CN117385262A - 一种碳热硼铁合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳热硼铁合金的制备方法，包括如下步骤：Step1.预定份额的原料投入到熔炼炉内，同时控制蜗状下料机构和/或均料搅拌机构转动；Step2.对熔炼炉内的物料进行加热，并将预定份额的木片分多批加入到熔炼炉的碳化室内；Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛内；Step4.于1800℃下冶炼8h；Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10‑30min；Step6.精炼完毕后自然冷却20‑40min，进行浇铸作业；Step7.合金成分检测，分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。本发明能够有效地降低杂质含量，并提高自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于金属合金冶炼的技术领域，具体的说，涉及一种碳热硼铁合金的制备方法。
背景技术
在合金的冶炼中，硼铁合金是极其难以提纯的，现在较为有效的方式是采用碳热的方式来生产。然而，现有的企业一直采用传统的生产工艺来冶炼，具体的，在该生产工艺中，所用的设备都是以人工操作为主，而且电炉功率的较小，冶炼工艺中不具有吹氧精炼和二次浇注这两道核心工序，这样使得得到的产品纯度较差，而且整个工艺流程的自动化程度较低，生产所得到的硼铁合金中的C、Al、Si等元素含量高，进而致使杂质高，B和C等元素偏析，使得硼铁合金的质量和性能无法得到有效的保障，产品的质量品级很难得到提升。因此，亟需一种碳热硼铁合金的制备方法，来提纯硼铁合金，降低杂质含量，使得产品的质量和性能得以提升，并提高自动化程度。
发明内容
本发明提供一种碳热硼铁合金的制备方法，用以提纯硼铁合金，降低杂质含量，使得产品的质量和性能得以提升，并提高自动化程度。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种碳热硼铁合金的制备方法，包括如下步骤：
Step1.按照重量份数计，将300份的硼酐、305-320份的铁边子、30-43份的煅后焦及15-30份的木炭投入到熔炼炉内，同时控制蜗状下料机构和/或均料搅拌机构转动；
Step2.对熔炼炉内的物料进行加热，并将500-650份的木片分多个批次加入到熔炼炉的碳化室内；
Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛内；
Step4.于1800℃下冶炼8h；
Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10-30min；
Step6.精炼完毕后自然冷却20-40min，进行浇铸作业；
Step7.对浇铸后的合金成分检测，并根据检测结果分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。
进一步的，于步骤Step2-Step3中，在木片加入碳化室内后，控制蜗状下料机构和/或均料搅拌机构转动；当木片碳化完毕时，控制均料搅拌机构下压蜗状下料机构，使得蜗状下料机构弹性下凹，木片由蜗状下料机构进入炉膛内。
进一步的，于步骤Step5中，驱动吹氧机构或者蜗状下料机构正反交替旋转，安装在吹氧机构上的多根吹氧管穿过蜗状下料机构并伸至炉膛的下部。
进一步的，所述熔炼炉包括自下而上依次设置的炉体、碳化筒及炉盖，所述蜗状下料机构转动设置在炉体和碳化筒之间，且碳化室形成于蜗状下料机构、碳化筒及炉盖所围构的空间，炉膛形成于炉体和蜗状下料机构所围构的空间。
进一步的，所述蜗状下料机构包括水平设置的蜗状盘，所述蜗状盘由呈蜗线形态的弹性条所构成，且蜗状盘上形成有呈蜗线形态的蜗状通道，蜗状盘的外沿固定连接于外齿圈上，所述外齿圈与炉体和碳化筒转动连接。
进一步的，所述均料搅拌机构包括设置于蜗状盘上方并与蜗状盘轴线重合的转接杆，于所述转接杆的下端构造有伞状离合件，于所述伞状离合件的外周面上沿其周向均匀地构造有多个铰接座，于各所述铰接座上弹性铰接有搅拌杆，所述搅拌杆与蜗状盘的上表面接触，且转接杆被驱动而带动各搅拌杆沿转接杆的轴线转动，并对碳化室内的物料进行扰动、搅拌，于弹性条的上端面上沿其蜗线延伸方向间隔构造有振动凸起。
