一种生产优质球化剂的组合式熔池的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种生产优质球化剂的组合式熔池，组合式熔池由浇注顶板、十字形覆盖上盖板、第一直角形覆盖冷铁、第二直角形覆盖冷铁、第三直角形覆盖冷铁、第四直角形覆盖冷铁、熔池外侧板、熔池底板、熔池外框架、紧固螺栓、紧固螺母、截面为半圆形的筋条所组成。由于采用适宜的化学成分以及整体球化剂合金液被限制在封闭的组合熔池内凝固冷却，获得了MgO含量小于0.3％、化学成分偏析少、质量稳定的优质球化剂。球化剂合金的熔损少，所需重量及形状的优质整体稀土镁硅铁合金球化剂的成品率高。
【专利说明】一种生产优质球化剂的组合式熔池
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于生产球墨铸铁所用球化剂的装置，更具体地说是关于生产化学成分偏析少、球化剂在生产过程中氧化熔损低的球化剂的组合式熔池。
【背景技术】
[0002]在生产球墨铸铁件的企业中广泛采用稀土镁硅铁合金作为球化剂。稀土镁硅铁合金球化剂是目前国内外用量最大的球化剂，但是在其传统的生产过程中能耗高，熔损大，环境污染严重，传统球化剂由于镁的吸收率低，其加入量较大。长期以来，国内外的技术人员对冲入包内法球化处理工艺技术及稀土镁硅铁球化剂的生产工艺进行了不懈的努力研究。
[0003]目前生产稀土镁硅铁球化剂的方法主要为二次冶炼重容法及合金液压力加镁法。传统的二次冶炼重容法生产球化剂不仅成本较高且球化剂中的镁烧损较多，氧化镁含量高。在已公开的合金液压力加镁法的工艺，被压入的镁锭除顶面之外，其他部分是完全暴露的，可以直接与合金液接触，另外，暴露的镁锭距合金液面的距离较短，不利于被合金液吸收；在中频感应电炉内采用分次加入镁锭可以减少烧损，但是处理时间长，降温多，仅局限在电炉内使用。
[0004]另外，稀土镁硅铁及镁硅球化剂的生产企业，在球化剂合金液的熔炼及浇注过程中不可避免的会产生强烈刺眼的镁光，镁的氧化烧损严重，在球化剂合金液浇注到熔池后，其顶面是敞开暴露式自然冷却，合金液的上层部分尤其是中心部分冷却较慢，在熔池凝固的合金上、下层有明显的比重偏析、化学成分偏析，上表层部位含镁量偏高，氧化镁含量多，这些问题直接影响到球化剂的质量及其使用效果。此外，熔制好的球化剂合金液应尽量缩短浇注时间，以减少氧化损耗。
[0005] 申请人:在2009年3月25日申请的中国发明专利，授权公布号CN101509084B名称为“球化剂的生产方法”实现了球化剂合金的氧化熔损降低，化学成分偏析少，质量稳定。其不足之处是其生产的球化剂在硅镁之比低、铁含量较高时在生产和浇注过程会产生强烈刺眼的镁光，镁的氧化烧损依然存在，并且所浇注的板状球化剂尺寸较大，破碎成所需要的尺寸后产生的碎料较多。
[0006]在2004年制定的GB / T4138-2004《稀土镁硅铁合金》的中华人民共和国国家标准中规定Si含量不大于45%、Mg含量小于9%、RE含量小于4%、Mn和Ti的含量均小于1%时，MgO含量不大于1% ；Si含量不大于44%、Mg含量小于9-11%、RE含量为4_10%、Mn含量小于2%、Ti含量小于I %时，MgO含量不大于1.2%。传统稀土镁硅铁合金球化剂为了增加合金密度防止其漂浮，Fe的含量较高，在熔炼过程中特意加入废钢来增加其比重。由于废钢价格低，加大废钢的比例可以降低球化剂的成本，废钢除增加比重外对铁水的球化没有其它作用。实际生产中传统稀土镁硅铁合金球化剂中的氧化镁含量等于镁含量的10%左右。依照上述工艺参数生产稀土镁硅铁合金球化剂，铁含量较高时在生产和浇注过程会产生强烈刺眼的镁光，球化剂中的氧化镁含量必然较高。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是解决稀土镁硅铁合金熔制过程中反应剧烈、有效元素吸收率低的问题，氧化镁含量偏高的问题，在稳定并提高产品质量前提下，降低生产成本并做到能源的循环利用，减少环境污染。
