CN86101396A - 用于液态金属熔体保温的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括一个用于储存熔融液态金属和/或升高或维持其温度水平的设备,特别是适于用纯镁处理铸铁熔体的保温设备。该设备具有一个可加热的炉膛(3),后者带一个入口和一个出口(2),并可用炉盖(4)盖紧密封。入口和出口(2)推荐由一个共用的注入-和倾出虹吸管组成。炉膛(3)在封闭状态下可通入压力介质。用所发明的设备可将加入特殊添加剂处理的铸铁熔体长时间保温。

Description

本发明涉及为储存熔融液态金属和/或升高或保持其温度水平的设备,此设备尤其适用于以镁特别是纯镁处理球墨铸铁熔体的炉膛保温。该设备带有一个入口和一个出口,并可用炉盖盖紧。作为举例这里可以是一个众所周知的具有槽式感应加热石灰窑基本结构特点的炉子设备。
此外,本发明还涉及用镁特别是纯镁处理球墨铸铁和/或蛭石状铸铁(vcrmikular    Gusseisen)熔体在一个带炉盖的炉膛中被加热保温的方法。
铸造工厂和冶金企业在一般情况下由于已熔融的物料不能立即进入下一加工工序,往往都要求能加热大量的融熔液态金属或者熔炼的金属需长时间保温。为使铸铁熔体加热或保温,可用已知的熔融炉或保温炉采取各种不同的实施方案。此处作为范例用了感应槽式炉或感应坩埚炉。
然而不能用常规的熔融炉或保温炉用于事先经特殊添加剂处理过的液态金属熔体的保温。这是因为所加入的添加剂会从熔体中逸出,从而导致熔体的所谓衰变(Abklingen)。目前日益增多的镁尤其是纯镁作为添加剂制取含有球状石墨的铸铁即有此现象。自从浸没转炉法(DE-PS    2208960)获得成功并在熔铁原料中能准确地加入纯镁,且其成本又很低时,才使得用纯镁处理的方法制取球墨铸铁熔体获得了越来越大的意义。但根据迄今为止的技术水平,为避免上述的衰变效应发生,经过镁处理的液态金属熔体不得不被迫立即浇铸。而铸造工厂往往要求金属熔体在经过一次浸没处理后仍能储存或保温较长时间,又能使所处理的该金属熔体性能保持无变化。这就与工厂非常希望采用这一经济的工作方法相矛盾。
本发明的任务是改进开始时所述的设备和方法。当液态熔体既使是用特殊添加剂处理过,例如用纯镁处理的球墨铸铁熔体也能用尽可能简单的手段将液态金属熔体储存或保温。为解决这一课题,用于储存熔融液态金属和/或升高或保持其温度水平的这类设备特征是炉盖与炉膛能很好密封地置入装置上。炉膛还要有一个连结压力介质的导入管。利用这种所发明的设备可使以镁、尤其是纯镁处理的球墨铸铁熔体几乎不受限制地在所需浇铸温度下保温。要尽可能地减少含镁的废渣,即尽量降低球墨铸铁的衰变。其前提是对于大量铁熔体原料加入上述添加剂能在一个工艺过程进行处理,从而使成本最合理。尔后在所发明的设备中保温并根据设备所需的量从保温炉中按要求取出浇铸。按本发明设计的设备,其优点在于几乎所有已知的保温系统(如感应槽式炉)只化很少投资就可改造完成。
本发明设备的结构优点还在于入口和出口采取共同的注入和倾出虹吸管。它和炉膛一样可用相类似的方法用挡盖盖紧密封。但在本发明的许多应用场合它并不是必需的,因为只有极少物料(例如镁的熔砂)才能经虹吸管入/出口逸出。既便是对质量要求极高的情况下,此发明结构都能提供值得推荐的最佳实施方案。
炉膛盖和挡盖的耐压密封可借助一种密封栓来实现。炉膛盖和挡盖都带有密封栓,以便它们分别与炉膛上的和共同入/出口虹吸管壁上的密封面很好密封。密封栓是与炉膛的界面壁上或虹吸管壁上的密封嵌缝相啮合。它们最好是T型的断面型材。
