CN110541106B - 一种铸铁熔体的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸铁熔体的处理方法，包括以下步骤：S1、铁水熔炼；S2、包内熔体处理；S3、浇注；S4、过滤净化。本发明具有可以提高高镍奥氏体球墨铸铁的内在质量，促进高镍奥氏体球墨铸铁成分的均匀化的效果。

Description

一种铸铁熔体的处理方法

技术领域

本发明涉及金属熔体处理的技术领域，尤其是涉及一种铸铁熔体的处理方法。

背景技术

高镍奥氏体球墨铸铁是指镍含量为13~36%，在铸态下获得奥氏体基体，且其中石墨呈球状的铸铁，为球墨铸铁中的特殊品种。在结构方面奥氏体球墨铸铁具有原子紧密堆积的面心立方晶格结构，在常温下具有稳定的奥氏体组织，因此具有比普通球墨铸铁和硅钼球墨铸铁都高的热化学稳定性在性能方面，在性能方面，其综合了球墨铸铁、高镍铸铁、奥氏体铸铁的优势之处，具备优异的抗热冲击性、抗热蠕变性、耐蚀性、高温抗氧化性以及低的热膨胀性和低温冲击韧性，可广泛应用于制造海水泵、阀、增压器壳体、排气管、气门座等耐热、耐蚀的零部件产品，应用前景十分广阔。

高镍奥氏体球铁熔体必须进行孕育处理，用合适的孕育剂进行孕育处理一方面可以在厚大截面上获得规则的球状石墨结构，另一方面可以消除白口倾向，增加石墨球数，避免铸件产生共晶碳化物。高镍奥氏体球铁白口倾向大，因此，高镍奥氏体球铁熔体的处理难度比其它金属球铁材料大得多。球铁熔体孕育处理方法有很多种，如浇口杯孕育法、包底孕育法、随流孕育法、喂丝孕育法。但从成本、使用效果方面考虑，通常采用包底孕育法。由于包内孕育衰退严重，单独采用包内孕育仍难获得满足要求的高镍奥氏体球铁熔体。

为了提高高镍奥氏体球体熔体的质量，目前急需一种改进的熔体处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸铁熔体的处理方法，具有可以提高高镍奥氏体球墨铸铁的内在质量，促进高镍奥氏体球墨铸铁成分的均匀化。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种铸铁熔体的处理方法，包括以下步骤：

S1、铁水熔炼：

1、加入熔炼炉炉底，再依次加入高纯生铁、无锈废钢及回炉料，进行熔化，得到第一铁水；

2、第一铁水升温至1400℃，其后加入电解铜、锰铁、单质镍，得到第二铁水，然后将第二铁水继续升温至1550℃待用；

S2、包内熔体处理：采用球化包，并在球化包最底部的一侧放入锡或锑或钛金属颗粒，然后在所述金属颗粒上方放入球化剂，然后在球化剂上均匀覆盖硅钡钙孕育剂或锆硅孕育剂，最后再在孕育剂上均匀覆盖聚渣剂，将S1中升温至1550℃的第二铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1510～1540℃；

S3、浇注：将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时在浇口杯上方随铁水加入锶硅或硅锰锆或硅钡钙随流孕育剂；

S4、过滤净化：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤净化处理。

通过采用上述技术方案，集包内孕育处理、球化处理、微合金化处理、随流孕育处理和泡沫陶瓷过滤器净化于一体，并对球化剂、孕育剂的选用进行了改进，该处理方法大幅度提高了高镍奥氏体球墨铸铁件的内在质量，促进了高镍奥氏体球墨铸铁成分的均匀化和组织细化。

本发明进一步设置为：所述的球化包包括主包体，所述主包体包括外包体以及插设于外包体内的内包体，所述内包体的上端向外弯折形成套设于外包体上端外缘的套环，所述内包体的内侧固接有耐火材料层，所述外包体的内侧开设有若干容置槽，所述内包体的外侧对应各容置槽的位置均开设有定位槽，所述容置槽内均置有定位块，所述外包体对应各定位块的位置均螺纹连接有能够推动定位块一侧至定位槽的推动螺柱，所述外包体的内底面还置有能够抵接内包体下端推动板，所述推动板的下侧转动连接有螺纹连接于外包体下端并延伸出外包体下端的举升螺柱。