[0008] 申请人:在2013年9月6日申请了中国发明专利，申请号:201310401385.8名称为“球墨铸铁的球化处理方法”，利用砌筑在球化包内具有反应加料口和减压槽的反应室，可以控制含MgS 20%，含Si ( 70%和含RES 3%无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂的反应状态，有效元素Mg、RE和Si的吸收率高，其球化处理的生产成本可以降低5096，但是其MgO含量仍然在0.6%左右。在上述方案的基础上经过进一步理论分析和反复试验证明，将上述无外衬钢管的整体稀土镁硅铁球化剂的含Mg量控制在< 10%，含Si量控制在> 65%和含RE ( 2%时，该稀土镁硅铁球化剂在熔制及浇注过程中均实现了无镁光的状态，大幅度的降低了氧化镁的产生。以含有Mgl0%、Si67%, REl%的整体稀土镁硅铁球化剂为例，同含有Mg7.5%、8i42%、RE2.4%的传统稀土镁硅铁球化剂相比，在经球化处理后化学成分接近的条件下，由于合金本身化学成分的不同及球化处理方法的不同，在相同的处理温度条件下新方案球化处理的球化剂加入量为0.75%，而传统稀土镁硅铁球化剂的加入量为1.4% ;经球化处理后，采用传统稀土镁硅铁球化剂的铁水表面有一层明显的浮渣，采用新方案处理的铁水表面十分洁净、无浮渣，这对提高产品质量起到了关键作用。
[0009]为实现上述目的，设计制作了如说明书附图1至图3所示浇注球化剂合金液的组合式熔池。组合式熔池包括:浇注顶板、十字形覆盖上盖板、第一直角形覆盖冷铁、第二直角形覆盖冷铁、第三直角形覆盖冷铁、第四直角形覆盖冷铁、熔池外侧板、熔池底板、熔池外框架、紧固螺栓、紧固螺母、截面为半圆形的筋条、位于中部立柱状长方体冷却铁、第一柱状长方体冷却铁、第二柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁，位于中部立柱状长方体冷却铁同熔池底板以焊接的方式连接在一起，第一柱状长方体冷却铁和第二柱状长方体冷却铁比邻中部立柱状长方体冷却铁分别放置于其前后，第三柱状长方体冷却铁和第四柱状长方体冷却铁比邻中部立柱状长方体冷却铁分别放置于其左右，第一柱状长方体冷却铁、第二柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁的外侧围有四块熔池外侧板，四块熔池外侧板的外侧套装着熔池外框架,熔池外框架上开设有通孔并焊接有紧固螺母，旋转紧固螺母上的紧固螺栓可以将熔池外侧板夹紧；在组合式熔池中:两块熔池外侧板和第一柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁围成一个空腔，两块熔池外侧板和第一柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁围成一个空腔，两块熔池外侧板和第三柱状长方体冷却铁、第二柱状长方体冷却铁围成一个空腔，两块熔池外侧板和第二柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁围成一个空腔，在上述所围成的四个空腔内相同的高度上均焊接有多层截面为半圆形的筋条，