專利名稱:用于液態(tài)金屬熔體保溫的設(shè)備和方法
本發(fā)明涉及為儲(chǔ)存熔融液態(tài)金屬和/或升高或保持其溫度水平的設(shè)備，此設(shè)備尤其適用于以鎂特別是純鎂處理球墨鑄鐵熔體的爐膛保溫。該設(shè)備帶有一個(gè)入口和一個(gè)出口，并可用爐蓋蓋緊。作為舉例這里可以是一個(gè)眾所周知的具有槽式感應(yīng)加熱石灰窯基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的爐子設(shè)備。
此外，本發(fā)明還涉及用鎂特別是純鎂處理球墨鑄鐵和/或蛭石狀鑄鐵(vcrmikular Gusseisen)熔體在一個(gè)帶爐蓋的爐膛中被加熱保溫的方法。
鑄造工廠和冶金企業(yè)在一般情況下由于已熔融的物料不能立即進(jìn)入下一加工工序，往往都要求能加熱大量的融熔液態(tài)金屬或者熔煉的金屬需長時(shí)間保溫。為使鑄鐵熔體加熱或保溫，可用已知的熔融爐或保溫爐采取各種不同的實(shí)施方案。此處作為范例用了感應(yīng)槽式爐或感應(yīng)坩堝爐。
然而不能用常規(guī)的熔融爐或保溫爐用于事先經(jīng)特殊添加劑處理過的液態(tài)金屬熔體的保溫。這是因?yàn)樗尤氲奶砑觿?huì)從熔體中逸出，從而導(dǎo)致熔體的所謂衰變(Abklingen)。目前日益增多的鎂尤其是純鎂作為添加劑制取含有球狀石墨的鑄鐵即有此現(xiàn)象。自從浸沒轉(zhuǎn)爐法(DE-PS 2208960)獲得成功并在熔鐵原料中能準(zhǔn)確地加入純鎂，且其成本又很低時(shí)，才使得用純鎂處理的方法制取球墨鑄鐵熔體獲得了越來越大的意義。但根據(jù)迄今為止的技術(shù)水平，為避免上述的衰變效應(yīng)發(fā)生，經(jīng)過鎂處理的液態(tài)金屬熔體不得不被迫立即澆鑄。而鑄造工廠往往要求金屬熔體在經(jīng)過一次浸沒處理后仍能儲(chǔ)存或保溫較長時(shí)間，又能使所處理的該金屬熔體性能保持無變化。這就與工廠非常希望采用這一經(jīng)濟(jì)的工作方法相矛盾。
本發(fā)明的任務(wù)是改進(jìn)開始時(shí)所述的設(shè)備和方法。當(dāng)液態(tài)熔體既使是用特殊添加劑處理過，例如用純鎂處理的球墨鑄鐵熔體也能用盡可能簡單的手段將液態(tài)金屬熔體儲(chǔ)存或保溫。為解決這一課題，用于儲(chǔ)存熔融液態(tài)金屬和/或升高或保持其溫度水平的這類設(shè)備特征是爐蓋與爐膛能很好密封地置入裝置上。爐膛還要有一個(gè)連結(jié)壓力介質(zhì)的導(dǎo)入管。利用這種所發(fā)明的設(shè)備可使以鎂、尤其是純鎂處理的球墨鑄鐵熔體幾乎不受限制地在所需澆鑄溫度下保溫。要盡可能地減少含鎂的廢渣，即盡量降低球墨鑄鐵的衰變。其前提是對于大量鐵熔體原料加入上述添加劑能在一個(gè)工藝過程進(jìn)行處理，從而使成本最合理。爾后在所發(fā)明的設(shè)備中保溫并根據(jù)設(shè)備所需的量從保溫爐中按要求取出澆鑄。按本發(fā)明設(shè)計(jì)的設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)在于幾乎所有已知的保溫系統(tǒng)(如感應(yīng)槽式爐)只化很少投資就可改造完成。
本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)還在于入口和出口采取共同的注入和傾出虹吸管。它和爐膛一樣可用相類似的方法用擋蓋蓋緊密封。但在本發(fā)明的許多應(yīng)用場合它并不是必需的，因?yàn)橹挥袠O少物料(例如鎂的熔砂)才能經(jīng)虹吸管入/出口逸出。既便是對質(zhì)量要求極高的情況下，此發(fā)明結(jié)構(gòu)都能提供值得推薦的最佳實(shí)施方案。
爐膛蓋和擋蓋的耐壓密封可借助一種密封栓來實(shí)現(xiàn)。爐膛蓋和擋蓋都帶有密封栓，以便它們分別與爐膛上的和共同入/出口虹吸管壁上的密封面很好密封。密封栓是與爐膛的界面壁上或虹吸管壁上的密封嵌縫相嚙合。它們最好是T型的斷面型材。
本發(fā)明設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)形狀的優(yōu)點(diǎn)已在權(quán)利要求
5到21中敘述過。特別要指出的是爐膛高壓閥(權(quán)利要求
13到15)采用已知的電控系統(tǒng)進(jìn)行控制，使?fàn)t膛內(nèi)的壓力在降到常壓以前爐蓋一直是緊閉的。相反，壓力介質(zhì)在經(jīng)過爐膛的導(dǎo)入孔通入前，通過已知的電控系統(tǒng)先將爐膛進(jìn)行氣密性密封。根據(jù)不同的應(yīng)用場合也可以裝入第二個(gè)高壓閥。還應(yīng)指出的是本發(fā)明設(shè)備推薦用可翻轉(zhuǎn)操作的電感應(yīng)爐。感應(yīng)器裝在爐膛的下端，使盡可能垂直且在爐膛以下。這種下部垂直的構(gòu)造方式特別有利于減少不希望產(chǎn)生的熔渣懸浮料。