通过采用上述技术方案，工作时，铸铁熔体在内包体内孕育，当内包体内壁耐火材料损坏后，转动推动螺柱，使各定位块回缩至容置槽内，然后，转动举升螺柱带动推动板上升，使内包体与外包体分离，然后，将内包体从外包体中抽出，并将损坏的内包体送至维修，并将新的内包体插设于外包体内，通过定位块插设于定位槽内，完成内包体与外包体的固定继续使用即可，操作方便。

本发明进一步设置为：所述内包体的底面中部竖直固接有能够将内包体下部分隔成反应区与非反应区的环状堤坝。

通过采用上述技术方案，使用时，可以将金属颗粒、球化剂、孕育剂以及聚渣剂依次置于反应区内平铺，便于反应。

本发明进一步设置为：所述包体的上侧设置有能够覆盖内包体上端的包盖，所述包盖对应反应区上侧的位置设置有与反应区底面形状相同的活动板，所述活动板上侧围绕活动板竖直固接有挡料环，所述活动板上均匀开设有若干落料孔，所述活动板的上侧设置有能够螺纹连接于挡料环内侧的转动板，所述转动板的下侧转动连接有压板，所述压板下侧对应各落料孔的位置均竖直固接有能够插设于对应落料孔并封闭对应落料孔的插柱，所述插柱的下端能够与落料孔的下端平齐。

通过采用上述技术方案，当需要投放反应剂至反应区时，可以转动转动板，从而抬起压板向上运动，打开各落料孔，然后，将待投放的反应剂置于活动板上侧的挡料环区域内，反应剂即可通过活动板的各落料孔均匀的落至反应区内，完成反应剂的在反应区内的均匀平铺。

本发明进一步设置为：所述包盖的上侧固接有固定架，所述固定架的下侧固接有往复缸，往复缸能够驱动活动板向下运动至抵接于反应区内反应剂的上侧。

通过采用上述技术方案，工作时，将反应剂均匀铺设于反应区后，将压板向下运动至插柱封落料孔，然后，通过往复缸带动活动板向下运动能够使活动板压设于反应区内反应剂的上侧，从而使反应区内的反应剂压实，便于使用。

本发明进一步设设置为：所述外包体的外侧设置有承接架，所述承接架的对应包盖上侧的位置固接有能够拖动包盖向上运动至打开内包体的拖动缸。

通过采用上述技术方案，通过采用的拖动缸能够方便的抬起包盖，从而开启内包体，便于倾倒铸铁熔液。

本发明进一步设置为：所述包盖的一侧开设有铁水进口，所述包盖对应铁水进口下端的位置固接有导流槽，所述导流槽的下端靠近内包体的内侧壁。

通过采用上述技术方案，通过采用的铁水进口能够方便铁水的进入，通过采用的导流槽能够使铁水从内包体的侧壁导流，降低高差，防止浇注铁水时飞溅。

本发明进一步设置为：所述包盖对应活动板的位置开设有锥形槽，所述活动板的外侧壁呈锥形并能够抵接于锥形槽。

通过采用上述技术方案，通过采用的锥形槽与活动板锥形外壁相互配合，能够使活动板向上运动至抵接锥形槽侧壁，配合紧密，使用方便。

本发明进一步设置为：所述外包体的两侧均固接有支撑柱，所述支撑柱分别转动连接于承接架，所述支撑柱的一端固接有与支撑柱同轴线的蜗轮，所述承接架上还转动连接有啮合于蜗轮的蜗杆。

通过采用上述技术方案，当需要倾倒铸铁熔体时，通过拖动缸带动包盖向上运动脱离包体，然后，转动蜗杆带动蜗轮转动，即可带动包体转动，从而方便的倾倒包体内的熔液。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.集包内孕育处理、球化处理、微合金化处理、随流孕育处理和泡沫陶瓷过滤器净化于一体，并对球化剂、孕育剂的选用进行了改进，该处理方法大幅度提高了高镍奥氏体球墨铸铁件的内在质量，促进了高镍奥氏体球墨铸铁成分的均匀化和组织细化；

2.工作时，铸铁熔体在内包体内孕育，当内包体内壁耐火材料损坏后，转动推动螺柱，使各定位块回缩至容置槽内，然后，转动举升螺柱带动推动板上升，使内包体与外包体分离，然后，将内包体从外包体中抽出，并将损坏的内包体送至维修，并将新的内包体插设于外包体内，通过定位块插设于定位槽内，完成内包体与外包体的固定继续使用即可，操作方便；