在上述所围成四个空腔的上端依次分别放置有第一直角形覆盖冷铁、第二直角形覆盖冷铁、第三直角形覆盖冷铁、第四直角形覆盖冷铁，在位于中部立柱状长方体冷却铁、第一柱状长方体冷却铁、第二柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁的上端覆盖有十字形覆盖上盖板，十字形覆盖上盏板同四个直角形覆盖冷铁的厚度相同，位于中部立柱状长方体冷却铁、第一柱状长方体冷却铁、第二柱状长方体冷却铁、第三柱状长方体冷却铁、第四柱状长方体冷却铁的高度相同，在十字形覆盖上盖板的上端覆盖有浇注顶板；将按要求成分比例熔制好的球化剂合金液浇满预留的上述所围成的四个空腔后，用冷却铁封闭上端的浇注口，待合金液凝固冷却后，旋转松动紧固螺栓，打开熔池外侧板，击打十字形覆盖上盖板和浇注顶板并将它们取出，将四个具有断裂槽的柱状体球化剂取出并截断，就获得了化学成分偏析少、质量稳定的优质球化剂。
[0010]根据上述生产优质整体球化剂的方法，采用矿热炉冶炼的硅铁合金液一步法生产球化剂合金液或电炉二次重熔法生产球化剂合金液，将熔制好的球化剂合金液浇注到上述组合式熔池内，用冷却铁封闭上端的浇注口，待合金液凝固冷却后，就获得了所需重量及形状的优质整体球化剂。
[0011]本实用新型的有益效果:
[0012]由于采用适宜的化学成分以及整体球化剂合金液被限制在封闭的组合熔池内凝固冷却，获得了 MgO含量小于0.3%、化学成分偏析少、质量稳定的优质球化剂。球化剂合金的熔损少，所需重量及形状的优质整体稀土镁硅铁合金球化剂的成品率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是尚未注入稀土镁硅铁球化剂合金液的组合式熔池A-A方向的剖视图。
[0014]图2是尚未注入稀土镁硅铁球化剂合金液的组合式熔池的俯视图。
[0015]图3是尚未注入稀土镁硅铁球化剂合金液的组合式熔池取消了浇注顶板、十字形覆盖上盖板、第一直角形覆盖冷铁、第二直角形覆盖冷铁、第三直角形覆盖冷铁、第四直角形覆盖冷铁的俯视图。
[0016]附图标记说明为烧注顶板，2为十字形覆盖上盖板,3为第一直角形覆盖冷铁,4为第二直角形覆盖冷铁，5为第三直角形覆盖冷铁,6为第四直角形覆盖冷铁,7为熔池外侧板，8为熔池底板，9为熔池外框架，10为紧固螺栓，11为紧固螺母，12为截面为半圆形的筋条，13为位于中部立柱状长方体冷却铁，14为第一柱状长方体冷却铁，15为第二柱状长方体冷却铁，16为第三柱状长方体冷却铁，17为第四柱状长方体冷却铁。【具体实施方式】
[0017]结合附图对本实用新型的实施作进一步的说明:
[0018]由于含有MglO %、Si67%、REl %的整体稀土镁硅铁球化剂在球化剂的熔炼和浇注过程已经消除了镁光，达到了稳定的状态，完全适合球化处理温度在< 1600°C的状态下应用，因此再降低镁的含量意义不大；需要将镁含量降低时，应该保证硅的含量，达到球化剂合金液在熔炼和浇注过程中消除镁光的稳定状态。
[0019]组合式熔池的部件，除熔池外框架9、紧固螺栓10、紧固螺母11之外，其它组成件可以选择低碳钢的材质制作，也可以选择耐热铸铁的材质制作。
[0020]调整截面为半圆形的筋条12的间距可以获得所需重量的整体稀土镁硅铁球化剂。
【权利要求】