进一步的，于所述蜗状盘的中心处构造有与其轴线重合的锥形凸台，于所述锥形凸台上沿其周向均匀地设置有多个单向卡接槽，于所述伞状离合件的内周面上沿其周向均匀地构造有多个单向卡接齿，伞状离合件与锥形凸台接触；当伞状离合件被正向驱动而转动时，单向卡接齿与单向卡接槽一一卡接，并使得伞状离合件带动蜗状盘的中心位置转动一定角度；当伞状离合件被反向驱动而转动时，单向卡接齿沿锥形凸台的周向在单向卡接槽之间依次转换。
进一步的，于所述铰接座上活动连接有竖向顶销，于所述竖向顶销的上端构造有凸缘，于竖向顶销外套装有连接弹簧，所述连接弹簧的两端分别与铰接座和凸缘固定连接，竖向顶销的下端穿过铰接座并顶接于搅拌杆的铰接端上。
进一步的，所述吹氧机构包括转动安装于横梁上的总气管，于所述总气管上装配有传动齿轮，且总气管的下端构造有伸缩式分配单元，所述伸缩式分配单元的下端可拆卸插装于均料搅拌机构的上端，多根吹氧管沿伸缩式分配单元的周向可拆卸连接于伸缩式分配单元上，且吹氧管经伸缩式分配单元与总气管连通，吹氧管的下端穿过蜗状通道并伸入炉膛内；于所述横梁的两端分别可拆卸连接有直线电机，两直线电机安装于固定梁的两个竖向导轨上。
进一步的，所述伸缩式分配单元包括具有分配腔的分配件，于所述分配件的下端构造有插接接头，于分配件的周向均匀地安装有多个多级伸缩管，各所述多级伸缩管远离分配件的一端构造有连接套，所述吹氧管的上端与连接套螺纹连接，且吹氧管、连接套、分配腔及总气管相互连通。
本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明提出了碳热硼铁合金的新生产工艺方法，通过此方法来提纯硼铁合金，进一步的提升了产品的质量和性能，在相同配料比的情况下，采用新工艺和新设备，使得产品的纯度可提高50%以上，质量更加稳定可靠，同时单位成本得到有效地下降；本发明利用氧气和碳燃烧反应生成二氧化碳的原理，在液态硼铁合金的环境中，合金中的碳遇到氧气，反应生成二氧化碳气体排出液体的表面，从而降低了碳的含量，而其它杂质元素硅、铝、钙等通过燃烧反应，生成相应的氧化物，漂浮在表面形成炉渣结壳，而脱离合金，进而降低了这些杂质的含量，提升了产品的纯度，降低了元素偏析；综上可知，本发明能够有效地降低杂质含量，使得产品的质量和性能得以提升，并提高自动化程度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例固定梁和两个竖向导轨连接的结构示意图；
图3为本发明实施例横梁与两个直线电机连接的结构示意图；
图4为本发明实施例熔炼炉、蜗状下料机构及均料搅拌机构连接的结构示意图；
图5为本发明实施例熔炼炉、蜗状下料机构及均料搅拌机构连接的轴向结构剖视图；
图6为本发明实施例碳化筒和炉盖连接的结构示意图；
图7为本发明实施例炉体、蜗状下料机构及均料搅拌机构连接的结构示意图；
图8为本发明实施例蜗状下料机构和均料搅拌机构连接的结构示意图；
图9为本发明实施例蜗状下料机构的结构示意图；
图10为本发明实施例蜗状下料机构的结构仰视图；
图11为本发明实施例均料搅拌机构的结构示意图；
图12为本发明实施例均料搅拌机构另一角度的结构示意图；
图13为本发明实施例总气管、伸缩式分配单元及多根吹氧管连接的结构示意图；
图14为本发明实施例总气管和伸缩式分配单元连接的结构示意图；
图15为本发明实施例吹氧管的局部结构示意图。
标注部件：100-连接架，101-固定梁，102-第一连接耳，103-竖向导轨，200-熔炼炉，201-炉体，202-炉膛，203-碳化筒，204-排气接头，205-排气阀，206-炉盖，300-活动架，301-横梁，302-第二连接耳，303-直线电机，400-总气管，401-传动齿轮，500-伸缩式分配单元，501-分配件，502-插接接头，503-多级伸缩管，504-连接套，600-均料搅拌机构，601-转接杆，602-插接槽，603-铰接座，604-搅拌杆，605-竖向顶销，606-连接弹簧，607-伞状离合件，608-单向卡接齿，700-蜗状下料机构，701-蜗状盘，702-外齿圈，703-蜗状通道，704-振动凸起，705-锥形凸台，706-单向卡接槽，800-吹氧管，801-管体，802-封头，803-螺纹连接部，804-连通口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中的原料如下：
