用于生产球墨或致密石墨铸铁的方法和设备技术

一种用于在铸模中生产球墨铸铁的方法，该铸模具有一个直浇口、一个内浇口和一个型腔，该型腔具有一个在内浇口水平线之下的第一部分和之上的第二部分，该方法包括将颗粒状的含镁和含硅的处理剂从一个分配器加入正在进入直浇口的金属熔体流中，加入的方式是当铁水浇入型腔的第一部分时，处理剂按常速添加，而当铁水浇入型腔的第二部分时则按降低的速率添加，处理剂的添加操作由这样一个设备来控制，该设备含有：一个容器（１）；一个通过信号变换装置（５）连接到控制装置（６）上的测量与数据获取装置（３）；一个处于容器（１）的下方而与信号变换装置（５）相连接的输送装置（２）；以及一个用于将颗粒状处理剂喷入金属熔体流中的装置（７）。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于生产球墨或致密石墨铸铁的方法和设备，下面将参考球墨铸铁的铸造工艺来对本专利技术作详细的叙述。球墨铸铁(也被称为延性铁或球形石墨铁)是一种铁，其中的石墨是以球粒或球状体的形式存在，在致密石墨铸铁(也被称为蠕墨铸铁或准片状石墨铸铁)中，石墨的形式是一种处于灰口铸铁中的片状石墨形式与球墨铸铁中球形石墨形式之间的一种中间形式。球墨铸铁一般是用镁来处理铁水而制得。常常以少量的稀土与镁一起添加。稀土和诸如钙、钇等元素也可用来生产球墨铸铁，但它们很少单独使用。所有上述的元素都是易氧化的，而镁特别难以处理，因为镁在略高于1100℃的温度下沸腾，而铁水的正常浇铸温度约为1400℃。可用于镁处理工艺的含镁合金的具体例子有，一种用于顶浇法(overpouring)的含镁5-10%(重量)的镁硅铁合金以及用于投入法(plunging)的含镁20-40%(重量)的镁铁合金。将一种用纯镁浸泡过的焦碳用于投入法，还可以将一些特殊的处理容器和方法用于纯镁处理法或特殊合金处理法。所有的这些方法的共性是镁处理法必须在大大高于所需的铸造温度下进行。通常该处理温度约为1500℃。而且，所有这些方法还存在一个共同的问题，即经镁处理过的铁必须进行孕育以使得在金属铸件中形成晶核，为的是要避免形成不希望的白口铁的组织，所说的孕育处理可以在在铁水包中进行，也可以在浇铸单个模型时，直接在浇铸的金属液流中进行，或者在铸模中进行。为了改进工艺方法和改善铸造厂内的工作环境，在最近十年已有很多机械的或自动化的浇铸设备投入使用，为了把经过镁处理的铁水保持在一种保温的或不保温的浇铸装置中，这就引起了一些具体问题，也就是a)镁从铁水中的损失过多，b)镁的反应产物在浇铸设备中逐渐积累，为此，必须定期地清洁和/或翻新耐火衬层，c)在用单个的铸模进行浇铸时，要将孕育作用调节到相同的程度是困难的，并且只能精确地在浇铸的铁水流中进行孕育。在英国专利Nos.1278256和1511246中记载了一种在模具中用镁处理铁水的方法，在此方法中，将一种孕育剂放入铸模内的一个或多个中间室中。该方法只解决了上述a)和b)两点中所列问题。该方法的一个主要缺点是铸模面积的利用率低，因此在给定铸模的情况下铸件的产率相应较低，并且该方法对诸如温度和含硫量等不同的工艺条件的适应性较差。由于需要附加反应室，因此导致铸模面积的利用率低;另外，只能通过改变浇道系统的方法来进行调节。英国专利说明书No.1527054记载了一种能将粉末状或颗粒状的铁-镁合金喷入浇铸系统的方法。可以看出，所记载的这种方法没有工业使用价值，因为即使在实验条件下，该方法也只是偶然地能留下足够的剩余镁和形成球体状石墨。另外，有很多的因素，例如合金的化学组成、镁的利用率对合金的等级和类型以及浇道系统的尺寸之间的关系，都必须予以考虑。欧洲专利申请No.0347052记载了一种用于生产球墨铸铁或致密石墨铸铁的铸模和方法，在此方法中，通过一个配料器将一种含镁的和含硅的处理剂加到处于铸模直浇口处的铁水流中。该铸模含有一个陶瓷过滤器，并且铸模的各个不同部分相互间具有特定的关系，并且要将处理剂的粒径控制在0.2mm至4mm之间。在欧洲专利申请No.0347052中，用于将处理剂加入铁水流中的配料器可以是一种例如在英国专利申请No.2024029A中所记载的那类设备。该设备具有一个与压缩空气或惰性气体的气源相连接的喷嘴;一个用于向来自喷嘴的气流中加入处理剂的装置;以及一个检测器，它能测出在气流和处理剂的流动途径中是否有金属液流的存在，该检测器能以这样一种方式控制处理剂物流，即当处理剂物流的流通途径中出现金属熔体时，指令处理剂的物流开始，而当金属熔体消失时，指令处理剂物料自动停止。