3.当需要投放反应剂至反应区时，可以抬起压板向上运动，打开各落料孔，然后，将待投放的反应剂置于活动板上侧的挡料环区域内，反应剂即可通过活动板的各落料孔均匀的落至反应区内，完成反应剂的在反应区内的均匀平铺。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的内包体结构示意图。

图3是本发明的包盖剖面结构示意图。

图4是本发明的包盖结构示意图。

图中，1、外包体；11、支撑柱；12、蜗轮；13、容置槽；131、定位块；132、推动螺柱；14、推动板；141、举升螺柱；2、承接架；21、蜗杆；22、手轮；23、拖动缸；3、内包体；31、套环；32、定位槽；33、环状堤坝；4、包盖；41、锥形槽；42、固定架；421、往复缸；43、铁水进口；44、挡流环；45、导流槽；5、活动板；51、挡料环；52、落料孔；53、转动板；531、压板；532、插柱；54、手握轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种铸铁熔体的处理方法，包括以下步骤：

S1、铁水熔炼：

1、加入熔炼炉炉底，再依次加入高纯生铁、无锈废钢及回炉料，进行熔化，得到第一铁水；

2、第一铁水升温至1400℃，其后加入电解铜、锰铁、单质镍，得到第二铁水，然后将第二铁水继续升温至1550℃待用；

S2、包内熔体处理：采用球化包，并在球化包最底部的一侧放入锡或锑或钛金属颗粒，然后在所述金属颗粒上方放入球化剂，然后在球化剂上均匀覆盖硅钡钙孕育剂或锆硅孕育剂，最后再在孕育剂上均匀覆盖聚渣剂，将S1中升温至1550℃的第二铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1510～1540℃；

S3、浇注：将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时在浇口杯上方随铁水加入锶硅或硅锰锆或硅钡钙随流孕育剂；

S4、过滤净化：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤净化处理。

上述方法集包内孕育处理、球化处理、微合金化处理、随流孕育处理和泡沫陶瓷过滤器净化于一体，并对球化剂、孕育剂的选用进行了改进，该处理方法大幅度提高了高镍奥氏体球墨铸铁件的内在质量，促进了高镍奥氏体球墨铸铁成分的均匀化和组织细化。

参照图1，S2中的球化包包括主包体，主包体包括外包体1，外包体1的外侧设置有门字形的承接架2，外包体1的两侧均固接有支撑柱11，两支撑柱11分别转动连接于承接架2的两下端，支撑柱11的一端还延伸出一侧承接架2并固接有与支撑柱11同轴线的蜗轮12，承接架2上还转动连接有蜗杆21，蜗杆21啮合于蜗轮12，且蜗杆21的一端还固接有手轮22。使用时，转动手轮22即可带动蜗杆21转动，从而能够带动蜗轮12转动，进而能够通过支撑柱11带动包体转动。

参照图2，外包体1的内部插设有内包体3，内包体3的上端向外弯折形成套设于外包体1上端外缘的套环31，内包体3的内侧固接有耐火材料层，外包体1的内侧开设有若干容置槽13，内包体3的外侧对应各容置槽13的位置均开设有定位槽32，容置槽13内均置有定位块131，外包体1对应各定位块131的位置均螺纹连接有推动螺柱132，拖动螺柱的端部延伸至容置槽13内并转动连接于定位块131，转动推动螺柱132能够推动定位块131一种至一侧插设于对应的定位槽32内，外包体1的内底面还水平设置有推动板14，推动板14的上侧能够抵接于内包体3的下端，推动板14的下侧转动连接有延伸出外包体1下端的举升螺柱141，举升螺柱141螺纹连接于外包体1。铸铁熔体在内包体3内球化、孕育，当内包体3内壁耐火材料损坏后，转动推动螺柱132，使各定位块131回缩至容置槽13内，然后，转动举升螺柱141带动推动板14上升，使内包体3与外包体1分离，然后，将内包体3从外包体1中抽出，并将损坏的内包体3送至维修，并将新的内包体3插设于外包体1内，通过定位块131插设于定位槽32内，完成内包体3与外包体1的固定继续使用即可，操作方便。

