阅读说明：本技术 一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸设备及工艺 (High-purity molten iron slag-free control casting equipment and process for pig casting machine ) 是由 曲刚 徐涛 张勇 周海川 刘志国 卜二军 任俊 昝智 程鹏 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸设备,包括铁水包(1),铁水包支座(2),铸铁溜槽(3),所述铁水包(1)放置在铁水包支座(2),所述铁水包支座(2)下设置有铸铁溜槽(3),所述铁水包(1)底部设置有滑动水口,所述滑动水口正对铸铁溜槽(3)。采用铁水包底部配用滑动水口下注出铁方式,采用液压装置控制滑动水口的开闭,省去翻包设备,提升了安全系数；铸铁机铸铁操作更容易控制,也能达到随流孕育的铸铁效果,改善铁锭的铸造质量；同时采用滑动水口控渣和挡渣装置实现无渣浇注,从而大大降低铁水的有害成分和减少铸铁里的夹杂物。(The invention provides high-purity molten iron slag-free control casting equipment of a pig casting machine, which comprises a ladle (1), a ladle support (2) and a cast iron chute (3), wherein the ladle (1) is placed on the ladle support (2), the cast iron chute (3) is arranged below the ladle support (2), a sliding water gap is arranged at the bottom of the ladle (1), and the sliding water gap is opposite to the cast iron chute (3). The bottom of the ladle is matched with a sliding nozzle for pouring iron, and a hydraulic device is adopted to control the opening and closing of the sliding nozzle, so that ladle overturning equipment is omitted, and the safety coefficient is improved; the cast iron operation of the pig casting machine is easier to control, the cast iron effect of stream inoculation can be achieved, and the casting quality of iron ingots is improved; and meanwhile, the slag-free pouring is realized by adopting a sliding gate slag control and slag stopping device, so that the harmful ingredients of molten iron are greatly reduced, and the inclusion in cast iron is reduced.)

一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸设备及工艺

技术领域

本公开的实施例一般涉及冶金领域，具体涉及一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸工艺。

背景技术

高纯生铁是一种磷、硫、锰、钛等有害杂质元素含量低，特定微量元素含量很少的高端铸件专用铁，主要用于风电铸件、核电铸件、大断面球铁铸、有低温冲击韧度和疲劳性能要求的球铁铸件等。因此在冶炼阶段采用低Si精炼法，实施低Si、低Ti冶炼；在炉外处理阶段增加了增Si、脱S、扒渣及铸铁浇注时随流孕育对铁液处理，因此控制浇注速度来进行随流孕育，使高纯生铁呈细灰口生铁，保证金相组织为珠光体+铁素体及A型石墨，其次通过无渣操作来防止铁水回P及降低S的含量，同时改善铸锭质量减少夹杂。

传统铸铁工艺是采用铁水包倾翻浇铸工艺，铁水浇铸过程中，铁、渣混出到铁水溜槽中，经铁水溜槽流入铸铁模内，不可避免渣夹杂铸铁块中，而且靠倾翻铁水包的浇铸速度难以控制，降低了随流孕育的效果。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸设备，包括铁水包(1)，铁水包支座(2)，铸铁溜槽(3)，所述铁水包(1)放置在铁水包支座(2),所述铁水包支座(2)下设置有铸铁溜槽(3)，所述铁水包(1)底部设置有滑动水口,所述滑动水口正对铸铁溜槽(3)。

进一步地，铁水包(1)底部设置有滑动水口和附属液压控制水口滑动装置，滑动水口包括上水口(41)，下水口(42)和水口滑板(43)，附属液压控制装置的固定在铁水包支座(2)的平台上，活动端与驱动连接机构的一端铰接，所述驱动连接机构的另一端与水口滑板(43)铰接。

进一步地，所述水口滑板(43)位于下水口(1)上，铁水包上设有用于固定水口滑板(43)竖直位置的滑槽，水口滑板(43)能够在滑槽内往复移动。

进一步地，铸铁机铸铁溜槽采用多段式焊接结构，头部为设置有窝槽小坑，采用耐火浇注料整体浇注，底部铁水冲击区镶有耐火冲击板，溜槽底面采用缓冲斜坡浇注，尾部为燕尾式流嘴。

进一步地，所述窝槽小坑为上口直径600mm，高度200mm的锅底形式小坑。

进一步地，窝槽小坑出口设置渣铁分离器式的底部出铁，上部设置有挡渣装置(7)。

每包铸铁前，在铸铁溜槽小坑前端铁流出口处设置挡渣板，挡渣板按耐火材料转炉挡渣球材质定制，挡渣板宽100mm，高100mm，上部40mm按渣的比重设计，下部60mm按渣铁之间的比重设计，确保能够在小坑内浮起，并保证浮起不至于翻转。

