一种浇铸装置及镁硅铁合金制粒工艺的制作方法

本发明涉及铁合金生产领域，特别涉及一种浇铸装置及镁硅铁合金制粒工艺。

背景技术：

钢铁行业在通过铸造法生产铸件过程中，往往会往钢铁液中添加一定量的合金元素，以去除钢液中杂质，改善铸件品质及机械力学性能。铸造过程微量改性添加元素多先融入硅铁合金内，然后以硅铁合金形式加入钢液中，统称为铸造改性材料。铸造改性材料品类繁多，多数是合金铸块加工到一定粒度后，加入到钢铁液中进行调质处理。随着铸造行业技术的发展，人们发现硅铁合金铸块的粒径大小和形状的不同使得硅铁合金在钢液中下沉和熔化速度不同，对铸件的质量存在较大影响。因此，像特种钢材铸造、大型军用板坯材料铸造、汽车及轮船发动机铸造等越来越多的领域对钢液或铁液中加入的合金添加剂粒度和形貌要求趋于严格。

现有镁硅铁合金主要是采取平模熔铸成厚块后，进行鄂式破碎和对辊破碎加工，生产出来的颗粒形状不规则，粒度均匀性差，破碎成品率低，下游铸造行业使用过程产品稳定性不易控制，使用过程存在一定弊端。因此，有必要提供一种粒度均匀性好，破碎成品率高的镁硅铁合金制粒工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种粒度均匀性好，破碎成品率高的镁硅铁合金制粒工艺，同时提供一种可进行连续浇铸的浇铸装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种浇铸装置，包括容器和料斗，所述容器为长方体结构，所述容器设有进料口和出料口，所述容器内设有隔板，所述隔板沿着进料口向出料口的方向设置，所述隔板将容器分隔成两个以上的浇铸液通道，所述浇铸液通道的宽度为20mm-25mm，高度为800mm-1200mm，所述隔板内沿着隔板长度方向上设有冷却水通道，所述料斗与容器的进料口相连。

进一步的，所述隔板为两个以上，所述隔板沿着容器的长度方向等间距平行设置。

进一步的，所述冷却水通道为直径为25mm的圆柱形凹槽，所述冷却水通道的进水口和冷却水通道的出水口的直径均为20mm。

进一步的，所述冷却水通道的进水口位于隔板的下部，所述冷却水通道的出水口位于隔板的上部。

进一步的，所述料斗为上下开口的四棱台结构，所述四棱台的下底面边长小于上底面的边长，所述四棱台的下底面与容器的进料口相适配。

进一步的，所述料斗上设有保温层。

进一步的，所述保温层为高温耐火砖。

进一步的，所述隔板的材质为侧壁光滑的耐高温不锈钢。

本发明的有益效果在于：通过设计浇铸液通道的尺寸，可使液态合金顺着通道向下一次竖向成型接近下游粒度要求的尺寸规格的铸块，可将镁硅铁合金铸块的粒径控制在10mm-25mm；控制浇铸液通道具有一定的高度，确保液态镁硅铁合金完全凝固成铸块；每个隔板上设有的冷却水通道确保进入通道内的熔炼的镁硅铁合金液能快速凝固；铸造过程中活泼元素氧化率低，成分偏析小，使得铸造出的镁硅铁合金在作为下游钢铁铸造行业添加助剂时，球化、孕育及除杂等效果都有显著改善；浇铸操作可以不间断连续进行，适应于工业化生产。

为了解决上述另一个技术问题，还提供了一种应用浇铸装置的镁硅铁合金制粒工艺，包括如下步骤：

步骤1、将浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，并且距离地平面3m-5m；

步骤2、合金熔炼炉内熔炼好镁硅铁合金后，倾炉，将镁硅铁合金液倒入浇铸装置的料斗内，镁硅铁合金液流入由隔板和隔板围成的浇铸液通道或隔板和容器围成的浇铸液通道内，向冷却水通道内通冷却水，流入浇铸液通道内的镁硅铁合金液凝固成镁硅铁合金铸块，完成铸造；