1.一种生产优质球化剂的组合式熔池，其特征是将熔制好的球化剂合金液浇注到球化剂合金液的组合式熔池中，组合式熔池包括:浇注顶板(I)、十字形覆盖上盖板(2)、第一直角形覆盖冷铁(3)、第二直角形覆盖冷铁(4)、第三直角形覆盖冷铁(5)、第四直角形覆盖冷铁(6)、熔池外侧板(7)、熔池底板(8)、熔池外框架(9)、紧固螺栓(10)、紧固螺母(11)、截面为半圆形的筋条(12)、位于中部立柱状长方体冷却铁(13)、第一柱状长方体冷却铁(14)、第二柱状长方体冷却铁(15)、第三柱状长方体冷却铁(16)、第四柱状长方体冷却铁(17)，位于中部立柱状长方体冷却铁(13)同熔池底板(8)以焊接的方式连接在一起，第一柱状长方体冷却铁(14)和第二柱状长方体冷却铁(15)比邻中部立柱状长方体冷却铁(13)分别放置于其前后，第三柱状长方体冷却铁(16)和第四柱状长方体冷却铁(17)比邻中部立柱状长方体冷却铁(13)分别放置于其左右，第一柱状长方体冷却铁(14)、第二柱状长方体冷却铁(15)、第三柱状长方体冷却铁(16)、第四柱状长方体冷却铁(17)的外侧围有四块熔池外侧板(7)，四块熔池外侧板(7)的外侧套装着熔池外框架(9)，熔池外框架(9)上开设有通孔并焊接有紧固螺母(11)，旋转紧固螺母(11)上的紧固螺栓(10)可以将熔池外侧板(7)夹紧；在组合式熔池中:两块熔池外侧板(7)和第一柱状长方体冷却铁(14)、第三柱状长方体冷却铁(16)围成一个空腔，两块熔池外侧板(7)和第一柱状长方体冷却铁(14)、第四柱状长方体冷却铁(17)围成一个空腔，两块熔池外侧板(7)和第三柱状长方体冷却铁(16)、第二柱状长方体冷却铁(15)围成一个空腔,两块熔池外侧板(7)和第二柱状长方体冷却铁(15)、第四柱状长方体冷却铁(17)围成一个空腔，在上述所围成的四个空腔内相同的高度上均焊接有多层截面为半圆形的筋条(12)，在上述所围成四个空腔的上端依次分别放置有第一直角形覆盖冷铁(3)、第二直角形覆盖冷铁(4)、第三直角形覆盖冷铁(5)、第四直角形覆盖冷铁(6)，在位于中部立柱状长方体冷却铁(13)、第一柱状长方体冷却铁(14)、第二柱状长方体冷却 铁(15)、第三柱状长方体冷却铁(16)、第四柱状长方体冷却铁(17)的上端覆盖有十字形覆盖上盖板(2)，十字形覆盖上盖板(2)同四个直角形覆盖冷铁的厚度相同，位于中部立柱状长方体冷却铁(13)、第一柱状长方体冷却铁(14)、第二柱状长方体冷却铁(15)、第三柱状长方体冷却铁(16)、第四柱状长方体冷却铁(17)的高度相同，在十字形覆盖上盖板(2)的上端覆盖有浇注顶板(I);将按要求成分比例熔制好的球化剂合金液浇满预留的上述所围成的四个空腔后，用冷却铁封闭上端的浇注口，待合金液凝固冷却后，旋转松动紧固螺栓(10)，打开熔池外侧板(7)，击打十字形覆盖上盖板(2)和浇注顶板(I)并将它们取出，将四个具有断裂槽的柱状体球化剂取出并截断，就获得了质量稳定的优质球化剂。
2.根据权利要求1所述一种生产优质球化剂的组合式熔池，采用矿热炉冶炼的硅铁合金液一步法生产球化剂合金液或电炉二次重熔法生产球化剂合金液，将熔制好的球化剂合金液浇注到组合式熔池内，用冷却铁封闭上端的浇注口，待合金液凝固冷却后，就获得了所需重量及形状的优质整体球化剂。
3.根据权利要求1或2所述一种生产优质球化剂的组合式熔池，其特征是组合式熔池的部件，除熔池外框架(9)、紧固螺栓(10)、紧固螺母(11)之外，其它组成件选择低碳钢的材质制作或选择耐热铸铁的材质制作。
4.根据权利要求1或2所述一种生产优质球化剂的组合式熔池，其特征是调整截面为半圆形的筋条(12)的间距可以获得所需重量的整体球化剂。
【文档编号】C21C1/10GK203807539SQ201420002306
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】刘年路, 刘昌晨 申请人:天津市万路科技有限公司, 刘年路, 刘昌晨