一種澆鑄裝置及鎂硅鐵合金制粒工藝的制作方法

本發明涉及鐵合金生產領域，特別涉及一種澆鑄裝置及鎂硅鐵合金制粒工藝。

背景技術：

鋼鐵行業在通過鑄造法生產鑄件過程中，往往會往鋼鐵液中添加一定量的合金元素，以去除鋼液中雜質，改善鑄件品質及機械力學性能。鑄造過程微量改性添加元素多先融入硅鐵合金內，然后以硅鐵合金形式加入鋼液中，統稱為鑄造改性材料。鑄造改性材料品類繁多，多數是合金鑄塊加工到一定粒度后，加入到鋼鐵液中進行調質處理。隨著鑄造行業技術的發展，人們發現硅鐵合金鑄塊的粒徑大小和形狀的不同使得硅鐵合金在鋼液中下沉和熔化速度不同，對鑄件的質量存在較大影響。因此，像特種鋼材鑄造、大型軍用板坯材料鑄造、汽車及輪船發動機鑄造等越來越多的領域對鋼液或鐵液中加入的合金添加劑粒度和形貌要求趨于嚴格。

現有鎂硅鐵合金主要是采取平模熔鑄成厚塊后，進行鄂式破碎和對輥破碎加工，生產出來的顆粒形狀不規則，粒度均勻性差，破碎成品率低，下游鑄造行業使用過程產品穩定性不易控制，使用過程存在一定弊端。因此，有必要提供一種粒度均勻性好，破碎成品率高的鎂硅鐵合金制粒工藝。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服了上述缺陷，提供一種粒度均勻性好，破碎成品率高的鎂硅鐵合金制粒工藝，同時提供一種可進行連續澆鑄的澆鑄裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種澆鑄裝置，包括容器和料斗，所述容器為長方體結構，所述容器設有進料口和出料口，所述容器內設有隔板，所述隔板沿著進料口向出料口的方向設置，所述隔板將容器分隔成兩個以上的澆鑄液通道，所述澆鑄液通道的寬度為20mm-25mm，高度為800mm-1200mm，所述隔板內沿著隔板長度方向上設有冷卻水通道，所述料斗與容器的進料口相連。

進一步的，所述隔板為兩個以上，所述隔板沿著容器的長度方向等間距平行設置。

進一步的，所述冷卻水通道為直徑為25mm的圓柱形凹槽，所述冷卻水通道的進水口和冷卻水通道的出水口的直徑均為20mm。

進一步的，所述冷卻水通道的進水口位于隔板的下部，所述冷卻水通道的出水口位于隔板的上部。

進一步的，所述料斗為上下開口的四棱臺結構，所述四棱臺的下底面邊長小于上底面的邊長，所述四棱臺的下底面與容器的進料口相適配。

進一步的，所述料斗上設有保溫層。

進一步的，所述保溫層為高溫耐火磚。

進一步的，所述隔板的材質為側壁光滑的耐高溫不銹鋼。

本發明的有益效果在于：通過設計澆鑄液通道的尺寸，可使液態合金順著通道向下一次豎向成型接近下游粒度要求的尺寸規格的鑄塊，可將鎂硅鐵合金鑄塊的粒徑控制在10mm-25mm；控制澆鑄液通道具有一定的高度，確保液態鎂硅鐵合金完全凝固成鑄塊；每個隔板上設有的冷卻水通道確保進入通道內的熔煉的鎂硅鐵合金液能快速凝固；鑄造過程中活潑元素氧化率低，成分偏析小，使得鑄造出的鎂硅鐵合金在作為下游鋼鐵鑄造行業添加助劑時，球化、孕育及除雜等效果都有顯著改善；澆鑄操作可以不間斷連續進行，適應于工業化生產。

為了解決上述另一個技術問題，還提供了一種應用澆鑄裝置的鎂硅鐵合金制粒工藝，包括如下步驟：

步驟1、將澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，并且距離地平面3m-5m；

步驟2、合金熔煉爐內熔煉好鎂硅鐵合金后，傾爐，將鎂硅鐵合金液倒入澆鑄裝置的料斗內，鎂硅鐵合金液流入由隔板和隔板圍成的澆鑄液通道或隔板和容器圍成的澆鑄液通道內，向冷卻水通道內通冷卻水，流入澆鑄液通道內的鎂硅鐵合金液凝固成鎂硅鐵合金鑄塊，完成鑄造；