步骤3、步骤2所得的镁硅铁合金铸块从容器的下料口降落至水平地面上，破碎成镁硅铁合金粒，对镁硅合金粒进行筛选，符合粒度要求的镁硅铁合金粒直接作为产品，筛选出的粗粒度品进行破碎整形至粒度要求。

进一的，所述步骤3中的破碎整形处理是在齿辊破碎机中进行。

本发明的有益效果在于：通过将浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，同时距地平面距离设计为一定高度，可保证成型合金铸块下落高度合理，能使镁硅铁合金在自重的作用下降落并进行一次最大量的落地碎成产品；镁硅铁合金铸块破碎后形成的镁硅铁合金粒的外观形貌接近方形和圆形，极大程度减少了长条状和扁平状产品的生成，均匀性及稳定性好；自重降落破碎的镁硅铁颗粒中有60％直接为所需产品粒度，减少了后续破碎流程工作量，延长了破碎设备的使用寿命，也减少了破碎过程细粉料生成，成品率低的问题；破碎后的镁硅铁合金具有较好的粒度规格和外观形貌，用于下游铸造行业高温钢铁液添加剂，可有效提高下游铸件的综合性能和成品率。

附图说明

图1是本发明实施例浇铸装置的隔板结构示意图。

图2是本发明实施例浇铸装置的隔板结构示意图(图中箭头表示熔炼好的镁硅铁合金的流向)。

标号说明：

1-容器；2-隔板；3-浇铸液通道；4-冷却水通道；5-进水口；6-出水口；7-料斗；8-保温层。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：设计浇铸液通道的尺寸，使液态镁硅铁合金一次竖向成型的铸块接近下游粒度要求的尺寸规格；合理设计浇铸装置与地面的距离，使得铸块在自重降落后最大量的落地碎成产品。

请参阅图1-2，本实施例的浇铸装置，包括容器1和料斗7，所述容器1为长方体结构，所述容器1设有进料口和出料口，所述容器1内设有隔板2，所述隔板2沿着进料口向出料口的方向设置，所述隔板2将容器1分隔成两个以上的浇铸液通道3，所述浇铸液通道3的宽度为20mm-25mm，高度为800mm-1200mm，所述隔板2内沿着隔板2长度方向上设有冷却水通道4，所述料斗7与容器1的进料口相连。

本发明的工作过程为：将隔板2沿着容器1的进料口向出料口的方向焊接在容器1上，使得隔板2在容器1内呈栅栏式横向排列开来，隔板2将容器1分隔成多个浇铸液通道3，控制浇铸液通道3的宽度为20mm-25mm，高度为800mm-1200mm；在隔板2的内部通过挖槽形成循环水的冷却水通道4，向冷却水通道4内通水就可实现对流经浇铸液通道3内的液态合金进行冷却凝固；将料斗7焊接在容器1的进料口上，使料斗7内的液态合金能顺着浇铸液通道3并被冷却水通道4内的冷却水冷却凝固后成合金铸块，合金铸块通过出料口下料。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过设计浇铸液通道的尺寸，可使液态镁硅铁合金顺着浇铸液通道一次竖向成型接近下游粒度要求的尺寸规格的铸块，可将镁硅铁合金铸块的粒径控制在10mm-25mm；设计浇铸液通道具有一定的高度，确保液态镁硅铁合金完全凝固成铸块；每个隔板上设有的冷却水通道确保进入通道内的熔炼的镁硅铁合金液能快速凝固，铸造过程中活泼元素氧化率低，成分偏析小，使得铸造出的镁硅铁合金在作为下游钢铁铸造行业添加助剂时，球化、孕育及除杂等效果都有显著改善；浇铸操作可以不间断连续进行，适应于工业化生产。