放置挡渣板的小坑在注入铁水后，随着铁水液面升高，挡渣板浮在铁流出口的液面上，将残余部分的浮渣阻挡在小坑内部，而铁水则通过底部流入溜槽；当包内铁水浇注完毕后，随着小坑内铁水液面的下降挡渣板也逐渐下降将残渣挡留在小坑内，在下一包铸铁前人工清走。

进一步地，铁水包支座(2)，基础采用钢筋混凝土浇注，支座部分采用钢结构焊接，并内侧喷涂高温耐火材料。

进一步地，一种使用权利要求1-6所述的浇铸设备进行浇铸的方法，其特征在于，采用铁水包底部配用滑动水口下注出铁方式，采用液压装置控制滑动水口的开闭，同时浇铸过程中通过滑动水口控制装置，能够精确地调节从铁水包到铸铁溜槽的铁水流量，使流入和流出的铁水达到平衡，采用滑动水口控渣和挡渣装置实现无渣浇注。

进一步地，包括以下步骤：将装有铁水的铁水包，吊至铸铁溜槽上方的铁水包支座上，平稳座至包位上，底部水口处正对溜槽小坑上方；启动滑动水口的液压装置，缓慢开启水口，控制铁水流速，并缓慢加入孕育剂至小坑，使流入和流出的铁水达到平衡；通过溜槽铁水进入铸铁模，水冷成型。

进一步地，包括以下步骤：

1)铁水包滑动水口的准备：安装上水口，清理水口滑板并安装完毕，安装好下水口并固定，调试滑动水口并处于关闭状态，并从铁水包顶部装入引流沙；

2)出铁至配有滑动水口铁水包里，满包后，盖上包盖，铁水运输车送至铸铁机；

3)将装有铁水的铁水包，吊至铸铁溜槽上方的铁水包支座上，平稳座至包位上，底部水口处正对溜槽小坑上方；

4)将固定在平台上液压缸的液压控制接头，连接至滑动水口的液压控制接头上；

5)启动滑动水口的液压装置，缓慢开启水口，控制铁水流速，并缓慢加入孕育剂至小坑，使流入和流出的铁水达到平衡。掌握铸铁模里铁水平面与铸铁模上平面相差10－20mm左右。

随着铁流加入粒度为1-3mm孕育剂，加入量为4kg/min。

7)当流满铁水的头一块模子走到近顶端冷却水管门处，立即开冷却水，不要过早或过迟，冷却水压力保持0.3Mpa流量12m3/h。

9)操作人员时刻观测滑动水口铁流，铁流下渣后及时关闭滑动水口。浇注时间控制25分钟-30分钟。

10)吊转铁水包至翻包坑倒出残余渣铁。

11)清理铸铁溜槽窝槽小坑和挡渣板下的残渣。

本发明提供的铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸工艺具有以下优点：采用铁水包底部配用滑动水口下注出铁方式，采用液压装置控制滑动水口的开闭，省去翻包设备，提升了安全系数；同时浇铸过程中通过滑动水口控制装置，能够精确地调节从铁水包到铸铁溜槽的铁水流量，使流入和流出的铁水达到平衡，从而使铸铁机铸铁操作更容易控制，也能达到随流孕育的铸铁效果，改善铁锭的铸造质量；同时采用滑动水口控渣和挡渣装置实现无渣浇注，从而大大降低铁水的有害成分和减少铸铁里的夹杂物。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为一种铸铁机高纯铁水无渣控制浇铸设备的示意图；

图2为溜槽的俯视结构示意图；

图3为铸铁工艺流程图；

其中：1-铁水包，2-铁水包支座，3-铸铁溜槽，41-上水口，42-下水口，43-水口滑板，5-挡渣装置，6-铁水，7-溜槽小坑。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开中，改变铁水包倾翻带来的不足，取消铁水包倾翻机构，采用铁水包底部配用滑动水口下注出铁方式，采用液压装置控制滑动水口的开闭，省去翻包设备，提升了安全系数；同时浇铸过程中通过滑动水口控制装置，能够精确地调节从铁水包到铸铁溜槽的铁水流量，使流入和流出的铁水达到平衡，从而使铸铁机铸铁操作更容易控制，也能达到随流孕育的铸铁效果，改善铁锭的铸造质量；同时采用滑动水口控渣和挡渣装置实现无渣浇注，从而大大降低铁水的有害成分和减少铸铁里的夹杂物。