本发明设备的另一结构形状的优点已在权利要求5到21中叙述过。特别要指出的是炉膛高压阀(权利要求13到15)采用已知的电控系统进行控制,使炉膛内的压力在降到常压以前炉盖一直是紧闭的。相反,压力介质在经过炉膛的导入孔通入前,通过已知的电控系统先将炉膛进行气密性密封。根据不同的应用场合也可以装入第二个高压阀。还应指出的是本发明设备推荐用可翻转操作的电感应炉。感应器装在炉膛的下端,使尽可能垂直且在炉膛以下。这种下部垂直的构造方式特别有利于减少不希望产生的熔渣悬浮料。
此处推荐惰性气体作为压力介质,尤其是氮气或氩气更为合适。根据所保温金属熔体的镁含量可将惰性气体通入炉内,使表压达到1~6巴。对用纯镁处理的球墨铸铁熔体应调节进入炉膛的气体,使熔体中镁的减少几乎接近于零。
对本发明的构造和功能作用所具优点和作用方式借助于所发明的设备实例之一的示意图作较详细地说明。为了了解本发明的保温设备,只将该发明必要的元器件表示于图中,它是所发明设备的示意截面图。
一般用1表示所发明以纯镁处理球墨铸铁熔体的保温设备。该设备具有炉膛3,它带有一个入口和一个出口,它们共同由注入和倾出虹吸管2组成,但同样也可在炉膛3的下部设计一个特殊出口。此设备1安装在基础23和炉架24上,可借助于摆动柱19围绕着一个旋转点20倾斜翻转。摆动柱19由下部支撑轴承25和上部支撑轴承26相连接。炉膛3上部可用炉盖4盖紧密闭。位于炉膛3的端面区的密封面4b有一个T形的密封栓,它啮合在密封嵌缝8中。炉膛3和炉盖4的端面区以及密封栓7和密封嵌缝8的结构设计应该考虑炉盖4耐火材料层(例如刚玉)在盖紧炉膛3后,还要再加以辅助压盖。其目的是为了提高炉膛的密封性。炉盖4要与炉膛3经锁闭装置11用楔入的炉体拉条10拉紧。共用的注入和倾出虹吸管2上的可摆动耐压挡盖6的密封设计结构可完全相似于炉膛3耐压密封结构,为简化起见,在示意图中不再示出。
不仅炉膛3而且还有共用注入和倾出虹吸管2以及炉盖4和挡盖6的里层都有耐火材料的炉衬12。衬在炉膛3上部和炉盖4下部的耐火材料结构要使炉盖4的密封面完全面向炉内13,以便屏蔽保护。
在炉膛3的炉盖4上要有一个导入孔5,用于通入压力介质如氩。另外,在炉膛3还要有一个高压阀22的孔。关于惰性气体导入孔5、锁闭装置11和高压阀15与前述的控制和开关线路的联结在这里就不一一详述了。为了加热炉膛3用的感应器16在炉膛下面几乎成垂直位置,接有电源27,并在炉膛一侧用一冷却法兰18隔开。在此发明范围中关键的是,感应器16有一个与炉膛内部13特殊连接的感应电路28。感应器除上述所发明的构造外还有对熔渣悬浮物有加速沉降的功能。感应器16的装配可简单地用法兰与炉膛连结或用其它适宜方式固定。

Claims (26)

1、一种储存熔融液态金属和/或升高或保持其温度水平的设备(1),尤其适于用镁(特别是用纯镁)处理的球墨铸铁熔体,它是带有一个入口(2)和一个出口(2)、并可加热的炉膛(3),且可用炉盖(4)盖紧,其特征在于炉盖(4)与炉膛(3)能很好密封地装到装置上,炉膛(3)还带有一个压力介质导入孔(5)。
2、按权利要求1所述的设备,其特征在于入口或出口(2)可通过一个耐压挡盖(6)关紧。
3、按权利要求1或2所述的设备,其特征在于炉膛(8)的盖(4)或挡盖(6)为了与炉膛(3)上或进口或出口壁上的密封面(2b,4b)密封要有一个或多个密封栓(7),它们要与炉膛(3)或进口/出口壁上相适应的密封嵌缝(8)相啮合。
4、按权利要求3所述的设备,其特征在于密封栓(7)是T型结构。
5、按权利要求3或4所述的设备,其特征在于炉盖(4)或挡盖(6)在关闭状态时,密封面(2b,4b)(密封嵌缝8/密封栓7)是用一种耐火材料,特别是刚玉封盖保护。
