CN110125426A - 一种铁合金粒化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁合金粒化装置，包括转盘粒化系统、中间包浇铸系统、脱模剂喷涂系统，铁合金熔融液从中间包浇铸系统流入转盘粒化系统，同时脱模剂喷涂系统将雾化后的脱模剂均匀的喷涂在转盘粒化系统表面，转盘粒化系统包括支撑底座、转盘、收集槽、传动机构，支撑底座上设有转盘，转盘周围设有收集槽，转盘由驱动机构驱动进行旋转，转盘中心为圆锥形突起，圆锥形突起外部的转盘上圆周均布若干个从转盘中心向外侧由宽变窄、由浅变深的底面为圆弧形的溜槽，溜槽以相同的角度沿转盘径向方向倾斜设置，铁合金熔融液从圆锥形突起流入溜槽内，在转盘旋转过程中聚集、冷却凝固后形成铁合金颗粒。本发明的装置可按需求的粒度生产铁合金颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及金属颗粒制备技术领域，特别涉及一种铁合金粒化装置及方法。
背景技术
铁合金是铁与一种或几种元素组成的中间合金，可作为炼钢时的脱氧剂、合金剂、孕育剂以及还原剂等，是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一。铁合金的粒度大小有着严格的要求，粒度太小的铁合金会浮在钢水表面，被炉渣氧化损失掉，粒度太大的铁合金则会沉入钢包底部，不能均匀融化，影响钢材成分均匀性，因此常用的铁合金颗粒大约在10mm～70mm范围内。目前获取铁合金的方法普遍采用传统的模铸+机械破碎以及人工破碎的方法，但这种加工方式能源消耗较大、破碎粉化率高，对环境的污染也比较严重。
针对这种情况，国内外学者提出了铁合金直接粒化技术。国内铁合金粒化工艺大部分是对连铸部分进行改进，如结晶器连续铸造制粒技术、铁合金连铸粒化成形技术，这两种技术虽然可以得到行业所需粒径的铁合金成品，但依然存在需要进行二次破碎的缺点；国外铁合金的直接粒化技术主要包括浇块法(Mintek Blobulator)以及GRANSHOT等工艺，两种生产工艺不需要进行二次破碎，而且均可以制备出生产所需的铁合金颗粒，但浇块法制备出的铁合金颗粒存在粒径大小较单一，粒径范围较小的缺点，GRANSHOT粒化技术在制备硅铁合金颗粒时，由于高温下硅铁合金组织相变，粒化过程中会出现较严重的粉化现象。
近年来，一种新型铁合金离心粒化技术受到广泛关注，其利用高速旋转的离心力将液态金属离心拉丝破碎成小液滴，随后快速凝固，这种工艺虽然结构简单，但制备的金属颗粒粒径过小。
专利公开(公告)号：CN 106077686 A提出一种金属颗粒制备装置和制备方法，其采用飞速旋转的小圆盘将浇到小圆盘上的金属熔融液打散来得到粒化金属颗粒；专利公开(公告)号：CN 207170959 U提出一种多孔转杯离心粒化装置，其采用高速旋转的多孔杯用很大的离心力将熔融金属粒化形成颗粒状。以上粒化方式由于核心粒化部件体积过小，导致金属熔融液没有一个流动聚拢的过程，粒化得到的金属颗粒粒径均较小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁合金粒化装置，制备出满足实际生产需要的粒度大小的铁合金颗粒。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种铁合金粒化装置，包括转盘粒化系统、中间包浇铸系统、脱模剂喷涂系统，铁合金熔融液从中间包浇铸系统流入转盘粒化系统，同时脱模剂喷涂系统将雾化后的脱模剂均匀的喷涂在转盘粒化系统表面，转盘粒化系统包括支撑底座、转盘、收集槽、传动机构，支撑底座上设有转盘，转盘周围设有收集槽，转盘由驱动机构驱动进行旋转，转盘中心为圆锥形突起，圆锥形突起外部的转盘上圆周均布若干个从转盘中心向外侧由宽变窄、由浅变深的底面为圆弧形的溜槽，溜槽以相同的角度沿转盘径向方向倾斜设置，铁合金熔融液从圆锥形突起流入溜槽内，在转盘旋转过程中，聚集、冷却凝固后形成铁合金颗粒。
所述的传动机构包括回转支承、小齿轮、减速机、电机，电机连接减速机固定在支撑底座下方，减速机的输出轴上连接小齿轮，小齿轮与回转支承的外齿互相啮合，回转支承连接在转盘的下方。