实施例1 一种碳热硼铁合金的制备方法
本发明公开了一种碳热硼铁合金的制备方法，包括如下步骤：
Step1.按照重量份数计，将300份的硼酐、305-320份的铁边子、30-43份的煅后焦及15-30份的木炭投入到熔炼炉200内，同时控制蜗状下料机构700和/或均料搅拌机构600转动；
Step2.对熔炼炉200内的物料进行加热，并将500-650份的木片分多个批次加入到熔炼炉200的碳化室内；
Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛202内；
Step4.于1800℃下冶炼8h；
Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10-30min；
Step6.精炼完毕后自然冷却20-40min，进行浇铸作业；
Step7.对浇铸后的合金成分检测，并根据检测结果分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。
本发明的工作原理及优势在于：本发明提出了碳热硼铁合金的新生产工艺方法，通过此方法来提纯硼铁合金，进一步的提升了产品的质量和性能，在相同配料比的情况下，采用新工艺和新设备，使得产品的纯度可提高50%以上，质量更加稳定可靠，同时单位成本得到有效地下降；本发明利用氧气和碳燃烧反应生成二氧化碳的原理，在液态硼铁合金的环境中，合金中的碳遇到氧气，反应生成二氧化碳气体排出液体的表面，从而降低了碳的含量，而其它杂质元素硅、铝、钙等通过燃烧反应，生成相应的氧化物，漂浮在表面形成炉渣结壳，而脱离合金，进而降低了这些杂质的含量，提升了产品的纯度，降低了元素偏析；综上可知，本发明能够有效地降低杂质含量，使得产品的质量和性能得以提升，并提高自动化程度。
实施例2 一种碳热硼铁合金（牌号B20C0.05）的制备方法
本实施例的合金制备方法按照如下的步骤顺序进行：
Step1.按照重量份数计，将300kg的硼酐、305kg的铁边子、43kg的煅后焦及20kg的木炭投入到熔炼炉200内，同时控制蜗状下料机构700和/或均料搅拌机构600转动；
Step2.对熔炼炉200内的物料进行加热，并将500kg的木片分多个批次加入到熔炼炉200的碳化室内；
Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛202内；
Step4.于1800℃下冶炼8h；
Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10-30min；
Step6.精炼完毕后自然冷却20-40min，进行浇铸作业；
Step7.对浇铸后的合金成分检测，并根据检测结果分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。
生产后牌号B20C0.05的产品成分见下表。
实施例3 一种碳热硼铁合金（牌号B19C0.08）的制备方法
本实施例的合金制备方法按照如下的步骤顺序进行：
Step1.按照重量份数计，将300kg的硼酐、320kg的铁边子、30kg的煅后焦及15kg的木炭投入到熔炼炉200内，同时控制蜗状下料机构700和/或均料搅拌机构600转动；
Step2.对熔炼炉200内的物料进行加热，并将650kg的木片分多个批次加入到熔炼炉200的碳化室内；
Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛202内；
Step4.于1800℃下冶炼8h；
Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10-30min；
Step6.精炼完毕后自然冷却20-40min，进行浇铸作业；
Step7.对浇铸后的合金成分检测，并根据检测结果分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。
生产后牌号B19C0.08的产品成分见下表。
