CN111304398B - 一种铸铁球化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸铁球化处理系统，包括球化包和用于向球化包内腔底部投放球化剂的投放机构。球化包的包衬包括由机械压制成型得到的加强部，加强部至少设于球化包体的内腔底部，加强部与球化包体侧壁之间设有粘性的填充层。投放机构包括盛放球化剂的容置部、竖直吊装容置部的吊装部以及驱动容置部向下进入球化包底部、向上离开球化包的驱动部；容置部具有在进入球化包底部后能够打开释放球化剂的释放阀板。该球化包的内衬采用预制式，使得包衬底部更加密实，大大提到了包衬底部的强度，而且节约了更换新的包衬的时间。通过投放机构的设置，使球化剂充分与铁水接触反应，提高球化剂的吸收率球化效果稳定，球化质量高。

Description

一种铸铁球化处理系统

技术领域

本发明涉及金属铸造技术领域，尤其涉及一种铸铁球化处理系统。

背景技术

球化处理是铸铁在铸造时处理合金液体的一种工艺，用来获得球状石墨，从而提高铸铁的机械性能，这种铸铁称为球墨铸铁。在铸造生产工艺中，通常采用球化包对铁水进行球化处理，即在球化包的底部放置球化剂，并对球化剂进行覆盖，然后倒入铁水，以获得细小均匀分布的球状铸铁。

球化包包体结构的内壁上设有一层包衬作为耐火层，以隔绝高温铁水与球化包体直接接触，提升了球化包体本身的耐高温性能。现有的包衬是人工将打炉料等耐高温材料涂抹在球化包包体的内壁上然后烘干形成的。由于倒入铁水后，铁水与大量的球化剂首先在包衬底部发生剧烈反应，容易导致底部的耐火层开裂或脱落。而且，球化反应过程中产生的氧化物渣会附着在球化室内，使球化室体积越变越小，特别是在球化室的底部附着较多，连续生产十几炉后就必须清理，在清理过程中，由于外力的介入，又会对包衬造成损伤。因此，由于包衬底部的开裂或脱落，使得现有的球化包的使用寿命较短，一般三天左右就要更换新的包衬，延缓生产。

另外，在铸造生产工艺中冲入法球化包内球化剂的覆盖有多种形式，有的用稻草灰覆盖，有的用麦杆灰覆盖，有的用铁屑覆盖，有的用灰铁板覆盖，上述几种方法由于覆盖效果不好，在铁水进入球化包时容易使得球化剂较早的熔损上浮，导致球化剂不能充分吸收，吸收率较低，球化效果不稳定，影响球化质量和生产加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高球化包内衬强度和球化剂吸收率，从而提高生产质量和效率的铸铁球化处理系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种铸铁球化处理系统，包括球化包，所述球化包包括顶部边缘具有倾注嘴的球化包体，于球化包体内设有由耐火材料制得的包衬,其特征在于：

包衬，包括呈预制的分体式结构，包括上、下设置且采用槽口对接的防护部和加强部，所述防护部由镁碳硅材质制得，所述加强部由机械压制成型得制得，设于球化包体的内腔底部；所述包衬与球化包体侧壁之间设有粘性的填充层；

所述铸铁球化处理系统还包括用于向球化包内腔底部投放球化剂的投放机构；

投放机构，包括盛放球化剂的容置部、竖直吊装容置部的吊装部以及驱动容置部向下进入球化包底部、向上离开球化包的驱动部；所述容置部具有在进入球化包底部后能够打开释放球化剂的释放阀板。

进一步的技术方案在于：所述加强部与球化包体之间还设有刚性的连接结构。

进一步的技术方案在于：所述连接结构包括开设于球化包体上的连接孔、预埋于加强部外壁上的螺纹套，以及由连接孔伸入螺纹套内与其螺接的连接螺杆，所述连接螺杆外端锁紧有锁母。