步驟3、步驟2所得的鎂硅鐵合金鑄塊從容器的下料口降落至水平地面上，破碎成鎂硅鐵合金粒，對鎂硅合金粒進行篩選，符合粒度要求的鎂硅鐵合金粒直接作為產品，篩選出的粗粒度品進行破碎整形至粒度要求。

進一的，所述步驟3中的破碎整形處理是在齒輥破碎機中進行。

本發明的有益效果在于：通過將澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，同時距地平面距離設計為一定高度，可保證成型合金鑄塊下落高度合理，能使鎂硅鐵合金在自重的作用下降落并進行一次最大量的落地碎成產品；鎂硅鐵合金鑄塊破碎后形成的鎂硅鐵合金粒的外觀形貌接近方形和圓形，極大程度減少了長條狀和扁平狀產品的生成，均勻性及穩定性好；自重降落破碎的鎂硅鐵顆粒中有60％直接為所需產品粒度，減少了后續破碎流程工作量，延長了破碎設備的使用壽命，也減少了破碎過程細粉料生成，成品率低的問題；破碎后的鎂硅鐵合金具有較好的粒度規格和外觀形貌，用于下游鑄造行業高溫鋼鐵液添加劑，可有效提高下游鑄件的綜合性能和成品率。

附圖說明

圖1是本發明實施例澆鑄裝置的隔板結構示意圖。

圖2是本發明實施例澆鑄裝置的隔板結構示意圖(圖中箭頭表示熔煉好的鎂硅鐵合金的流向)。

標號說明：

1-容器；2-隔板；3-澆鑄液通道；4-冷卻水通道；5-進水口；6-出水口；7-料斗；8-保溫層。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

本發明最關鍵的構思在于：設計澆鑄液通道的尺寸，使液態鎂硅鐵合金一次豎向成型的鑄塊接近下游粒度要求的尺寸規格；合理設計澆鑄裝置與地面的距離，使得鑄塊在自重降落后最大量的落地碎成產品。

請參閱圖1-2，本實施例的澆鑄裝置，包括容器1和料斗7，所述容器1為長方體結構，所述容器1設有進料口和出料口，所述容器1內設有隔板2，所述隔板2沿著進料口向出料口的方向設置，所述隔板2將容器1分隔成兩個以上的澆鑄液通道3，所述澆鑄液通道3的寬度為20mm-25mm，高度為800mm-1200mm，所述隔板2內沿著隔板2長度方向上設有冷卻水通道4，所述料斗7與容器1的進料口相連。

本發明的工作過程為：將隔板2沿著容器1的進料口向出料口的方向焊接在容器1上，使得隔板2在容器1內呈柵欄式橫向排列開來，隔板2將容器1分隔成多個澆鑄液通道3，控制澆鑄液通道3的寬度為20mm-25mm，高度為800mm-1200mm；在隔板2的內部通過挖槽形成循環水的冷卻水通道4，向冷卻水通道4內通水就可實現對流經澆鑄液通道3內的液態合金進行冷卻凝固；將料斗7焊接在容器1的進料口上，使料斗7內的液態合金能順著澆鑄液通道3并被冷卻水通道4內的冷卻水冷卻凝固后成合金鑄塊，合金鑄塊通過出料口下料。

從上述描述可知，本發明的有益效果在于：通過設計澆鑄液通道的尺寸，可使液態鎂硅鐵合金順著澆鑄液通道一次豎向成型接近下游粒度要求的尺寸規格的鑄塊，可將鎂硅鐵合金鑄塊的粒徑控制在10mm-25mm；設計澆鑄液通道具有一定的高度，確保液態鎂硅鐵合金完全凝固成鑄塊；每個隔板上設有的冷卻水通道確保進入通道內的熔煉的鎂硅鐵合金液能快速凝固，鑄造過程中活潑元素氧化率低，成分偏析小，使得鑄造出的鎂硅鐵合金在作為下游鋼鐵鑄造行業添加助劑時，球化、孕育及除雜等效果都有顯著改善；澆鑄操作可以不間斷連續進行，適應于工業化生產。