已经有人研究出能够完成孕育铁水金属物料的设备，该设备能从铸造过程的开始直至结束，以恒定的流量配入细粉粒状的孕育剂。在实践中已发现，正如在EP 0347052中所述那样，使用这类设备加入处理剂生产球墨铸铁，将会导致镁和硅在铸件中的不均匀分布，这是由于在整个铸造过程中孕育剂的加入速率始终恒定所造成的。结果导致在生产出的铸件中并不是所有的石墨都处于球墨形态，并因此使得铸件具有不同的机械性能。EP 0347052还报导，有一种用来配给处理剂的较佳设备还具有一个用于调节处理剂流量的装置，以便在整个浇铸过程中能够经常地将所需量的处理剂加入金属熔体流中。现已发现，假如在浇铸处于内浇口以下的那部分型腔时，使处理剂按一种常速流动，而在浇铸处于内浇口以上的那部分型腔时，处理剂就按一种降低的速率流动，这样就能可靠而满意地生产出球墨铸铁或致密石墨铸铁。本专利技术提供了一种在铸模中生产球墨铸铁或致密石墨铸铁的方法，该方法使用的铸模具有一个直浇口、一个内浇口和一个型腔，该型腔的第一部分处于内浇口的水平线以下，而型腔的第二部分处于内浇口的水平线以上，该方法的步骤包括用一个配料器将一种颗粒状的含镁和含硅的处理剂以这样一种方式加入正在进入直浇口的铁水中，也就是当铁水浇入型腔的第一部分时，处理剂按常速加入，而当铁水浇入型腔的第二部分时，处理剂按降低的速率加入，借此用处理剂处理铁水，这样在型腔中的铁固化时就获得了一种球墨铸铁或致密石墨铸铁。本专利技术的另一个特征是提供一种专用于实施上面一段文字所述方法的设备，该设备包括一个用于装载颗粒状处理剂的容器，一个通过信号传输装置而连接到控制装置上的测量与数据获取装置;一个处于所说容器的下方并与信号传输装置相连接的输送装置;以及一个用于将颗粒状处理剂喷入金属熔体流中的装置。在本专利技术设备的一个较佳实施方案中，所说容器是一个加料斗，而所说的测量与数据获取装置是一个如德国专利申请公开No.3410845中所述类型的装置，该装置具有一块可让颗粒状处理剂从其上面落下的斜板，而且该斜板与一个称量装置相连接，由该称量装置连续地称量落到该斜板上的处理剂的重量。一个象振动流槽那样的输送装置接受来自所说容器的颗粒状处理剂，然后这些颗粒从输送装置落到斜板上并接着从斜板转移入一个喷射装置中以便将这些颗粒喷射入金属熔体流中。当金属熔体开始流动时，该控制装置就从装载该金属熔体的容器处，例如从一块挡板处接收到一个信号，当该挡板升高时即可让金属熔体流出。该控制装置贮存有根据计算结果编成的程序，该程序是按一个预定的时间间隔连续地计算流过的金属的数量以及处理剂的数量，并把这一信息传送到信号变换装置。来自测量和数据获取装置的有关颗粒状处理剂流量的数据被传送到信号变换装置，该装置也从控制装置处接收有关颗粒状处理剂的所需流量的信息。如果这两种信息之间出现矛盾，该信号变换装置将自动地改变颗粒在输送装置中的流量。控制装置(例如一个微型处理机)贮存有所需的程序，以便保证在浇铸处于内浇口以下的那部分型腔时，有常量的处理剂加入金属熔体流中，而在浇铸处于内浇口以上的那部分型腔时，有降低量的处理剂加入金属熔体流中。用于将颗粒状处理剂喷入金属熔体流的装置最好是一种类似于在英国专利申请No.2024029A中所记载那样的装置，该装置由一个加料斗、一个混合室、一个输送管和一个喷嘴所组成。处理剂的颗粒在重力的作用下落入漏斗中，然后这些颗粒在从喷嘴进入的空气或惰性气体的作用下而在混合室中混合。这些颗粒接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在铸模中生产球墨铸铁或致密石墨铸铁的方法，该方法所用的铸模含有一个直浇口、一个内浇口和一个型腔，该型腔的第一部分处于内浇口的水平线以下，而型腔的第二部分则处于内浇口的水平线以上，该方法包括将颗粒状含镁和含硅的处理剂从一个配料器加入正在进入直浇口的铁水流中，其特征在于，处理剂是以这样一种方式来添加，也就是当铁水浇入型腔的第一部分时，处理剂按常速加入，而当铁水浇入型腔的第二部分时，处理剂按降低的速率加入，以便用处理剂处理铁水，以及使得在型腔中的铁水固化时生成一种球墨铸铁或致密石墨铸铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M费塞尔，W艾森那赫，
申请(专利权)人：福塞科国际有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]