进一步的，所述隔板2为两个以上，所述隔板2沿着容器1的长度方向等间距平行设置。

由上述描述可知，隔板成栅栏式横向排布在容器上，隔板将容器的长度等距分隔，隔板与隔板之间，隔板与容器壁之间围成所需的浇铸液通道。

进一步的，所述冷却水通道4为直径为25mm的圆柱形凹槽，所述冷却水通道4的进水口5和冷却水通道4的出水口6的直径均为20mm。

由上述描述可知，进水口和冷却水的出口的直径小于冷却水通道的直径，可使冷却水在通道内停留的时间更长，达到对通道内的液态合金充分冷却，保证液态合金能完全凝固。

进一步的，所述冷却水通道4的进水口5位于隔板2的下部，所述冷却水通道4的出水口6位于隔板2的上部。

由上述描述可知，下进上出的冷却形式，冷却效果更好，确保液态镁硅铁合金的凝固更完全。

进一步的，所述料斗7为上下开口的四棱台结构，所述四棱台的下底面边长小于上底面的边长，所述四棱台的下底面与容器1的进料口相适配。

由上述描述可知，四棱台结构的料斗使液态合金能顺利流入浇铸液通道内，实现可连续浇铸。

进一步的，所述料斗7上设有保温层8。

进一步的，所述保温层8为高温耐火砖。

由上述描述可知，保温层起到保温作用，防止液态的镁硅铁合金熔化，确保液态的镁硅铁合金能更好的填充通道，保证了铸造出的镁硅铁合金铸块的外形尺寸。

进一步的，所述隔板2的材质为侧壁光滑的耐高温不锈钢。

由上述描述可知，耐高温不锈钢的隔板，可防止隔板被高温熔炼后的液态镁硅铁合金侵蚀熔化；光滑外壁的隔板可防止液体镁硅铁合金粘固在隔板上，保证了浇铸过程的连续性。

本发明还提供了一种应用浇铸装置的镁硅铁合金制粒工艺，包括如下步骤：

步骤1、将浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，并且距离地平面3m-5m；

步骤2、合金熔炼炉内熔炼好镁硅铁合金后，倾炉，将镁硅铁合金液倒入浇铸装置的料斗内，镁硅铁合金液流入由隔板和隔板围成的浇铸液通道或隔板和容器围成的浇铸液通道内，向冷却水通道内通冷却水，流入浇铸液通道内的镁硅铁合金液在冷却水通道内的冷却水冷却作用下凝固成镁硅铁合金铸块，完成铸造；

步骤3、步骤2所得的镁硅铁合金铸块从容器的下料口降落至水平地面上，在镁硅铁合金铸块重力作用下下落并破碎成镁硅铁合金粒，对镁硅合金粒进行筛选，符合粒度要求的镁硅铁合金粒直接作为产品，筛选出的粗粒度品进行破碎整形至粒度要求，完成制粒。

本发明的有益效果在于：将镁硅铁浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，并距离地面一定高度，使液态镁硅铁合金顺着通道向下流并进行冷却成镁硅铁合金铸块，镁硅铁合金铸块在自重的作用下降落，进行一次最大量的落地碎成产品，且制得的镁硅合金粒的外观形貌接近方形和圆形，极大程度减少了长条状和扁平状产品的生成，均匀性及稳定性好；自重降落破碎的镁硅铁颗粒中有60％为所需产品粒度，减少了后续破碎流程工作量，延长了破碎设备的使用寿命，也减少了破碎过程细粉料生成，成品率低的问题；破碎后的镁硅铁合金具有较好的粒度规格和外观形貌，用于下游铸造行业高温钢铁液添加剂，可有效提高下游铸件的综合性能和成品率。

进一步的，所述步骤3中的破碎整形处理是在齿辊破碎机中进行。

由上述描述可知，经过齿辊破碎机使粗粒度品破碎到下游钢铁铸造行业添加助剂时所需的粒度。

请参照图1-2所示，本发明的实施例一为：

一种浇铸装置，包括容器1、隔板2和料斗7，所述容器1、隔板2和料斗7均由耐高温的不锈钢材料制成，所述容器1为长方体结构，所述容器的宽度为25mm，所述容器1设有进料口和出料口，所述容器1内设有隔板2，所述隔板2有29块，所述隔板2的外壁光滑，所述隔板2沿着进料口向出料口的方向设置，所述隔板2将容器1分隔成30个浇铸液通道3，所述浇铸液通道3的宽度为25mm，高度为900mm，所述浇铸液通道3为25mm×25mm×900mm的竖向通道3，所述隔板2的厚度为55mm，所述隔板2内沿着隔板2长度方向上设有冷却水通道4，所述冷却水通道4的进水口5位于隔板2的下部，所述冷却水通道4的出水口6位于隔板2的上部，所述料斗7与容器1的进料口相连，所述料斗7上设有保温层8。