所述的中间包浇铸系统包括中间包和导流槽；中间包设置在转盘粒化系统上方，中间包底部中心处有一个出铁口，出铁口连接斜向下设置的导流槽，导流槽的出口设置在转盘中部的上方。
所述的脱模剂喷涂系统包括喷嘴、喷管、连接软管、泵及脱模剂储存罐；脱模剂储存罐依次连接泵、连接软管、喷管，喷管设置在转盘的上方，喷管下方设有多个喷嘴，脱模剂由喷嘴均匀喷洒到转盘表面。
所述的转盘圆周布置了若干连接孔，转盘通过连接孔与回转支承外圈螺栓连接，回转支承内圈与支撑底座固定连接。
所述的溜槽横截面为半椭圆形，溜槽的中心线与转盘径向的倾角A为6-12°。溜槽最窄处的宽度与最宽处的宽度比为1:2-3，溜槽最窄处的深度与最宽处的深度比为1:0.4-0.6，溜槽最窄处的深度与最窄处的宽度比为1:2-3。
铁合金粒化装置形成铁合金颗粒的粒径为溜槽最窄处深度的0.6-0.7倍。
一种应用铁合金粒化装置的铁合金粒化方法，包括如下步骤：
步骤1，启动转盘粒化系统转动转盘，调整转盘的转速至20r/min-30r/min；
步骤2，开启脱模剂喷涂系统中的驱动泵，将雾化脱模剂均匀喷涂在旋转的转盘表面，形成隔离薄膜；
步骤3，将中间包浇铸系统中发铁合金熔融液经转盘中心锥面流入溜槽内，并随着转盘匀速旋转，铁合金熔融液开始聚拢粒化；
步骤4，粒化成型的铁合金颗粒抛落至收集槽后收集。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明当转盘以预定速度旋转时，流入转盘的铁合金熔融液通过转盘中心的圆锥面逐渐均匀流入到溜槽内，使液态铁合金流聚拢在溜槽内，在旋转离心力的作用下更易流动。本发明可设计不同尺寸溜槽的转盘，更换转盘即可得到不同粒度的铁合金颗粒，可按需求的粒度生产铁合金颗粒。
附图说明
图1为本发明的结构示意图1。
图2为本发明的结构示意图2。
图3为转盘粒化系统内部示意图。
图4为转盘的结构示意图。
图中：中间包浇铸系统1、转盘粒化系统2、脱模剂喷涂系统3；中间包11和导流槽12；支撑底座21、收集槽22、转盘23、圆锥形突起24、溜槽25、电机26、减速机27、小齿轮28、回转支承29；脱模剂储存罐31、泵32、连接软管33、喷管34、喷嘴35。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1-图4，一种铁合金粒化装置，包括中间包浇铸系统1、转盘粒化系统2、脱模剂喷涂系统3。
转盘粒化系统包括2支撑底座21、收集槽22、转盘23、传动机构，支撑底座21上设有转盘23，转盘23周围设有收集槽22，转盘23由驱动机构驱动进行旋转。
传动机构包括回转支承29、小齿轮28、减速机27、电机26，电机26连接减速机27固定在支撑底座21下方，减速机27的输出轴上连接小齿轮28，小齿轮28与回转支承29的外齿互相啮合，回转支承29连接在转盘23的下方。转盘23圆周布置了若干连接孔，转盘通过连接孔与回转支承29外圈螺栓连接，回转支承29内圈与支撑底座21固定连接。
转盘23中心为圆锥形突起24，圆锥形突起24外部的转盘23上圆周均布若干个从转盘中心向外侧由宽变窄、由浅变深的底面为圆弧形的溜槽25，溜槽25以相同的角度沿转盘径向方向倾斜设置，溜槽25横截面为半椭圆形，溜槽25的中心线与转盘径向的倾角A为6-12°。溜槽25最窄处的宽度与最宽处的宽度比为1:2-3，溜槽25最窄处的深度与最宽处的深度比为1:0.4-0.6，溜槽25最窄处的深度与最窄处的宽度比为1:2-3。
中间包浇铸系统1包括中间包11和导流槽12；中间包11设置在转盘粒化系统2上方，中间包11底部中心处有一个出铁口，出铁口连接斜向下设置的导流槽12，导流槽12的出口设置在转盘23中部的上方。脱模剂喷涂系统3包括喷嘴35、喷管34、连接软管33、泵32及脱模剂储存罐31；脱模剂储存罐31依次连接泵32、连接软管33、喷管34，喷管34设置在转盘23的上方，喷管34下方设有多个喷嘴35，脱模剂由喷嘴35雾化喷洒到转盘表面；防止铁合金熔融液与转盘23表面发生粘黏，起到脱模的作用。