实施例1

本公开的一个实施例，采用铁水包(1)底部配备滑动水口和附属液压控制水口滑动装置，滑动水口包括上水口(41)，下水口(42)和水口滑板(43)，所附液压控制装置的固定在铁水包支座(2)平台上，活动端与驱动连接机构的一端铰接，所述驱动连接机构的另一端与水口滑板铰接，铁水包(1)上开有用于铁水流出的水口，水口滑板(43)位于下水口(41)上，铁水包上设有用于固定水口滑板竖直位置的滑槽，水口滑板可在滑槽内往复移动，起到控制水口开闭程度。

铸铁机铸铁溜槽(3)上方，设有铁水包支座(2)，基础采用钢筋混凝土浇注，负载按铁水及铁水包重量设计，支座部分采用钢结构焊接，并内侧喷涂高温耐火材料，防止高温变形。

铸铁机铸铁溜槽采用多段式焊接结构，头部为接铁水缓冲结构设计(窝槽小坑)，采用耐火浇注料整体浇注，底部铁水冲击区镶有耐火冲击板，溜槽底面采用缓冲斜坡浇注，减少铁水对耐火材料的冲击，以保护窝槽底部；铁水浇注在铁水流槽首部(窝槽)形成熔池，缓冲铁水的流速，从而达到防飞溅浇注，也能保证渣及时上浮铁水表面。窝槽出口设置渣铁分离器式的底部出铁，上部挡渣的挡渣装置(5)，尾部为燕尾式流嘴，铁水流动分布均匀，呈薄而宽的瀑布状注入铸铁模，减少铁水的飞溅，提高铁水的收得率，减缓对铸铁模的冲蚀，延长铸铁模的使用寿命。

实施例2

本公开的另一个实施例，80T高纯铸造生铁浇注工艺实例

1)铁水包滑动水口的准备：安装上水口，清理水口滑板并安装完毕，安装好下水口并固定，调试滑动水口并处于关闭状态，并从铁水包顶部装入引流沙。

2)出铁至配有滑动水口80T铁水包里，出铁温度1400±20℃,满包后(铁水液面距包上沿300mm)，盖上包盖，铁水运输车送至铸铁机。

3)140T天车将装有铁水的铁水包，吊至铸铁溜槽上方的铁水包支座上，平稳座至包位上，底部水口处正对溜槽小坑上方。

4)检查冷却系统、喷浆系统正常运行，链带清扫机构是否灵活有效，头部传动机构松紧是否合适，铸铁模是否有裂纹和断裂现象，启动铸铁机链带保持低速0.08m/s。

5)将固定在平台上液压缸的液压控制接头，连接至滑动水口的液压控制接头上。

6)启动滑动水口的液压装置，压力0.35mpa，缓慢开启水口，控制铁水流速，并缓慢加入孕育剂至小坑，调整铸铁机链带速度0.2m/s，使流入和流出的铁水达到平衡。掌握铸铁模里铁水平面与铸铁模上平面相差10－20mm左右。控制模子下面的链带速度，使铁流速度匹配，即模子快满的时候就移动，转为下一个模子浇注。

7)随着铁流加入粒度为1-3mm孕育剂，加入量为4kg/min。孕育剂为硅钡孕育剂，

成分包括，硅：68.4％，钙1.8％。钡4.9％，铝1.5％，余量为铁和不可避免的杂质。

8)当流满铁水的头一块模子走到近顶端冷却水管门处，立即开冷却水，不要过早或过迟，冷却水压力保持0.3Mpa流量12m³/h。

9)操作人员时刻观测滑到水口铁流，铁流下渣后及时关闭滑动水口。浇注时间控制25分钟-30分钟。

10)吊转铁水包至翻包坑倒出残余渣铁。

11)清理铸铁溜槽窝槽小坑和挡渣板下的残渣。

每包铸铁前，在铸铁溜槽小坑前端铁流出口处设置挡渣板，挡渣板按耐火材料转炉挡渣球材质定制，挡渣板宽100mm，高100mm，上部40mm按渣的比重设计，下部60mm按渣铁之间的比重设计，确保能够在小坑内浮起，并保证浮起不至于翻转。

放置挡渣板的小坑在注入铁水后，随着铁水液面升高，挡渣板浮在铁流出口的液面上，将残余部分的浮渣阻挡在小坑内部，而铁水则通过底部流入溜槽；当包内铁水浇注完毕后，随着小坑内铁水液面的下降挡渣板也逐渐下降将残渣挡留在小坑内，在下一包铸铁前人工清走。

表1：铸铁方式改变前后铸铁块化学成分

化学成分(％)

C

Si

Mn

P

S

夹渣率

常规式翻包铸铁方式

3.90～4.70

＜0.40

＜0.05

0.03-0.04

0.02-0.025

2-2.24％

无渣控制浇铸

4.01

0.185

0.022

0.024

0.013

0.15％

可以看出杂质P，S大幅下降，夹渣率大幅降低，改善了高纯铁的质量。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。