進一步的，所述隔板2為兩個以上，所述隔板2沿著容器1的長度方向等間距平行設置。

由上述描述可知，隔板成柵欄式橫向排布在容器上，隔板將容器的長度等距分隔，隔板與隔板之間，隔板與容器壁之間圍成所需的澆鑄液通道。

進一步的，所述冷卻水通道4為直徑為25mm的圓柱形凹槽，所述冷卻水通道4的進水口5和冷卻水通道4的出水口6的直徑均為20mm。

由上述描述可知，進水口和冷卻水的出口的直徑小于冷卻水通道的直徑，可使冷卻水在通道內停留的時間更長，達到對通道內的液態合金充分冷卻，保證液態合金能完全凝固。

進一步的，所述冷卻水通道4的進水口5位于隔板2的下部，所述冷卻水通道4的出水口6位于隔板2的上部。

由上述描述可知，下進上出的冷卻形式，冷卻效果更好，確保液態鎂硅鐵合金的凝固更完全。

進一步的，所述料斗7為上下開口的四棱臺結構，所述四棱臺的下底面邊長小于上底面的邊長，所述四棱臺的下底面與容器1的進料口相適配。

由上述描述可知，四棱臺結構的料斗使液態合金能順利流入澆鑄液通道內，實現可連續澆鑄。

進一步的，所述料斗7上設有保溫層8。

進一步的，所述保溫層8為高溫耐火磚。

由上述描述可知，保溫層起到保溫作用，防止液態的鎂硅鐵合金熔化，確保液態的鎂硅鐵合金能更好的填充通道，保證了鑄造出的鎂硅鐵合金鑄塊的外形尺寸。

進一步的，所述隔板2的材質為側壁光滑的耐高溫不銹鋼。

由上述描述可知，耐高溫不銹鋼的隔板，可防止隔板被高溫熔煉后的液態鎂硅鐵合金侵蝕熔化；光滑外壁的隔板可防止液體鎂硅鐵合金粘固在隔板上，保證了澆鑄過程的連續性。

本發明還提供了一種應用澆鑄裝置的鎂硅鐵合金制粒工藝，包括如下步驟：

步驟1、將澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，并且距離地平面3m-5m；

步驟2、合金熔煉爐內熔煉好鎂硅鐵合金后，傾爐，將鎂硅鐵合金液倒入澆鑄裝置的料斗內，鎂硅鐵合金液流入由隔板和隔板圍成的澆鑄液通道或隔板和容器圍成的澆鑄液通道內，向冷卻水通道內通冷卻水，流入澆鑄液通道內的鎂硅鐵合金液在冷卻水通道內的冷卻水冷卻作用下凝固成鎂硅鐵合金鑄塊，完成鑄造；

步驟3、步驟2所得的鎂硅鐵合金鑄塊從容器的下料口降落至水平地面上，在鎂硅鐵合金鑄塊重力作用下下落并破碎成鎂硅鐵合金粒，對鎂硅合金粒進行篩選，符合粒度要求的鎂硅鐵合金粒直接作為產品，篩選出的粗粒度品進行破碎整形至粒度要求，完成制粒。

本發明的有益效果在于：將鎂硅鐵澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，并距離地面一定高度，使液態鎂硅鐵合金順著通道向下流并進行冷卻成鎂硅鐵合金鑄塊，鎂硅鐵合金鑄塊在自重的作用下降落，進行一次最大量的落地碎成產品，且制得的鎂硅合金粒的外觀形貌接近方形和圓形，極大程度減少了長條狀和扁平狀產品的生成，均勻性及穩定性好；自重降落破碎的鎂硅鐵顆粒中有60％為所需產品粒度，減少了后續破碎流程工作量，延長了破碎設備的使用壽命，也減少了破碎過程細粉料生成，成品率低的問題；破碎后的鎂硅鐵合金具有較好的粒度規格和外觀形貌，用于下游鑄造行業高溫鋼鐵液添加劑，可有效提高下游鑄件的綜合性能和成品率。

進一步的，所述步驟3中的破碎整形處理是在齒輥破碎機中進行。

由上述描述可知，經過齒輥破碎機使粗粒度品破碎到下游鋼鐵鑄造行業添加助劑時所需的粒度。

請參照圖1-2所示，本發明的實施例一為：

一種澆鑄裝置，包括容器1、隔板2和料斗7，所述容器1、隔板2和料斗7均由耐高溫的不銹鋼材料制成，所述容器1為長方體結構，所述容器的寬度為25mm，所述容器1設有進料口和出料口，所述容器1內設有隔板2，所述隔板2有29塊，所述隔板2的外壁光滑，所述隔板2沿著進料口向出料口的方向設置，所述隔板2將容器1分隔成30個澆鑄液通道3，所述澆鑄液通道3的寬度為25mm，高度為900mm，所述澆鑄液通道3為25mm×25mm×900mm的豎向通道3，所述隔板2的厚度為55mm，所述隔板2內沿著隔板2長度方向上設有冷卻水通道4，所述冷卻水通道4的進水口5位于隔板2的下部，所述冷卻水通道4的出水口6位于隔板2的上部，所述料斗7與容器1的進料口相連，所述料斗7上設有保溫層8。

