[實用新型]避免球鐵鐵液在澆注過程中發生球化衰退和降低澆注溫度的澆注電爐

無效

• 申請號: 200820076443.9
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN201217070Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 王宇新;劉巨仁
• 申請（專利權）人: 王宇新;劉巨仁
• 主分類號: B22D41/01
• 分類號: B22D41/01;C21C1/10
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張 杰

技術領域

本實用新型涉及球墨鑄鐵鑄造技術領域，具體涉及一種能夠避免球鐵鐵液在澆注過程中發生球化衰退和降低澆注溫度的專用澆注設備。

背景技術

球墨鑄鐵是20世紀40年代末發展起來的一種鑄造合金，它是向鐵水中加入球化劑和孕育劑而得到的球狀石墨鑄鐵。由于石墨呈球狀，其機械性能遠遠超過灰鑄鐵，優于可鍛鑄鐵，甚至接近鋼材，而價格低于鋼，并且仍具有普通灰口鑄鐵的許多優良性能，如良好的鑄造性、減震性、切削加工性及低的缺口敏感性等。因此，許多重要機械零件如曲軸、連桿、齒輪、閥體、缸套等均可采用球墨鑄鐵，以節約鋼材、降低成本，球墨鑄鐵以其優良的性能，在使用中有時可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機械制造工業中得到廣泛應用。在生產球墨鑄鐵的工藝過程中，決定球墨鑄鐵機械性能的主要因數有：(1)主要取決于鐵液凝固過程中所形成的石墨形狀，而不是其碳硅等化學成分，因此被稱為生產性能不穩定的“魔術”金屬材料。球鐵是在完成原鐵液的冶煉之后再逐包進行球化處理的，不僅不同包次的球鐵鐵液會存在差別，更主要是同一包鐵液也會在數分鐘內就發生“球化衰退”變化，使前后不同時間所澆的鑄件其性能出現很大差別。這兩點原因，大大增加了工廠生產過程質量控制的難度，球鐵也因此被看成是不穩定的“低可靠性材料”，限制了它的進一步發展。(2)球墨鑄鐵鐵液因發生“球化衰退”而不允許再進行澆注的有效澆注時間很短，通常只有十幾分鐘。而此時對鐵液進行加熱保溫會明顯加劇球化衰退的速度，因此球鐵件生產線目前幾乎不使用澆注電爐設備，澆注過程中鐵液降溫現象比較嚴重，從而帶來與澆注溫度相關的廢品率升高。(3)目前發達國家應用于汽車工業球鐵件造型、澆注流水線的惰性氣體(氬氣、氮氣)保護氣壓澆注的方法，雖然解決了澆注溫度不穩定的問題，使得澆注溫度穩定可控，并明顯延緩了發生球化衰退的時間，但是并沒有杜絕球化衰退問題，而必須靠提高入爐鐵液的殘余鎂量來不斷補充球鐵鐵液的球化劑損耗，既增大了球化劑消耗，又造成鐵液中過量金屬鎂不斷與爐襯反應，使得爐襯不斷增厚，縮短了電爐爐襯的維修使用周期。同時，由于需要對澆注電爐進行氣體密封，使得爐子結構復雜，使用和維護技術難度大，設備投資大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠避免球鐵鐵液在澆注過程中發生球化衰退和降低澆注溫度的專用澆注設備，其能夠解決上述三項問題，穩定澆注溫度，完全避免球化衰退，從而減少球鐵件生產的廢品損失；降低球化劑的消耗，降低球鐵鐵液澆注電爐的操作與維修難度，從而降低生產成本，簡化工人的修爐、扒渣操作的。本項技術設備對于提高球墨鑄鐵的可靠性，滿足球墨鑄鐵長期連續穩定化生產，特別是對于汽車零件、離心鑄管等大批量連續生產球墨鑄鐵件的企業，具有重要的推廣、應用意義。

本實用新型的技術方案為：本實用新型澆注電爐設備包括爐體，配設在爐體上的澆注口和入料開口，配套設置的對澆注鐵液進行定量的裝置，爐體結構形式可以是底注式，或是氣壓式，其密封的爐內使用富含氧氣的壓縮空氣，而不使用氮氣或氬氣、或是傾倒式的結構，其特征在于：在爐體上部設有石墨電極，在爐內爐內球鐵鐵液上設有富含Mg²⁺、Ca²⁺等活潑金屬離子的高溫熔融堿性爐渣液(特別注明：本文中各離子前后的圓括號“(?)”表示該離子為堿性爐渣中所含的離子；各離子前后的方括號“[?]”表示該離子為球鐵鐵液中的離子)，在球鐵鐵液內設有電極，石墨電極的下端始終保持伸入在堿性爐渣液內，配套設置有直流電源系統，電源陽極連接石墨電極上端，電源陰極連接球鐵鐵液內設置的電極。

本發明在爐體內增加設置有加熱鐵液的感應加熱裝置、或燃氣或燃油燒嘴加熱裝置、或氧-燃氣火焰燒嘴加熱裝置、或等離子體加熱裝置，或同時增加設置上述幾種附加加熱裝置。本發明該直流電渣澆注裝設備的耐火材料內襯材料最好采用富含MgO的鎂砂或煅燒白云石類堿性耐火材料打結修砌，并強調避免使用富含SiO₂、Al₂O₃的耐火材料打結。上述澆注電爐設備，其直流電渣澆注設備中覆蓋在鐵液頂面的堿性渣液材料的成分為富含Mg²⁺、Ca²⁺等活潑金屬離子的多元渣，熔渣的熔點調整控制在1250℃～1500℃的適當范圍內。