常见的硼铁合金传统工艺制备的产品元素含量如下表（国家标准GB/T5682-2015）：
由此可知，本发明所制备的合金产品的杂质含量明显得到了降低，相较于传统的生产工艺来说，产品质量稳定，品质得到了有效的提升。
作为本发明一个优选的实施例，在步骤Step2-Step3中，在木片加入碳化室内后，控制蜗状下料机构700和/或均料搅拌机构600转动；当木片碳化完毕时，控制均料搅拌机构600下压蜗状下料机构700，使得蜗状下料机构700弹性下凹，木片由蜗状下料机构700进入炉膛202内。本发明能够有效地利用熔炼炉200所散发的热量，避免能源的浪费，即待除木片以外的其他物料被加热到一定程度时，热量向上运动并进入到碳化室，使得碳化室的温度上升至预定范围内，这时，将木片分批次地加入到碳化室内，当第一批次的木片在碳化室内完全碳化后，将这一批碳化木片直排至炉膛202内，再将碳化木片在炉膛202内搅拌；搅拌预定时间后，将第二批木片加入碳化室进行碳化作业，按照上述操作将木片逐批碳化并混合在炉膛202内，与炉膛202内的其他物料混合。
作为本发明一个优选的实施例，为了实现对炉膛202内的熔融液体进行均匀吹氧，使得熔融液体内的各种杂质能够充分地发生氧化反应，并与硼铁合金分离，具体的方式为，在步骤Step5中，驱动吹氧机构或者蜗状下料机构700正反交替旋转，安装在吹氧机构上的多根吹氧管800穿过蜗状下料机构700并伸至炉膛202的下部。本实施例的吹氧管800一边对熔融液体进行注氧，另一方面扰动熔融液体，使得氧气充分地均布至熔融液体的不同区域内，并且在此过程中，与氧气反应所生产的气体及未反应的氧气均向上浮起，使得氧气与未反应的杂质继续反应，且上浮的气体会主动驱动杂质硅、铝、钙等的氧化物向上浮起，并使得这些氧化物顺利、充分地漂浮在熔融液体的表面上形成炉渣结壳。
本发明还公开了一种碳热硼铁合金的制备设备，如图1-15所示，包括熔炼炉200、蜗状下料机构700、均料搅拌机构600及吹氧机构。其中，熔炼炉200包括自下而上依次设置的炉体201、碳化筒203及炉盖206，蜗状下料机构700转动设置在炉体201和碳化筒203之间，而且碳化室形成于蜗状下料机构700、碳化筒203及炉盖206所围构的空间，炉膛202形成于炉体201和蜗状下料机构700所围构的空间。本发明的均料搅拌机构600设置在碳化室内并位于蜗状下料机构700的上方，吹氧机构安装在活动架300上，活动架300活动安装在连接架100上，并且活动架300可沿竖直方向运动，使得吹氧机构沿竖直方向伸入碳化室内，确保吹氧机构的吹氧管800伸入到炉膛202的不同深度内。本发明的工作原理及优势在于：在进行冶炼前，先将各种物料加入到碳化室内，与此同时驱动蜗状下料机构700旋转，蜗状下料机构700在旋转的过程中，在蜗状下料机构700和均料搅拌机构600的同步作用下，二者将落于蜗状下料机构700上的物料均布在炉膛202内，进而提高了后续物料在炉膛202内的加热效率。当炉膛202内的物料被加热的预定温度范围内时，将木片分多个批次加入到碳化室内；单个批次的木片被加入碳化室内后，熔炼炉200内上升的热量在碳化室内将木片碳化，木片被碳化完毕后，控制吹氧机构下降并压迫均料搅拌机构600，同时控制蜗状下料机构700转动，碳化的木片均匀地落于炉膛202内。本发明采用此方式来对木片进行碳化，能够有效地利用热量，并且避免木片直接加入炉膛202而致使炉膛202温度降低的情况。而且如果将木片与其他物料在初始一同加入炉膛202时，由于木片的质量份数较大，其所需的热量较多，这样，使得加热的时间较长，进而影响了熔炼效率。在熔炼炉200内熔融液体被熔炼至预定时长时，控制吹氧机构向下位移，使得吹氧管800伸入到炉膛202内，并进行吹氧作业，使得氧气与熔融液体内的杂质元素发生反应，进而形成气体和固体氧化物，气体向上运动并进入碳化室，由碳化筒203上的排气接头204排出，在排气接头204上安装有排气阀205，用于控制排气接头204的启闭及开度。固体氧化物逐渐上升，并在氧气及其他气体产物的作用下加快上升速度，使得这些固体氧化物在熔融液体的表面形成炉渣结壳，进而与合金分离。