参照图1和图2，内包体3的底面中部竖直固接有能够将内包体3下部分隔成反应区与非反应区的环状堤坝33。包体的上侧设置有能够覆盖内包体3上端的包盖4，承接架2的对应包盖4上侧的位置固接有两竖直设置的拖动缸23，拖动缸23的伸缩杆朝下设置并固接于包盖4的两侧。工作时，通过两拖动缸23带动伸缩杆回缩能够带动包盖4抬起，从而打开内包体3，两拖动缸23带动伸缩杆向下延伸能够带动包盖4向下运动，从而封闭内包体3。

参照图3和图4，包盖4对应反应区上侧的位置开设有上端孔径小于下端孔径的锥形槽41，锥形槽41内插设有外侧壁呈锥形的活动板5，活动板5向上运动能够使外侧壁抵接于锥形槽41内侧壁从而封闭锥形槽41，活动板5的底面形状与反应区底面形状相同，包盖4对应活动板5上侧的位置固接有固定架42，固定架42的下侧固接有竖直设置的往复缸421，往复缸421的伸缩杆朝下设置并固接于活动板5的上表面中部。工作时，将反应剂均匀铺设于反应区后，通过往复缸421带动带动伸缩杆向下延伸能够带动活动板5向下运动，从而给能够使活动板5压设于反应区内反应剂的上侧，从而使反应区内的反应剂压实。

活动板5上侧围绕活动板5竖直固接有挡料环51，活动板5上均匀开设有若干落料孔52，活动板5的上侧还设置有与活动板5同轴线的转动板53，转动板53套设于往复缸421的伸缩杆上，且转动板53能够螺纹连接于挡料环51的内壁，转动板53的下侧转动连接有与转动板53同轴线的压板531，压板531套设于往复缸421的伸缩杆，压板531下侧对应各落料孔52的位置均竖直固接有插柱532，各插柱532均能够插设于对应落料孔52并封闭对应落料孔52，且插柱532的下端能够与落料孔52的下端平齐。转动板53的上侧还固接有手握轮54，通过手握轮54能够方便的完成转动板53的转动。当需要投放反应剂至反应区时，可以转动手握轮54带动转动板53带动压板531向上运动，从而使各插柱532脱离各落料孔52，然后，将待投放的反应剂置于活动板5上侧的挡料环51区域内，反应剂即可通过活动板5的各落料孔52均匀的落至反应区内，完成反应剂的在反应区内的均匀平铺，投完料后，将压板531向下运动至各插柱532插设于各落料孔52内，然后，转动转动板53即可完成压板531与包盖4的固定，进而通过各插柱532封闭各落料孔52。

包盖4的一侧开设有铁水进口43，包盖4对应铁水进口43的上侧固接有挡流环44，包盖4对应铁水进口43下端的位置固接有导流槽45，导流槽45的下端靠近内包体3的内侧壁。使用时，通过采用的挡流环44和铁水进口43能够方便铁水的倒入，通过采用的导流槽45能够使从铁水进口43进入的铁水从内包体3的侧壁导流，降低高差，防止浇注铁水时飞溅。

球化包的工作原理为：使用时，转动手握轮54带动转动板53带动压板531向上运动，从而使各插柱532脱离各落料孔52，然后，将待投放的金属颗粒置于活动板5上侧的挡料环51区域内，金属颗粒即可通过活动板5的各落料孔52均匀的落至反应区内，完成反应剂的在反应区内的均匀平铺，投完料后，将压板531向下运动至各插柱532插设于各落料孔52内，然后，转动转动板53即可完成压板531与包盖4的固定，进而通过各插柱532封闭各落料孔52。将第一层金属颗粒均匀铺设于反应区后，通过往复缸421带动带动伸缩杆向下延伸能够带动活动板5向下运动，从而给能够使活动板5压设于反应区内金属颗粒的上侧，从而使反应区内的第一层金属颗粒压实。压实完成第一层后，重新抬起活动板5，打开压板531，将球化剂投入挡料环51内，完成球化剂在金属颗粒层上侧的平铺，再通过活动板5，如此反复再次实现孕育剂的以及聚渣剂的平铺压实，然后，通过往复缸421抬起至通过活动板5封闭锥形槽41。

铺设反应区内反应剂的铺设后，通过采用的挡流环44和铁水进口43能够方便铁水的倒入，通过采用的导流槽45能够使从铁水进口43进入的铁水从内包体3的侧壁导流，降低高差，防止浇注铁水时飞溅。铸铁溶体即可在包体内进行球化和孕育。