进一步的技术方案在于：所述螺纹套内放置有光束发生器。

进一步的技术方案在于：

容置部，为由耐火材料制得的注射器，所述注射器包括用于盛放球化剂的注射桶和能够于注射桶内上下运动的推杆；所述注射桶的底部开设有注射孔，所述释放阀板为设于注射孔底部且有于高度方向上被限位的封板，所述封板借助旋转机构能够旋转使注射孔打开；所述推杆的底部具有与注射桶内腔相匹配的推板；

吊装部，包括主支架，所述主支架为门型支架，具有顶梁和固定于顶梁两端对其进行支撑的竖梁，两竖梁相对的一侧设有竖向的滑槽，于两滑槽之间上下且水平设有上滑梁和下滑梁，所述上滑梁的中部与推杆的上部固定，所述下滑梁的中部与注射桶的上部固定；

驱动部，包括分别用于驱动上、下滑梁沿滑槽上下运动的第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件能够对推杆提供向下的压力。

进一步的技术方案在于：所述第一驱动组件包括分设于上滑梁两端的两根第一螺杆，所述上滑梁上固定有与每一第一螺杆螺纹配合的第一螺母，所述第一螺杆的高度满足推杆的行程要求；

所述第二驱动组件包括分设于下滑梁两端的两根第二螺杆，所述下滑梁上固定有与每一第二螺杆螺纹配合的第二螺母，所述第二螺杆的高度满足注射桶的行程要求；

同侧的第一螺杆和第二螺杆借助离合器连接形成一驱动杆，所述驱动杆的两端借助轴承与主支架可转动连接，所述驱动杆的顶端连接有驱动电机。

进一步的技术方案在于：所述旋转机构包括竖直设置的旋转杆，所述旋转杆的底部与封板固定，其上端穿过下滑梁，所述旋转杆于下滑梁的上下两端设有限制其上下窜动的限位块，所述旋转杆的顶部固定有水平的支臂，所述支臂的另一端与一电动推杆的伸缩端铰接。

进一步的技术方案在于：所述上滑梁和/或下滑梁的两端设有能够在滑槽内滚动的滚轮。

进一步的技术方案在于：

容置部，为由耐火材料制得的底部开口的壳体，所述壳体的顶部固定有由耐火材料制得的连接杆，所述释放阀板为可拆卸的安装于壳体底部的可融板，所述释放阀板为铁板；

驱动部，其升降端与连接杆固定。

进一步的技术方案在于：所述释放阀板包括水平的底板，于底板的四周具有向上包围壳体的翻边，所述翻边与壳体之间传设有由耐火材料制得的穿杆。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该球化包的内衬采用预制式，由机械压制成型并烧结固化再放置于球化包体内，通过预制加强部的结构形式，使得包衬底部更加密实，大大提到了包衬底部的强度，而且节约了更换新的包衬的时间。

由于加强部采用放入式的安装形式，其与球化包体之间的缝隙通过粘性的耐火材料填充，使得包衬与球化包体能够粘接固定形成一个整体，在激烈的球化反应中包衬不会出现剧烈晃动与球化包体碰撞损坏，使得包衬的使用寿命提高了3倍以上，节约了生产成本，降低了人工劳动强度，也减少了生产的停滞。

通过投放机构的设置，实现在铁水注满球化包后，再向球化包的底部投放球化剂的处理工艺，使球化剂充分与铁水接触反应，提高球化剂的吸收率球化效果稳定，球化质量高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一在使用时的初始状态的结构示意图；

图2是本发明实施例一的一使用状态结构示意图(注射器进入球化包底部)；

图3是本发明实施例一的一使用状态结构示意图(推杆下压推出球化剂)；

图4是本发明实施例一的一使用状态结构示意图(推杆上升与注射筒分离)；

图5是本发明实施例一的一使用状态结构示意图(注射器离开球化包)；

图6是本发明中旋转机构的结构示意图；

图7是本发明实施例二的一结构示意图(驱动部采用螺杆螺母配合驱动)