作为本发明一个优选的实施例，如图7-10所示，蜗状下料机构700包括水平设置的蜗状盘701，该蜗状盘701由呈蜗线形态的弹性条所构成，并且蜗状盘701上形成有呈蜗线形态的蜗状通道703，蜗状盘701的外沿固定连接在外齿圈702上，蜗状盘701、炉体201及外齿圈702的轴线重合，外齿圈702分别与炉体201和碳化筒203转动连接。本实施例的工作原理及优势在于：由于蜗状盘701的设置，使其在被驱动而正向和反向交替转动的过程中，粒径较小的物料通过蜗状通道703被均布在炉膛202内；而粒径较大的物料（木片）无法顺利通过蜗状通道703，这时，需要对蜗状盘701的中心进行下压，使得蜗状盘701发生弹性下凹，这样，蜗状通道703会随之变大，进而使得粒径较大的物料顺利地、均匀地通过蜗状通道703进入到炉膛202内。
作为本发明一个优选的实施例，如图8、11、12所示，均料搅拌机构600包括转接杆601、伞状离合件607、多个铰接座603及多个搅拌杆604，搅拌杆604的数量与铰接座603的数量相同。其中，转接杆601设置在蜗状盘701上方并与蜗状盘701轴线重合，伞状离合件607构造在转接杆601的下端，上述的多个铰接座603构造在伞状离合件607的外周面上，并且这些铰接座603沿伞状离合件607的周向均匀设置。本实施例的搅拌杆604的一端弹性铰接在相对应的铰接座603上，搅拌杆604与蜗状盘701的上表面接触，而且转接杆601被驱动而带动各个搅拌杆604沿转接杆601的轴线转动，使得搅拌杆604对碳化室内的物料进行扰动、搅拌。本实施例在弹性条的上端面上构造有多个振动凸起704，这些振动凸起704沿弹性条的蜗线延伸方向间隔设置。本实施例的工作原理及优势在于：本实施例在转接杆601的上端构造有插接槽602，吹氧机构的下端通过插接槽602与转接杆601插接，吹氧机构或者蜗状盘701被驱动而转动的过程中，或者吹氧机构和蜗状盘701被分别驱动而反向转动时，搅拌杆604相对蜗状盘701而言对蜗状盘701上的物料进行扰动、搅拌，使得蜗状盘701上的物料被扰动而顺利地进入到炉膛202内，同时在搅拌杆604搅拌的过程中，搅拌杆604与蜗状盘701上的振动凸起704接触并碰撞，使得蜗状盘701发生振动，进而促进物料顺利通过蜗状通道703，避免出现堵塞蜗状通道703的情况。而且在预定不能顺利通过蜗状通道703的物料而言，向下驱动吹氧机构，使其驱动均料搅拌机构600向下运动，均料搅拌机构600的伞状离合件607压迫蜗状盘701的中心下凹，同时搅拌杆604与蜗状盘701接触，使得搅拌杆604的铰接端在铰接座603处发生一定角度的弹性转动，进而使得搅拌杆604随形于蜗状盘701的上表面，进而确保搅拌杆604对变形的蜗状盘701的上表面进行扰动、搅拌。
作为本发明一个优选的实施例，如图9、12所示，在蜗状盘701的中心处构造有与其轴线重合的锥形凸台705，在锥形凸台705上开设有多个单向卡接槽706，这些单向卡接槽706沿锥形凸台705的周向均匀设置。本实施例在伞状离合件607的内周面上构造有多个单向卡接齿608，这些单向卡接齿608沿伞状离合件607的周向均匀设置，而且在均料搅拌机构600受压时，伞状离合件607与锥形凸台705接触。当伞状离合件607被正向驱动而转动时，单向卡接齿608与单向卡接槽706一一卡接，并使得伞状离合件607带动蜗状盘701的中心位置转动一定角度，这时蜗状盘701由中心向外逐渐地被扭转一定角度，而使得蜗状通道703发生变化，即在对木片进行碳化时，使得蜗状通道703除中部以外的其他部位的尺寸变小，而且中部尺寸变大的部位被伞状离合件607所遮挡，进而阻挡木片通过蜗状通道703进入炉膛202，而且木片在蜗状通道703尺寸变小的部位处被碳化，而不会进入炉膛202内，并且尺寸变小的蜗状通道703不会影响炉膛202内的热量进入碳化室，进而保证了碳化的效率，同时防止木片在未被完全碳化前进入炉膛202；当碳化完毕后解除伞状离合件607对蜗状盘701的扭转，使得蜗状通道703的尺寸恢复，进而便于碳化木片的下落。当伞状离合件607被反向驱动而转动时，单向卡接齿608沿锥形凸台705的周向在单向卡接槽706之间依次转换，在单向卡接齿608进入至离开卡接槽的过程中，单向卡接齿608对锥形凸台705进行敲击，使得蜗状盘701的中心处发生振动，便于位于蜗状盘701中心处的物料的下落。
