專利名稱：鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋及設備的制作方法
鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋及設備屬于鐵鍋的鑄造工藝及設備。
鋼、鐵屑熔煉再生鐵在我國已有幾十年的實用歷史，但是都是通過二次熔煉后鑄造成鑄件或產品，因而能耗大、生產周期長。對于利用鋼、鐵屑一次熔煉成鑄鐵鍋產品，由于鋼、鐵屑粒度小，銹蝕嚴重，在熔煉過程中氧化性氣氛強;同時鋼、鐵屑中所含元素復雜，且不穩定，鋼屑中含C量低，用這種材料鑄造0.8mm左右的鑄鐵鍋，產品質量難以保證，產品內表面氧化渣堆積嚴重，光滑度差，甚至形成孔洞而報廢;鐵水成份的不穩定，經常出現白口，不適宜鐵鍋生產;個別廠用鐵屑一次熔煉鑄造的3mm以上鐵鍋，采用倒注方法，雖然鐵鍋表面的光滑度尚可，但產品質量依然較差。
本發明旨在解決鑄鐵鍋生產中存在的上述問題，并鑄造一種含有鋅、銅、鐵、稀土元素和其他微量元素的多微量元素營養鍋。
實現上述發明任務的技術方案是采用Zn-Cu-Fe逐步熔化加料升溫的方法熔制鋅、銅、鐵和其他微量元素的粒狀多元復合中間合金，然后將復合中間合金以一定比例加入到鐵水包中澆注，多元復合中間合金有鋅、銅、鐵、稀土和其他微量元素，其中鋅、銅與鐵的比例為40∶30∶30;鐵屑一次性熔煉鑄造的營養鍋含有鋅、銅、鐵、稀土和其他微量元素，每100克熟食中，鋅的溶出量為0.2-1mg，銅溶出量為0.2-0.3mg，鐵的溶出量為2.5-5.5mg;專門用于實施鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋的設備-熱風攙爐，由爐基，爐身和包括鼓風機(10)、冷風管(9)、風咀(8)、熱風倒管(4)和放風閥(12)的供風系統幾部分組成，在爐身加料口上方設一熱風室(5)，熱風室內自上而下排列八層鑄管(13)，每層四根，用U形彎管連接。
下面進一步詳述本發明多微量元素營養鍋除含有鐵、稀土和其他微量元素外，還有較高溶出量的鋅和銅。由于鋅的熔點為420℃，沸點為908℃，遠低于鐵的熔點(1530℃)，當在鐵水包中單純加純鋅時，鋅幾乎全部被氣化損失，所以純鋅很難直接被鐵水吸收;另從鐵水質量看，純鋅加入量越高，鐵水中的鐵氧化渣越多，且分散，從而影響鑄鐵鍋的內在質量和表面質量。Cu在鐵水中的含量雖已達到0.2%，但離子析出量仍少，因此必須適當增加銅量以提高鑄鐵鍋中的Cu離子析出量。本發明采用多元復合中間合金提高鋅合金的熔點、沸點，減少氣化沸騰燒損和氧化渣，以提高鐵水對鋅的吸收率，然后將多元復合中間合金加入以鐵屑熔煉的鐵水中。多元復合中間合金的配比是40%Zn+30%Cu+30%Fe，以及稀土和其他微量元素。多元復合中間合金采用石墨坩堝熔制，熔煉時在鍋底裝入部分廢鐵料和全部銅料，再在其上裝入全部鋅料，鐵料的加入量以鋅液能全部復蓋住銅、鐵料為限，然后升溫熔化;鋅熔化后撒上干燥木炭，加一層覆蓋劑，繼續升溫，待銅熔化后，用力攪拌，再隨溫度的升高，分批小量加入細鐵料，并注意攪拌，在加鐵料過程中，要注意合金液面復蓋嚴密，不讓其暴露，并逐步將合金液的溫度升至1200℃左右，待鐵料全部熔化后，再加入其他微量元素，同時用力攪拌，直至完全熔化，然后降溫至1050-1100℃，扒去適當渣量，再將合金液澆入有孔徑3mm的鐵勺內，任其漏出落入深水中，獲得小顆粒的多元復合中間合金。復合中間合金的添加工藝對產品質量影響較大，這是由于復合中間合金中大部分元素易氧化，若添加工藝不當，會造成中間合金的元素氧化燒損，一則使微量元素在鍋中的含量減少，二則鐵水的氧化渣會激烈增多，直接損害產品質量，因此以0.3-0.7%的比例，用小包加入復蓋或中包加入復蓋、小包內補加復蓋的添加工藝是切實可行的。澆注時注意中間包和小澆注包的完全烘干。將準備好的中間合金0.3%加入中間包的小坑內，其上復蓋草灰，打緊，再用小塊鍋片蓋住，鐵水流不得直接沖刷合金坑，中間包的鐵水要用珍珠巖和草灰復蓋嚴密，再在小澆注包內補充加入0.2%的中間合金，蓋上草灰，澆注速度要快，燒注后，模內挖渣到壓鑄之間的時間控制在1.5分之內。