图8是本发明实施例二的另一结构示意图(驱动部采用卷扬)；

图9是本发明实施例二中容置部的结构示意图；

图10是本发明中球化包的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图10所示，一种铸铁球化处理系统，包括球化包401和用于向球化包401内腔底部投放球化剂的投放机构。

球化包401包括顶部边缘具有倾注嘴的球化包体402，球化包体402呈一水桶状的钢壳，起到支撑、加固的作用，倾注嘴的设置是为了方便将球化后的铁水倒出。于球化包体402内设有由耐火材料制得的包衬，包衬起到保温和防止铁水融化钢壳的作用，普通耐火材料的耐火温度为1580℃～1770℃，高级耐火材料的耐火温度为1770℃～2000℃，特级耐火材料的耐火温。度>2000℃，均高于铁水的温度。

在该预制加强式球化包401中，如图10所示，包括呈预制的分体式结构，包括上、下设置且采用槽口对接的防护部405和加强部403，所述防护部405由镁碳硅材质制得，所述加强部403由机械压制成型得制得，设于球化包体102的内腔底部；所述包衬与球化包体402侧壁之间设有粘性的填充层404。

加强部403的底壁厚度为25～35cm，加强部403的侧壁厚度为7～10cm，从而达到保温的效果，防护部405采用耐火的镁碳硅材质，能够减少上部的粘渣，填充层404采用调制好的打炉料，由于预制后的加强部403采用放入球化包体402的安装方式进行组装，为了便于加强部403的放入，二者之间必定存在缝隙，填充层404可以在最开使时涂抹在球化包体402的侧壁上，在其未干之前放入球化包体402，也可以在包衬完全放入球化包体402后对缝隙进行浇筑填充。

在加强部403的顶部至少均布有预埋的两个向上凸起的连接部408，所述连接部408的上端能够完全埋入防护部405内。连接部408不设置，一方面能够在设置防护部405时，实现连接部408与加强部403之间的一凹凸连接结构，使二者的连接强度提高；另一方面，连接部408的设置可以作为吊装时的挂钩部，以便于将加强部403放入球化包体402内。

投放机构包括盛放球化剂的容置部、竖直吊装容置部的吊装部以及驱动容置部向下进入球化包401底部、向上离开球化包401的驱动部；所述容置部具有在进入球化包401底部后能够打开释放球化剂的释放阀板。

该球化包401的内衬采用预制式，由机械压制成型并烧结固化再放置于球化包体402内，通过预制加强部403的结构形式，使得包衬底部更加密实，大大提到了包衬底部的强度，而且节约了更换新的包衬的时间。

由于加强部403采用放入式的安装形式，其与球化包体402之间的缝隙通过粘性的耐火材料填充，使得包衬与球化包体402能够粘接固定形成一个整体，在激烈的球化反应中包衬不会出现剧烈晃动与球化包体402碰撞损坏，使得包衬的使用寿命提高了3倍以上，节约了生产成本，降低了人工劳动强度，也减少了生产的停滞。

通过投放机构的设置，实现在铁水注满球化包401后，再向球化包401的底部投放球化剂的处理工艺，使球化剂充分与铁水接触反应，提高球化剂的吸收率球化效果稳定，球化质量高。

加强部403与球化包体402之间还设有刚性的连接结构。在该球化包401中还设有机械的连接结构，将包衬与球化包体402进行刚性连接，能够克服由于填充层404、球化包体402和加强部403由于材质的不同造成的粘接后受力能力较差的问题，能够保持三者之间稳定的连接关系，避免填充层404的开裂松动。

