得铁水包1包口正对盖体15，指挥天车工起吊合上包盖；秒表测得实施例中合包盖操作用时35秒钟。
4）出铁球化处理：将合上盖的铁水包1吊至电炉21处后即可进行出铁球化操作，球化出铁应一次完成；出铁时控制铁水流量，出铁过程中包盖2内保持100mm左右的铁液量，观察出铁重量，当出铁量接近目标值时，减慢出铁速度，直至完成球化处理；该实施例中球化反应时无明显烟雾和镁光，总出铁量950kg，秒表测得球化出铁用时51秒钟。
5）落包卸掉包盖：球化反应结束后将铁水包1连同包盖2吊离电炉21进行卸包盖操作，卸包盖时首先落包（连同包盖2），待包盖2接地后再落包200~300mm，使铁水包1与盖体15脱离后将包体移出包盖2，秒表测得该实施例中卸包盖2操作用时不大于5秒。
6）扒渣浇注：进行扒渣处理，之后分别在球化反应结束后浇取Y试块和金相样。
表1：熔炼配料、炉前添加剂加入及检验结果：
以上仅为本发明较优可行的实施例而已，并非为对本发明的范围的限定，本领域内的技术人员在依据本发明说明书及附图内容所做的等效修饰与变化，都应涵盖在本发明权利要求所保护的范围之内。
Claims (3)
1.一种盖包法球化处理装置，包括：铁水包（1）和包盖（2），其特征在于：铁水包（1）与包盖（2）通过定位销（25）连接，两者接触面为配合的光滑面；所述的铁水包（1）包括铁水包主体（6）、吊杆（12）、减速箱（9）与手轮（4）；铁水包主体（6）由包壳（11）与耐火材料A（7）结合而成，包壳（11）由钢板固接而成，铁水包（1）包底结构采用锥度、底箍、焊接相结合的三重保险，铁水包（1）内壁使用耐火材料（7）修筑，铁水包（1）四周开有透气孔（3），铁水包（1）顶端一侧焊有定位销孔（5）；手轮（4）和减速箱（9）通过横向的轴与包壳（11）连接；吊杆（12）通过轴承与包壳（11）连接；吊环（10）位于吊杆（12）顶端中间位置；铁水包主体（6）与吊杆（12）上装有卡板（8）。
2.根据权利要求1所述的一种盖包法球化处理装置，其特征在于：所述的包盖（2）包括：底座（18）、加强筋（13）、支架（14）、盖体（15）；底座（18）采用四根槽钢（17）固接，两个支架（14）对称固接在底座（18）的两侧，底座（18）和支架（14）相连接的部位固接加强筋（13），盖体（15）采用45钢固接，上端与支架（14）的顶端平齐，底部固接在两根支架（14）的中间，底面上固接有倒“Y”型钩板（16），耐火材料B（22）填覆于上；槽体（23）位于盖体（15）上部，内衬用耐火材料C（24）筑成，中空部分为盖槽（19），盖槽（19）最低处有漏铁口（20），漏铁口（20）的大小一般为Φ80 ~Φ100 mm；定位销（25）与吊包定位销孔（5）位置对应焊接在盖体（15）的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种盖包法球化处理装置，其特征在于：具体处理方法的操作步骤如下：
1）包内加入炉前添加剂
a)对铁水包（1）包沿及销孔进行检查，及时清除其上的残渣挂铁，修复破损的耐火材料，保证包沿及销孔形状完好；
b) 将球化剂加入铁水包（1）包底，并在其上面覆盖孕育剂等覆盖剂，以延缓球化反应时间，球化处理时球化剂的加入量，应控制在0.9~1.2%；
2）起包合上包盖
铁水包（1）内加入炉前添加剂后，即可将铁水包（1）吊往包盖（2）处进行合包盖操作；合包盖时炉前工应指挥并配合天车工进行操作，炉前工应手扶铁水包（1）摇轮，指挥天车工将铁水包（1）移动到包盖（2）下，调整铁水包（1）位置，将铁水包（1）上的销孔与包盖（2）上的定位销（25）对正，定位销（25）进入销孔后转动铁水包（1），使得铁水包（1）包口正对包盖（2），指挥天车工起吊合上包盖（2）；
3）出铁球化处理
将合上包盖（2）的铁水包（1）吊至电炉处后进行出铁球化操作，球化出铁应一次完成；出铁时要控制铁水流量，使得在出铁过程中包盖（2）内能保持100mm高度的铁液量，同时观察出铁重量，当出铁量接近目标值时，应及时减慢出铁速度，最终完成球化处理；
4）落包卸掉包盖：球化反应结束后即可将铁水包（1）吊至炉前进行卸包盖（2）操作，卸包盖（2）时首先连同包盖（2）一起落包，待包盖支架（14）接地后再落包200~300mm，使铁水包主体（6）与包盖（2）脱离后即可将铁水包主体（6）移出包盖（2）；
5）扒渣浇注：进行扒渣处理，之后即可进行浇注。
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