本發明的實施例二為

在實施例一的基礎上做進一步的改進，所述冷卻水通道4為直徑為25mm的圓柱形凹槽，所述冷卻水通道4的進水口5和冷卻水通道4的出水口6的直徑均為20mm，所述料斗7為上下開口的四棱臺結構，所述四棱臺的下底面邊長小于上底面的邊長，所述四棱臺的下底面與容器1的進料口相適配，所述保溫層8為高溫耐火磚。

一種應用澆鑄裝置的鎂硅鐵合金制粒工藝，包括如下步驟：

步驟1、將澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，澆鑄裝置與熔煉爐的爐口間距設計為可足夠熔煉爐翻轉傾倒，同時澆鑄裝置距地平面距離設計為3.70m；

步驟2、合金熔煉爐內熔煉好鎂硅鐵合金后，傾爐將鎂硅鐵合金液倒入澆鑄裝置的料斗7內，使液態鎂硅鐵合金液流入由隔板和隔板圍成的澆鑄液通道3或隔板和容器圍成的澆鑄液通道3內下落填充，向冷卻水通道4內通冷卻水，流入澆鑄液通道3內的鎂硅鐵合金液在冷卻水通道4內的冷卻水冷卻作用下凝固成鎂硅鐵合金鑄塊，依靠鎂硅鐵合金鑄塊的自重，完成鑄造；

步驟3、步驟2所得的鎂硅鐵合金鑄塊從容器1的下料口降落至水平地面上，在鎂硅鐵合金鑄塊重力作用下下落并破碎成鎂硅鐵合金粒，對鎂硅合金粒進行篩選，符合粒度要求的3-20mm的粒度的塊料直接作為產品，篩選出的粒度大于20mm的粗粒度品進入齒輥破碎機中進行破碎整形，至粒度要求，完成制粒，得到最終產品。

通過上述方法制得的鎂硅鐵合金塊外觀形貌接近方形和圓形，極大程度減少了長條狀和扁平狀產品的生成，均勻性及穩定性好，澆鑄工藝可以不間斷連續進行。同時，減少后續破碎流程工作量，減少輥式破碎過程細粉料生成。

綜上所述，本發明提供的澆鑄裝置及鎂硅鐵合金制粒工藝，通過設計一套澆鑄裝置對液態鎂硅鐵合金進行連續不間斷澆鑄，控制澆鑄裝置內隔板的尺寸以及澆鑄液通道的尺寸，形成一個或多個具有一定高度的豎向的澆鑄液通道，有效地控制鑄成合金外形尺寸，使得鑄成的合金一次豎向成型接近下游粒度要求的尺寸規格，并且能確保液態合金完全凝固；料斗上的保溫層確保了液態合金更好填充通道，并在隔板上的下進上出的冷卻水通道內的循環冷卻水作用下合金鑄塊快速凝固，在鎂硅鐵合金塊自重的作用下從通道內向下降落，完成鑄造；鑄造出的鎂硅鐵合金塊粒徑為10mm-25mm，且鑄造過程中活潑元素氧化率低，成分偏析小，使得鑄造出的鎂硅鐵合金在作為下游鋼鐵鑄造行業添加助劑時，球化、孕育及除雜等效果都有顯著改善。

將澆鑄裝置安裝在熔煉爐傾倒口下端，同時距地平面距離設計為一定高度，保證成型合金下落高度合理，能使合金最大量的落地碎成產品，制得的合金塊外觀形貌接近方形和圓形，極大程度減少了長條狀和扁平狀產品的生成，均勻性及穩定性好，用于下游鑄造行業高溫鋼鐵液添加劑，可有效提高下游鑄件的綜合性能和成品率；同時，自動下落的鑄造完成的合金中60％可自動碎裂成所需產品粒度，減少長條狀等異形品產生，減少后續破碎流程工作量，減少破碎設備工作量，減少了雙輥破碎過程細粉料生成，成品率低的問題。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。