6、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于炉盖(4)或挡盖(6)可借助一个在炉膛(3)上或入口或出口壁(2a)上的锁闭装置(11)用拉条(10)固定。
7、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于炉膛(3)的入口和出口(2)可由同一个注入和倾出虹吸管(2)组成。
8、按权利要求7所述的设备,其特征在于注入和倾出虹吸管(2)的挡盖(6)固定在其壁上,并可倾斜翻转。
9、按权利要求7或8所述的设备,其特征在于共用的注入和倾出虹吸管(2)和炉膛(3)由两部份组成。
10、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于炉膛(3)、入口或出口壁、炉盖(4)以及挡盖(6)的里层是由一种耐火材料(12)内衬的。
11、按权利要求10所述的设备,其特征在于炉盖(4)的耐火材料内衬(12)的结构形状要使炉盖(4)的密封面(4b)面向炉膛(3)的炉室(13)内以便屏蔽保护。
12、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于压力介质可经过炉盖(4)上的一个或多个导入孔(5)加到炉膛(3)中。
13、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于炉膛(3)至少装有一个高压阀(22)。
14、按权利要求13所述的设备,其特征在于高压阀(22)安装在炉盖(4)上。
15、按权利要求13或14之一所述的设备,其特征在于炉盖(4)的锁闭装置(11)和/或挡盖(6)与高压阀电路连接方式是在锁闭装置打开时,高压阀也向开启方向动作。
16、按权利要求13至15之一所述的设备,其特征在于压力介质导入孔(5)的锁闭装置(15)与炉盖(4)及挡盖(6)的锁闭装置(11)电路连接方式是在压力介质进入炉膛(3)时,锁闭装置(11)同时闭紧。
17、按上述权利要求之一所述的设备,是带有感应器(16)加热炉膛(3)其特征在于感应器(16)安装在远离炉盖(4)的炉体(17)的下部。
18、按权利要求17所述的设备,其特征在于感应器(16)安装在几乎是垂直于炉体底部。
19、按权利要求17或18所述的设备,其特征在于感应器(16)要用在炉膛一侧的一个冷却法兰来隔开。
20、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于为使设备能够围绕旋转点(20)倾斜翻转,要有一个或多个摆动柱(19)。
21、按上述权利要求之一所述的设备,其特征在于挡盖(6)借助于一个(摆动)柱(21),使其能倾斜翻转。
22、用镁尤其是用纯镁处理的球墨铸铁和/或蛭石状铸铁熔体保温的方法是在一个能加热铸铁熔体的炉膛中进行的,它用炉盖(4)封盖,其特征在于将铸铁熔体加入到已加热和/或可加热到所保持温度的炉膛(3)后,炉盖(4)将炉膛(3)气密性地关紧,压力介质可导入炉室内部(13)。
23、按权利要求22所述的方法,其特征在于炉室内部(13)用带压惰性气体充压。
24、按权利要求22或23所述的方法,其特征在于压力介质可向炉室内部(13)加压至1到6巴。
25、按权利要求22至24所述的方法,其特征在于氮气或氩气可作为压力介质。
26、用权利要求1至21之一所述的设备进行纯镁、特别是用浸没转炉法(Tauchbirnerfahren)处理的含镁量为0.03至0.07%(重量)的球墨铸铁熔体的保温。
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