当内包体3内壁耐火材料长时间使用而损坏后，转动推动螺柱132，使各定位块131回缩至容置槽13内，然后，转动举升螺柱141带动推动板14上升，使内包体3与外包体1分离，然后，将内包体3从外包体1中抽出，并将损坏的内包体3送至维修，并将新的内包体3插设于外包体1内，通过定位块131插设于定位槽32内，完成内包体3与外包体1的固定继续使用即可，操作方便。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、铁水熔炼：

1、加入熔炼炉炉底，再依次加入高纯生铁、无锈废钢及回炉料，进行熔化，得到第一铁水；

2、第一铁水升温至1400℃，其后加入电解铜、锰铁、单质镍，得到第二铁水，然后将第二铁水继续升温至1550℃待用；

S2、包内熔体处理：采用球化包，并在球化包最底部的一侧放入锡或锑或钛金属颗粒，然后在所述金属颗粒上方放入球化剂，然后在球化剂上均匀覆盖硅钡钙孕育剂或锆硅孕育剂，最后再在孕育剂上均匀覆盖聚渣剂，将S1中升温至1550℃的第二铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1510～1540℃；

S3、浇注：将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时在浇口杯上方随铁水加入锶硅或硅锰锆或硅钡钙随流孕育剂；

S4、过滤净化：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤净化处理；

所述的球化包包括主包体，所述主包体包括外包体(1)以及插设于外包体(1)内的内包体(3)；

所述内包体(3)的底面中部竖直固接有能够将内包体(3)下部分隔成反应区与非反应区的环状堤坝(33)；

所述包体的上侧设置有能够覆盖内包体(3)上端的包盖(4)，所述包盖(4)对应反应区上侧的位置设置有与反应区底面形状相同的活动板(5)，所述活动板(5)上侧围绕活动板(5)竖直固接有挡料环(51)，所述活动板(5)上均匀开设有若干落料孔(52)，所述活动板(5)的上侧设置有能够螺纹连接于挡料环(51)内侧的转动板(53)，所述转动板(53)的下侧转动连接有压板(531)，所述压板(531)下侧对应各落料孔(52)的位置均竖直固接有能够插设于对应落料孔(52)并封闭对应落料孔(52)的插柱(532)，所述插柱(532)的下端能够与落料孔(52)的下端平齐；

所述包盖(4)的上侧固接有固定架(42)，所述固定架(42)的下侧固接有往复缸(421)，往复缸(421)能够驱动活动板(5)向下运动至抵接于反应区内反应剂的上侧。

2.根据权利要求1所述的一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：所述内包体(3)的上端向外弯折形成套设于外包体(1)上端外缘的套环(31)，所述内包体(3)的内侧固接有耐火材料层，所述外包体(1)的内侧开设有若干容置槽(13)，所述内包体(3)的外侧对应各容置槽(13)的位置均开设有定位槽(32)，所述容置槽(13)内均置有定位块(131)，所述外包体(1)对应各定位块(131)的位置均螺纹连接有能够推动定位块(131)一侧至定位槽(32)的推动螺柱(132)，所述外包体(1)的内底面还置有能够抵接内包体(3)下端推动板(14)，所述推动板(14)的下侧转动连接有螺纹连接于外包体(1)下端并延伸出外包体(1)下端的举升螺柱(141)。

3.根据权利要求1所述的一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：所述外包体(1)的外侧设置有承接架(2)，所述承接架(2)的对应包盖(4)上侧的位置固接有能够拖动包盖(4)向上运动至打开内包体(3)的拖动缸(23)。

4.根据权利要求1所述的一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：所述包盖(4)的一侧开设有铁水进口(43)，所述包盖(4)对应铁水进口(43)下端的位置固接有导流槽(45)，所述导流槽(45)的下端靠近内包体(3)的内侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：所述包盖(4)对应活动板(5)的位置开设有锥形槽(41)，所述活动板(5)的外侧壁呈锥形并能够抵接于锥形槽(41)。

6.根据权利要求2所述的一种铸铁熔体的处理方法，其特征在于：所述外包体(1)的两侧均固接有支撑柱(11)，所述支撑柱(11)分别转动连接于承接架(2)，所述支撑柱(11)的一端固接有与支撑柱(11)同轴线的蜗轮(12)，所述承接架(2)上还转动连接有啮合于蜗轮(12)的蜗杆(21)。

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