[实用新型]避免球铁铁液在浇注过程中发生球化衰退和降低浇注温度的浇注电炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及球墨铸铁铸造技术领域，具体涉及一种能够避免球铁铁液在浇注过程中发生球化衰退和降低浇注温度的专用浇注设备。

背景技术

球墨铸铁是20世纪40年代末发展起来的一种铸造合金，它是向铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的球状石墨铸铁。由于石墨呈球状，其机械性能远远超过灰铸铁，优于可锻铸铁，甚至接近钢材，而价格低于钢，并且仍具有普通灰口铸铁的许多优良性能，如良好的铸造性、减震性、切削加工性及低的缺口敏感性等。因此，许多重要机械零件如曲轴、连杆、齿轮、阀体、缸套等均可采用球墨铸铁，以节约钢材、降低成本，球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。在生产球墨铸铁的工艺过程中，决定球墨铸铁机械性能的主要因数有：(1)主要取决于铁液凝固过程中所形成的石墨形状，而不是其碳硅等化学成分，因此被称为生产性能不稳定的“魔术”金属材料。球铁是在完成原铁液的冶炼之后再逐包进行球化处理的，不仅不同包次的球铁铁液会存在差别，更主要是同一包铁液也会在数分钟内就发生“球化衰退”变化，使前后不同时间所浇的铸件其性能出现很大差别。这两点原因，大大增加了工厂生产过程质量控制的难度，球铁也因此被看成是不稳定的“低可靠性材料”，限制了它的进一步发展。(2)球墨铸铁铁液因发生“球化衰退”而不允许再进行浇注的有效浇注时间很短，通常只有十几分钟。而此时对铁液进行加热保温会明显加剧球化衰退的速度，因此球铁件生产线目前几乎不使用浇注电炉设备，浇注过程中铁液降温现象比较严重，从而带来与浇注温度相关的废品率升高。(3)目前发达国家应用于汽车工业球铁件造型、浇注流水线的惰性气体(氩气、氮气)保护气压浇注的方法，虽然解决了浇注温度不稳定的问题，使得浇注温度稳定可控，并明显延缓了发生球化衰退的时间，但是并没有杜绝球化衰退问题，而必须靠提高入炉铁液的残余镁量来不断补充球铁铁液的球化剂损耗，既增大了球化剂消耗，又造成铁液中过量金属镁不断与炉衬反应，使得炉衬不断增厚，缩短了电炉炉衬的维修使用周期。同时，由于需要对浇注电炉进行气体密封，使得炉子结构复杂，使用和维护技术难度大，设备投资大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够避免球铁铁液在浇注过程中发生球化衰退和降低浇注温度的专用浇注设备，其能够解决上述三项问题，稳定浇注温度，完全避免球化衰退，从而减少球铁件生产的废品损失；降低球化剂的消耗，降低球铁铁液浇注电炉的操作与维修难度，从而降低生产成本，简化工人的修炉、扒渣操作的。本项技术设备对于提高球墨铸铁的可靠性，满足球墨铸铁长期连续稳定化生产，特别是对于汽车零件、离心铸管等大批量连续生产球墨铸铁件的企业，具有重要的推广、应用意义。

本实用新型的技术方案为：本实用新型浇注电炉设备包括炉体，配设在炉体上的浇注口和入料开口，配套设置的对浇注铁液进行定量的装置，炉体结构形式可以是底注式，或是气压式，其密封的炉内使用富含氧气的压缩空气，而不使用氮气或氩气、或是倾倒式的结构，其特征在于：在炉体上部设有石墨电极，在炉内炉内球铁铁液上设有富含Mg²⁺、Ca²⁺等活泼金属离子的高温熔融碱性炉渣液(特别注明：本文中各离子前后的圆括号“( )”表示该离子为碱性炉渣中所含的离子；各离子前后的方括号“[ ]”表示该离子为球铁铁液中的离子)，在球铁铁液内设有电极，石墨电极的下端始终保持伸入在碱性炉渣液内，配套设置有直流电源系统，电源阳极连接石墨电极上端，电源阴极连接球铁铁液内设置的电极。

本发明在炉体内增加设置有加热铁液的感应加热装置、或燃气或燃油烧嘴加热装置、或氧-燃气火焰烧嘴加热装置、或等离子体加热装置，或同时增加设置上述几种附加加热装置。本发明该直流电渣浇注装设备的耐火材料内衬材料最好采用富含MgO的镁砂或煅烧白云石类碱性耐火材料打结修砌，并强调避免使用富含SiO₂、Al₂O₃的耐火材料打结。上述浇注电炉设备，其直流电渣浇注设备中覆盖在铁液顶面的碱性渣液材料的成分为富含Mg²⁺、Ca²⁺等活泼金属离子的多元渣，熔渣的熔点调整控制在1250℃～1500℃的适当范围内。