作为本发明一个优选的实施例，如图11、12所示，在铰接座603上活动连接有竖向顶销605，在竖向顶销605的上端构造有凸缘，在竖向顶销605外套装有连接弹簧606，该连接弹簧606的两端分别与铰接座603和凸缘固定连接，竖向顶销605的下端穿过铰接座603，并且竖向顶销605的下端顶接在搅拌杆604的铰接端上。当蜗状盘701的中心被压迫而使整个蜗状盘701变形时，搅拌杆604随着蜗状盘701而沿铰接点转动一定角度，这时铰接杆的铰接端转动一定角度，使其驱动竖向顶销605沿竖直方向弹性位移。
作为本发明一个优选的实施例，如图1-3所示，活动架300包括横梁301，在横梁301的两端分别构造有第二连接耳302，横梁301的两端通过第二连接耳302分别可拆卸连接有直线电机303。连接架100包括固定梁101和两个竖向导轨103，这两个竖向导轨103对称安装在固定梁101的两端处，在固定梁101的两端分别构造有第一连接耳102，用于与固定架连接，两个直线电机303安装在固定梁101的两个竖向导轨103上。吹氧机构包括转动安装在横梁301上的总气管400，在总气管400上装配有传动齿轮401。如图13、14所示，本实施例在总气管400的下端构造有伸缩式分配单元500，该伸缩式分配单元500的下端可拆卸插装在均料搅拌机构600的上端，多根吹氧管800沿伸缩式分配单元500的周向可拆卸连接在伸缩式分配单元500上，而且吹氧管800经伸缩式分配单元500与总气管400连通，吹氧管800的下端穿过蜗状通道703并伸入炉膛202内。本实施例在对木片碳化时，可将吹氧管800拆卸下来，通过驱动总气管400转动，使其通过伸缩式分配单元500带动均料搅拌机构600在蜗状盘701上扰动，进而促使木片快速、充分地碳化。本实施例在进行炉膛202物料添加时，可将吹氧管800安装在伸缩式分配单元500上，控制蜗状盘701或者吹氧机构正向旋转预定圈数，再控制蜗状盘701或者吹氧机构反向旋转预定圈数，如此重复动作，使得吹氧管800沿蜗状通道703的蜗线延伸方向运动，进而将蜗状通道703内的物料顺利地刮入炉膛202内，避免物料堵塞蜗状通道703。而且在对炉膛202内的熔融液体进行吹氧时，控制蜗状盘701或者吹氧机构正向旋转预定圈数，再控制蜗状盘701或者吹氧机构反向旋转预定圈数，如此重复动作，使得吹氧管800沿蜗状通道703的蜗线延伸方向运动，同步的将氧气通入吹氧管800内，进而在吹氧管800沿蜗状通道703由蜗状盘701的外圈运动至中心处，再由中心处运动至外圈的循环过程中，氧气充分地分布在炉膛202的各个位置处，进而促进熔融液体内的杂质充分地发生氧化反应，而且通过直线电机303来带动吹氧机构沿竖向运动，进而实现吹氧管800伸入炉膛202不同深度，使得炉膛202不同深度的熔融液体与氧气充分接触，避免出现死角的情况。
作为本发明一个优选的实施例，如图14、15所示，伸缩式分配单元500包括具有分配腔的分配件501，在该分配件501的下端构造有插接接头502，插接接头502可随分配件501下降并与转接杆601的插接槽602插接。本实施例在分配件501的周向均匀地安装有多个多级伸缩管503，每个多级伸缩管503远离分配件501的一端构造有连接套504。本实施例的吹氧管800包括管体801，在管体801的上端构造有封头802，并且在管体801的上部构造有螺纹连接部803，在螺纹连接部803处开设有连通口804，吹氧管800通过其上的螺纹连接部803与连接套504螺纹连接，而且吹氧管800、连接套504、分配腔及总气管400相互连通。本实施例的工作原理及优势在于：吹氧管800随着分配件501转动而转动，进而使得吹氧管800在蜗状通道703的限制下由蜗状盘701的外周向中心处运动，或者由蜗状盘701的中心处向外运动，这时多级伸缩管503发生相应的伸缩。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
Step1.按照重量份数计，将300份的硼酐、305-320份的铁边子、30-43份的煅后焦及15-30份的木炭投入到熔炼炉内，同时控制蜗状下料机构和/或均料搅拌机构转动；
Step2.对熔炼炉内的物料进行加热，并将500-650份的木片分多个批次加入到熔炼炉的碳化室内；
Step3.每批木片在碳化室内碳化后，被直接排入炉膛内；
Step4.于1800℃下冶炼8h；
Step5.于1750℃下精炼30min，精炼的同时通过吹氧机构进行底部吹氧10-30min；