具体的，连接结构包括开设于球化包体402上的连接孔、预埋于加强部403外壁上的螺纹套406，螺纹套406的内侧不透，以及由连接孔伸入螺纹套406内与其螺接的连接螺杆407，所述连接螺杆407外端锁紧有锁母。采用该结构的连接方式时，填充层404需要在完成刚性连接后再进行浇筑填充。将加强部403放入球化包体402后，可对加强部403进行旋转，使螺纹套406与连接孔相对。为了便于观察螺纹套406与连接孔是否相对设置，在螺纹套406内放置有光束发生器，当旋转加强部403使螺纹套406与连接孔相对时，光束发生器发出的光束穿过连接孔则表示加强部403旋转到位，然后取出光束发生器，安装连接螺杆407及锁母，从而便于连接结构的安装。

关于投放机构的具体实施形式，本专利中具有两种较优的实施例。

实施例一

容置部，为由耐火材料制得的注射器，由于注射器要进入铁水内，因此注射器材料的熔点要高于铁水的温度，可以采用石墨或耐火砖材料等，石墨在绝氧条件下的燃点至少在3000度以上，当温度升高时，石墨不但不软化反而增强。所述注射器包括用于盛放球化剂的注射桶101和能够于注射桶101内上下运动的推杆102；所述注射桶101的底部开设有注射孔，所述释放阀板为设于注射孔底部且有于高度方向上被限位的封板103，所述封板103借助旋转机构能够旋转使注射孔打开；所述推杆102的底部具有与注射桶101内腔相匹配的推板104。注射器在使用时的初始状态如图1所示，注射孔关闭，注射桶101内盛放有球化剂，推杆102位于注射桶101的内腔上部。

吊装部，包括主支架，所述主支架为门型支架，具有顶梁201和固定于顶梁201两端对其进行支撑的竖梁202，两竖梁202相对的一侧设有竖向的滑槽，于两滑槽之间上下且水平设有上滑梁203和下滑梁204，所述上滑梁203的中部与推杆102的上部固定，所述下滑梁204的中部与注射桶101的上部固定。

驱动部，包括分别用于驱动上、下滑梁204沿滑槽上下运动的第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件能够对推杆102提供向下的压力。

该装置在使用时，其操作步骤如下：

第一步，如图2所示，第一驱动组件和第二驱动组件同步工作，使注射器这一整体同步进入球化包401底部；

第二步，通过旋转机构驱动封板103旋转，使注射孔打开；

第三步，如图3所示，第一驱动组件单独工作，驱动推杆102下压将注射桶101内的球化剂推出，完成对球化剂的释放；

第四步，如图4所示，第一驱动组件单独工作，驱动推杆102上升与注射桶101分离，使进入注射桶101内的铁水随着注射器的提升取出能够从注射孔排出；

第五步，如图5所示，第一驱动组件和第二驱动组件同步工作，使注射器这一整体同步进入球化包401内提成出来，从而完成一次球化处理时向球化包401投放球化剂的工作。

为了给下次球化处理做准备，旋转机构驱动封板103旋转，使注射孔关闭，待注射器冷却后，可重新向注射桶101内添加球化剂，然后第一驱动组件进行单独工作，推杆102下降至注射桶101内的上部，将注射桶101内腔封闭，避免在注射器下降过程中球化剂与铁水过早的接触。

该用于向球化包401底部注入球化剂的装置，将盛有球化剂的注射器吊装于球化包401的上方，通过驱动机构实现注射器进入球化包401内，再利用推杆102压出球化剂，从而实现在铁水注满球化包401后，再向球化包401的底部投放球化剂的处理工艺，使球化剂充分与铁水接触反应，提高球化剂的吸收率球化效果稳定，球化质量高。