本发明的实施例二为

在实施例一的基础上做进一步的改进，所述冷却水通道4为直径为25mm的圆柱形凹槽，所述冷却水通道4的进水口5和冷却水通道4的出水口6的直径均为20mm，所述料斗7为上下开口的四棱台结构，所述四棱台的下底面边长小于上底面的边长，所述四棱台的下底面与容器1的进料口相适配，所述保温层8为高温耐火砖。

一种应用浇铸装置的镁硅铁合金制粒工艺，包括如下步骤：

步骤1、将浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，浇铸装置与熔炼炉的炉口间距设计为可足够熔炼炉翻转倾倒，同时浇铸装置距地平面距离设计为3.70m；

步骤2、合金熔炼炉内熔炼好镁硅铁合金后，倾炉将镁硅铁合金液倒入浇铸装置的料斗7内，使液态镁硅铁合金液流入由隔板和隔板围成的浇铸液通道3或隔板和容器围成的浇铸液通道3内下落填充，向冷却水通道4内通冷却水，流入浇铸液通道3内的镁硅铁合金液在冷却水通道4内的冷却水冷却作用下凝固成镁硅铁合金铸块，依靠镁硅铁合金铸块的自重，完成铸造；

步骤3、步骤2所得的镁硅铁合金铸块从容器1的下料口降落至水平地面上，在镁硅铁合金铸块重力作用下下落并破碎成镁硅铁合金粒，对镁硅合金粒进行筛选，符合粒度要求的3-20mm的粒度的块料直接作为产品，筛选出的粒度大于20mm的粗粒度品进入齿辊破碎机中进行破碎整形，至粒度要求，完成制粒，得到最终产品。

通过上述方法制得的镁硅铁合金块外观形貌接近方形和圆形，极大程度减少了长条状和扁平状产品的生成，均匀性及稳定性好，浇铸工艺可以不间断连续进行。同时，减少后续破碎流程工作量，减少辊式破碎过程细粉料生成。

综上所述，本发明提供的浇铸装置及镁硅铁合金制粒工艺，通过设计一套浇铸装置对液态镁硅铁合金进行连续不间断浇铸，控制浇铸装置内隔板的尺寸以及浇铸液通道的尺寸，形成一个或多个具有一定高度的竖向的浇铸液通道，有效地控制铸成合金外形尺寸，使得铸成的合金一次竖向成型接近下游粒度要求的尺寸规格，并且能确保液态合金完全凝固；料斗上的保温层确保了液态合金更好填充通道，并在隔板上的下进上出的冷却水通道内的循环冷却水作用下合金铸块快速凝固，在镁硅铁合金块自重的作用下从通道内向下降落，完成铸造；铸造出的镁硅铁合金块粒径为10mm-25mm，且铸造过程中活泼元素氧化率低，成分偏析小，使得铸造出的镁硅铁合金在作为下游钢铁铸造行业添加助剂时，球化、孕育及除杂等效果都有显著改善。

将浇铸装置安装在熔炼炉倾倒口下端，同时距地平面距离设计为一定高度，保证成型合金下落高度合理，能使合金最大量的落地碎成产品，制得的合金块外观形貌接近方形和圆形，极大程度减少了长条状和扁平状产品的生成，均匀性及稳定性好，用于下游铸造行业高温钢铁液添加剂，可有效提高下游铸件的综合性能和成品率；同时，自动下落的铸造完成的合金中60％可自动碎裂成所需产品粒度，减少长条状等异形品产生，减少后续破碎流程工作量，减少破碎设备工作量，减少了双辊破碎过程细粉料生成，成品率低的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。