保證鐵屑一次熔煉鑄營養鍋的冶煉質量還必須解決鐵屑一次性煉熔的鐵水質量，包括化學成分，鐵水溫度的穩定，這里要對熔煉設備-小攙爐進行改造，針對小攙爐存在的有效高度低，氣體燃燒不完全，熱能損失大，元素燒損嚴重，鐵水質量不穩定等問題，從提高入爐風溫，改造爐體結構，改善爐內還原氣氛著手，實現小攙爐化鐵屑一次鑄造營養鍋。如附圖所示，為了提高入爐風溫，在爐體上方增設一個換熱室(5)，自上而下排列八層鑄管(13)，每層四根，熱風流程為52m，換熱面積達22m2，充分利用該爐的煙氣熱來提高入爐風溫，從而提高爐內的爐氣溫度在500℃左右，改善熔融鐵水與熾熱焦炭的熱交換條件，增強還原氣氛，使鐵水過熱，又減少了元素的氧化燒損，為鐵水增碳創造良好的物理化學條件。另外將風咀區的爐膛直徑從500mm縮小至400mm，可提高送風強度，增大風咀區的爐氣流速，將予熱帶爐膛直徑從500mm擴大至600mm，減少予熱帶的爐氣流速，降低熔融鐵滴鐵屑的下降速度，延長鐵滴和鐵屑與熾熱焦炭的熱交換時間，并可減少細料鐵屑被強氣流帶出加料口;爐缸深度從200mm加深至350mm，以延長鐵水在爐缸內的停留時間，提高出爐鐵水的潔凈度，強行增碳。攙爐的改造使鐵水質量符合鑄造營養鍋的要求。
本發明方法和設備鑄造的營養鍋不僅成品率高達92%，鐵鍋表面光潔、內在質量好，而且含有多種微量元素，鋅、銅、鐵的溶出量顯著高于一般鑄鐵鍋;能耗下降，勞動條件改善，以廢鐵屑為原料，既變廢為利，又減少了環境污染。
熱風攙爐簡圖1、機械傾爐系統2、出鐵咀(出渣咀)3、爐身傾斜交耳軸4、熱風倒管5、換熱室6、煙囪7、除塵器8、風咀9、冷風管10、鼓風機11、消聲器12、放風閥13、鑄管
權利要求
1.鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋及設備，其特征在于采用2n-Cu-Fe逐步熔化加料升溫的方法熔制鋅、銅、鐵和其他微量元素的粒狀多元復合中間合金，然后將復合中間合金以一定比例加入到鐵水包中澆注。
2.按照權利要求1所述的鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋及設備，其特征在于多元復合中間合金含鋅、銅、鐵、稀土和其他微量元素，其中鋅、銅與鐵的比例為40∶30∶30。
3.一種用權利要求1所述的鐵屑一次性熔煉鑄造的營養鍋，其特征在于營養鍋含有鋅、銅、鐵、稀土和其他微量元素，每100克熟食中，鋅的溶出量為0.2-1mg，銅溶出量為0.2-0.3mg，鐵的溶出量為2.5-5.5mg。
4.一種專門用于實施鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋的設備-熱風攙爐，由爐基，爐身和包括放風閥(12)、冷風管(9)、風咀(8)、熱風倒管(4)和鼓風機(10)的供風系統幾部分組成，其特征在于在爐身加料口上方設一熱風室(5)，熱風室內自上而下排列八層鑄管(13)，每層四根，用U形彎管連接。
全文摘要
鐵屑一次性熔煉鑄營養鍋及設備，屬于鐵鍋的鑄造工藝及設備。本發明采用Zn-Cu-Fe逐步熔化加料升溫方法熔制鋅、銅、鐵、稀土和其他微量元素的多元復合中間合金，然后以一定的比例加入到鐵水包中澆注營養鍋，同時在攙爐爐身加料口上方增設一熱風室，滿足鐵屑一次熔化鐵水的鑄鍋要求。本發明方法和設備鑄造的營養鍋內在質量好，表面光潔，含鋅、鋼、鐵、稀土和其他微量元素，可提供人體所需的微量元素，有益健康。
文檔編號A47J36/02GK1073215SQ91106869
公開日1993年6月16日 申請日期1991年12月10日 優先權日1991年12月10日
發明者李一川, 李緒業 申請人:湖南省昌明鍋廠