Step6.精炼完毕后自然冷却20-40min，进行浇铸作业；
Step7.对浇铸后的合金成分检测，并根据检测结果分层精整加工，组批包装，得到硼铁合金。
2.根据权利要求1所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：于步骤Step2-Step3中，在木片加入碳化室内后，控制蜗状下料机构和/或均料搅拌机构转动；当木片碳化完毕时，控制均料搅拌机构下压蜗状下料机构，使得蜗状下料机构弹性下凹，木片由蜗状下料机构进入炉膛内。
3.根据权利要求2所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：于步骤Step5中，驱动吹氧机构或者蜗状下料机构正反交替旋转，安装在吹氧机构上的多根吹氧管穿过蜗状下料机构并伸至炉膛的下部。
4.根据权利要求1所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：所述熔炼炉包括自下而上依次设置的炉体、碳化筒及炉盖，所述蜗状下料机构转动设置在炉体和碳化筒之间，且碳化室形成于蜗状下料机构、碳化筒及炉盖所围构的空间，炉膛形成于炉体和蜗状下料机构所围构的空间。
5.根据权利要求4所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：所述蜗状下料机构包括水平设置的蜗状盘，所述蜗状盘由呈蜗线形态的弹性条所构成，且蜗状盘上形成有呈蜗线形态的蜗状通道，蜗状盘的外沿固定连接于外齿圈上，所述外齿圈与炉体和碳化筒转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：所述均料搅拌机构包括设置于蜗状盘上方并与蜗状盘轴线重合的转接杆，于所述转接杆的下端构造有伞状离合件，于所述伞状离合件的外周面上沿其周向均匀地构造有多个铰接座，于各所述铰接座上弹性铰接有搅拌杆，所述搅拌杆与蜗状盘的上表面接触，且转接杆被驱动而带动各搅拌杆沿转接杆的轴线转动，并对碳化室内的物料进行扰动、搅拌，于弹性条的上端面上沿其蜗线延伸方向间隔构造有振动凸起。
7.根据权利要求6所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：于所述蜗状盘的中心处构造有与其轴线重合的锥形凸台，于所述锥形凸台上沿其周向均匀地设置有多个单向卡接槽，于所述伞状离合件的内周面上沿其周向均匀地构造有多个单向卡接齿，伞状离合件与锥形凸台接触；当伞状离合件被正向驱动而转动时，单向卡接齿与单向卡接槽一一卡接，并使得伞状离合件带动蜗状盘的中心位置转动一定角度；当伞状离合件被反向驱动而转动时，单向卡接齿沿锥形凸台的周向在单向卡接槽之间依次转换。
8.根据权利要求6所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：于所述铰接座上活动连接有竖向顶销，于所述竖向顶销的上端构造有凸缘，于竖向顶销外套装有连接弹簧，所述连接弹簧的两端分别与铰接座和凸缘固定连接，竖向顶销的下端穿过铰接座并顶接于搅拌杆的铰接端上。
9.根据权利要求5所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：所述吹氧机构包括转动安装于横梁上的总气管，于所述总气管上装配有传动齿轮，且总气管的下端构造有伸缩式分配单元，所述伸缩式分配单元的下端可拆卸插装于均料搅拌机构的上端，多根吹氧管沿伸缩式分配单元的周向可拆卸连接于伸缩式分配单元上，且吹氧管经伸缩式分配单元与总气管连通，吹氧管的下端穿过蜗状通道并伸入炉膛内；于所述横梁的两端分别可拆卸连接有直线电机，两直线电机安装于固定梁的两个竖向导轨上。
10.根据权利要求9所述的一种碳热硼铁合金的制备方法，其特征在于：所述伸缩式分配单元包括具有分配腔的分配件，于所述分配件的下端构造有插接接头，于分配件的周向均匀地安装有多个多级伸缩管，各所述多级伸缩管远离分配件的一端构造有连接套，所述吹氧管的上端与连接套螺纹连接，且吹氧管、连接套、分配腔及总气管相互连通。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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