另外，该注射器还能够利用驱动机构在释放完球化剂后从球化包401内取出，重复利用，从而避免了对球化剂的覆盖材料的使用，进一步节约了生产成本。

关于驱动机构的具体驱动形式，可采用电动推杆108驱动、卷扬、蜗轮蜗杆等传动形式。做为本专利的一较佳实施例，将第一、第二驱动组件采用可连接可分离的连接形式，既能满足第一、第二驱动组件的同步动作，以保证推杆102在注射器整体下降过程中始终位于注射桶101内，避免在下降过程中铁水过早的与球化剂接触。具体的，第一驱动组件包括分设于上滑梁203两端的两根第一螺杆301，所述上滑梁203上固定有与每一第一螺杆301螺纹配合的第一螺母302，所述第一螺杆301的高度满足推杆102的行程要求。所述第二驱动组件包括分设于下滑梁204两端的两根第二螺杆303，所述下滑梁204上固定有与每一第二螺杆303螺纹配合的第二螺母304，所述第二螺杆303的高度满足注射桶101的行程要求。同侧的第一螺杆301和第二螺杆303借助离合器305连接形成一驱动杆，所述驱动杆的两端借助轴承与主支架可转动连接，所述驱动杆的顶端连接有驱动电机306，两个驱动电机306为同步电机，以保证滑梁的平稳运行。

当需要第一驱动组件单独工作时，可将离合器305断开，使得驱动电机306在工作时只能够驱动第一螺杆301旋转，使第二螺母304随着第一螺杆301的正转或反转而上、下移动，从而实现推杆102的上、下移动。当需要第一驱动组件和第二驱动组件共同工作时，将离合器305连接，使得第一螺杆301和第二螺杆303连接形成一整体，通过驱动电机306驱动驱动杆正转或反转，使得第一螺母302和第二螺母304上、下移动，从而实现注射器整体进入球化包401或从球化包401中提升出来。

为了便于封板103的打开和关闭，并保持状态的稳定性，不受铁水与球化剂激烈反应的影响，如图6所示，旋转机构包括竖直设置的旋转杆105，所述旋转杆105的底部与封板103固定，其上端穿过下滑梁204，所述旋转杆105于下滑梁204的上下两端设有限制其上下窜动的限位块106，所述旋转杆105的顶部固定有水平的支臂107，所述支臂107的另一端与一电动推杆108的伸缩端铰接。通过对旋转杆105的上下限位，从而实现对封板103在高度方向上的限位，当需要打开封板103时，电动推杆108工作，杆体伸长，使旋转杆105旋转，封板103打开。当需要关闭封板103时，电动推杆108的杆体缩短，使得旋转杆105反向旋转，封板103关闭。

为了降低滑梁在升降过程中与滑槽卡顿或磨损，使滑梁升降稳定，上滑梁203和/或下滑梁204的两端设有能够在滑槽内滚动的滚轮205。

实施例二

容置部，如图9所示，为由耐火材料制得的底部开口的壳体501，所述壳体501的顶部固定有由耐火材料制得的连接杆502，所述释放阀板为可拆卸的安装于壳体501底部的可融板503，所述释放阀板为铁板。驱动部，其升降端与连接杆502固定。如图7和8所示，驱动部可以采用与实施例一中相同的形式，利用螺杆与螺母配合驱动，实现容置部的升降。驱动部也可以采用卷扬的形式进行驱动，卷扬固定于吊装架上。

当球化包401内注满铁水后，驱动部驱动壳体501下降进入球化包401底部，短暂时间后铁板被铁水融化，使得壳体501底部打开将球化剂释放出来。在该结构中，铁板的厚度足够满足壳体501进入球化包401底部后再被融化，以避免球化剂的过早释放。

释放阀板包括水平的底板，于底板的四周具有向上包围壳体501的翻边，所述翻边与壳体501之间传设有由耐火材料制得的穿杆504，翻边的设置一方面能够避免球化剂从壳体501底部的缝隙中泄漏或铁水从缝隙中进入壳体501内与球化剂反应；另一方面与壳体501侧壁贴合达到安装穿杆504的目的。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铸铁球化处理系统，包括球化包(401)，所述球化包(401)包括顶部边缘具有倾注嘴的球化包体(402)，于球化包体(402)内设有由耐火材料制得的包衬,其特征在于：