铁合金熔融液从中间包浇铸系统1流入转盘粒化系统2，同时脱模剂喷涂系统3将雾化后的脱模剂均匀的喷涂在转盘粒化系统表面，铁合金熔融液从圆锥形突起24流入溜槽25内，在转盘旋转过程中聚集、冷却凝固后形成粒径为溜槽最窄处深度的0.6-0.7倍的铁合金颗粒。改变转盘上溜槽的宽度和深度时，可以获得不同粒径大小的铁合金颗粒，满足不同需求者对铁合金粒度的要求。
一种应用铁合金粒化装置的铁合金粒化方法，包括如下步骤：
步骤1，启动转盘粒化系统转动转盘，调整转盘的转速至20r/min-30r/min；
步骤2，开启脱模剂喷涂系统中的驱动泵，将雾化脱模剂均匀喷涂在旋转的转盘表面，形成隔离薄膜；
步骤3，将中间包浇铸系统中发铁合金熔融液经转盘中心锥面流入溜槽内，并随着转盘匀速旋转，铁合金熔融液开始聚拢粒化；
步骤4，粒化成型的铁合金颗粒抛落至收集槽后收集。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
Claims (8)
1.一种铁合金粒化装置，其特征在于，包括转盘粒化系统、中间包浇铸系统、脱模剂喷涂系统，铁合金熔融液从中间包浇铸系统流入转盘粒化系统，同时脱模剂喷涂系统将雾化后的脱模剂均匀的喷涂在转盘粒化系统表面，转盘粒化系统包括支撑底座、转盘、收集槽、传动机构，支撑底座上设有转盘，转盘周围设有收集槽，转盘由驱动机构驱动进行旋转，转盘中心为圆锥形突起，圆锥形突起外部的转盘上圆周均布若干个从转盘中心向外侧由宽变窄、由浅变深的底面为圆弧形的溜槽，溜槽以相同的角度沿转盘径向方向倾斜设置，铁合金熔融液从圆锥形突起流入溜槽内，在转盘旋转过程中聚集、冷却凝固后形成铁合金颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，所述的传动机构包括回转支承、小齿轮、减速机、电机，电机连接减速机固定在支撑底座下方，减速机的输出轴上连接小齿轮，小齿轮与回转支承的外齿互相啮合，回转支承连接在转盘的下方。
3.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，所述的中间包浇铸系统包括中间包和导流槽；中间包设置在转盘粒化系统上方，中间包底部中心处有一个出铁口，出铁口连接斜向下设置的导流槽，导流槽的出口设置在转盘中部的上方。
4.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，所述的脱模剂喷涂系统包括喷嘴、喷管、连接软管、泵及脱模剂储存罐；脱模剂储存罐依次连接泵、连接软管、喷管，喷管设置在转盘的上方，喷管下方设有多个喷嘴，脱模剂由喷嘴均匀喷洒到转盘表面。
5.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，所述的转盘圆周布置了若干连接孔，转盘通过连接孔与回转支承外圈螺栓连接，回转支承内圈与支撑底座固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，所述的溜槽横截面为半椭圆形，溜槽的中心线与转盘径向的倾角A为6-12°，溜槽最窄处的宽度与最宽处的宽度比为1:2-3，溜槽最窄处的深度与最宽处的深度比为1:0.4-0.6，溜槽最窄处的深度与最窄处的宽度比为1:2-3。
7.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置，其特征在于，铁合金粒化装置形成铁合金颗粒的粒径为溜槽最窄处深度的0.6-0.7倍。
8.根据权利要求1所述的一种铁合金粒化装置的铁合金粒化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，启动转盘粒化系统转动转盘，调整转盘的转速至20r/min-30r/min；
步骤2，开启脱模剂喷涂系统中的驱动泵，将雾化脱模剂均匀喷涂在旋转的转盘表面，形成隔离薄膜；
步骤3，将中间包浇铸系统中发铁合金熔融液经转盘中心锥面流入溜槽内，并随着转盘匀速旋转，铁合金熔融液开始聚拢粒化；
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