包衬，呈预制的分体式结构，包括上、下设置且采用槽口对接的防护部(405)和加强部(403)，所述防护部(405)由镁碳硅材质制得，所述加强部(403)由机械压制成型制得，设于球化包体(402)的内腔底部；所述包衬与球化包体(402)侧壁之间设有粘性的填充层(404)；

所述铸铁球化处理系统还包括用于向球化包(401)内腔底部投放球化剂的投放机构；

投放机构，包括盛放球化剂的容置部、竖直吊装容置部的吊装部以及驱动容置部向下进入球化包(401)底部、向上离开球化包(401)的驱动部；其中

容置部，为由耐火材料制得的注射器，所述注射器包括用于盛放球化剂的注射桶(101)、能够于注射桶(101)内上下运动的推杆(102)以及在进入球化包(401)底部后能够打开释放球化剂的释放阀板；所述注射桶(101)的底部开设有注射孔，所述释放阀板为设于注射孔底部且于高度方向上被限位的封板(103)，所述封板(103)借助旋转机构能够旋转使注射孔打开；所述推杆(102)的底部具有与注射桶(101)内腔相匹配的推板(104)；

驱动部，包括用于驱动推杆(102)上下运动的第一驱动组件和用于驱动注射桶(101)上下运动的第二驱动组件，所述第一驱动组件能够对推杆(102)提供向下的压力。

2.根据权利要求1所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述加强部(403)与球化包体(402)之间还设有刚性的连接结构。

3.根据权利要求2所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述连接结构包括开设于球化包体(402)上的连接孔、预埋于加强部(403)外壁上的螺纹套(406)，以及由连接孔伸入螺纹套(406)内与其螺接的连接螺杆(407)，所述连接螺杆(407)外端锁紧有锁母。

4.根据权利要求3所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述螺纹套(406)内放置有光束发生器。

5.根据权利要求1所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：

吊装部，包括主支架，所述主支架为门型支架，具有顶梁(201)和固定于顶梁(201)两端对其进行支撑的竖梁(202)，两竖梁(202)相对的一侧设有竖向的滑槽，于两滑槽之间上下且水平设有上滑梁(203)和下滑梁(204)，所述上滑梁(203)的中部与推杆(102)的上部固定，所述下滑梁(204)的中部与注射桶(101)的上部固定。

6.根据权利要求5所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述第一驱动组件包括分设于上滑梁(203)两端的两根第一螺杆(301)，所述上滑梁(203)上固定有与每一第一螺杆(301)螺纹配合的第一螺母(302)，所述第一螺杆(301)的高度满足推杆(102)的行程要求；

所述第二驱动组件包括分设于下滑梁(204)两端的两根第二螺杆(303)，所述下滑梁(204)上固定有与每一第二螺杆(303)螺纹配合的第二螺母(304)，所述第二螺杆(303)的高度满足注射桶(101)的行程要求；

同侧的第一螺杆(301)和第二螺杆(303)借助离合器(305)连接形成一驱动杆，所述驱动杆的两端借助轴承与主支架可转动连接，所述驱动杆的顶端连接有驱动电机(306)。

7.根据权利要求5所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述旋转机构包括竖直设置的旋转杆(105)，所述旋转杆(105)的底部与封板(103)固定，其上端穿过下滑梁(204)，所述旋转杆(105)于下滑梁(204)的上下两端设有限制其上下窜动的限位块(106)，所述旋转杆(105)的顶部固定有水平的支臂(107)，所述支臂(107)的另一端与一电动推杆(108)的伸缩端铰接。

8.根据权利要求5所述的一种铸铁球化处理系统，其特征在于：所述上滑梁(203)和/或下滑梁(204)的两端设有能够在滑槽内滚动的滚轮(205)。

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