此處推薦惰性氣體作為壓力介質(zhì)，尤其是氮?dú)饣驓鍤飧鼮楹线m。根據(jù)所保溫金屬熔體的鎂含量可將惰性氣體通入爐內(nèi)，使表壓達(dá)到1～6巴。對用純鎂處理的球墨鑄鐵熔體應(yīng)調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的氣體，使熔體中鎂的減少幾乎接近于零。
對本發(fā)明的構(gòu)造和功能作用所具優(yōu)點(diǎn)和作用方式借助于所發(fā)明的設(shè)備實(shí)例之一的示意圖作較詳細(xì)地說明。為了了解本發(fā)明的保溫設(shè)備，只將該發(fā)明必要的元器件表示于圖中，它是所發(fā)明設(shè)備的示意截面圖。
一般用1表示所發(fā)明以純鎂處理球墨鑄鐵熔體的保溫設(shè)備。該設(shè)備具有爐膛3，它帶有一個(gè)入口和一個(gè)出口，它們共同由注入和傾出虹吸管2組成，但同樣也可在爐膛3的下部設(shè)計(jì)一個(gè)特殊出口。此設(shè)備1安裝在基礎(chǔ)23和爐架24上，可借助于擺動(dòng)柱19圍繞著一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)20傾斜翻轉(zhuǎn)。擺動(dòng)柱19由下部支撐軸承25和上部支撐軸承26相連接。爐膛3上部可用爐蓋4蓋緊密閉。位于爐膛3的端面區(qū)的密封面4b有一個(gè)T形的密封栓，它嚙合在密封嵌縫8中。爐膛3和爐蓋4的端面區(qū)以及密封栓7和密封嵌縫8的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮爐蓋4耐火材料層(例如剛玉)在蓋緊爐膛3后，還要再加以輔助壓蓋。其目的是為了提高爐膛的密封性。爐蓋4要與爐膛3經(jīng)鎖閉裝置11用楔入的爐體拉條10拉緊。共用的注入和傾出虹吸管2上的可擺動(dòng)耐壓擋蓋6的密封設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可完全相似于爐膛3耐壓密封結(jié)構(gòu)，為簡化起見，在示意圖中不再示出。
不僅爐膛3而且還有共用注入和傾出虹吸管2以及爐蓋4和擋蓋6的里層都有耐火材料的爐襯12。襯在爐膛3上部和爐蓋4下部的耐火材料結(jié)構(gòu)要使?fàn)t蓋4的密封面完全面向爐內(nèi)13，以便屏蔽保護(hù)。
在爐膛3的爐蓋4上要有一個(gè)導(dǎo)入孔5，用于通入壓力介質(zhì)如氬。另外，在爐膛3還要有一個(gè)高壓閥22的孔。關(guān)于惰性氣體導(dǎo)入孔5、鎖閉裝置11和高壓閥15與前述的控制和開關(guān)線路的聯(lián)結(jié)在這里就不一一詳述了。為了加熱爐膛3用的感應(yīng)器16在爐膛下面幾乎成垂直位置，接有電源27，并在爐膛一側(cè)用一冷卻法蘭18隔開。在此發(fā)明范圍中關(guān)鍵的是，感應(yīng)器16有一個(gè)與爐膛內(nèi)部13特殊連接的感應(yīng)電路28。感應(yīng)器除上述所發(fā)明的構(gòu)造外還有對熔渣懸浮物有加速沉降的功能。感應(yīng)器16的裝配可簡單地用法蘭與爐膛連結(jié)或用其它適宜方式固定。
權(quán)利要求
1、一種儲(chǔ)存熔融液態(tài)金屬和/或升高或保持其溫度水平的設(shè)備(1)，尤其適于用鎂(特別是用純鎂)處理的球墨鑄鐵熔體，它是帶有一個(gè)入口(2)和一個(gè)出口(2)、并可加熱的爐膛(3)，且可用爐蓋(4)蓋緊，其特征在于爐蓋(4)與爐膛(3)能很好密封地裝到裝置上，爐膛(3)還帶有一個(gè)壓力介質(zhì)導(dǎo)入孔(5)。
2、按權(quán)利要求
1所述的設(shè)備，其特征在于入口或出口(2)可通過一個(gè)耐壓擋蓋(6)關(guān)緊。
3、按權(quán)利要求
1或2所述的設(shè)備，其特征在于爐膛(8)的蓋(4)或擋蓋(6)為了與爐膛(3)上或進(jìn)口或出口壁上的密封面(2b，4b)密封要有一個(gè)或多個(gè)密封栓(7)，它們要與爐膛(3)或進(jìn)口/出口壁上相適應(yīng)的密封嵌縫(8)相嚙合。
4、按權(quán)利要求
3所述的設(shè)備，其特征在于密封栓(7)是T型結(jié)構(gòu)。
5、按權(quán)利要求
3或4所述的設(shè)備，其特征在于爐蓋(4)或擋蓋(6)在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，密封面(2b，4b)(密封嵌縫8/密封栓7)是用一種耐火材料，特別是剛玉封蓋保護(hù)。
6、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于爐蓋(4)或擋蓋(6)可借助一個(gè)在爐膛(3)上或入口或出口壁(2a)上的鎖閉裝置(11)用拉條(10)固定。
7、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于爐膛(3)的入口和出口(2)可由同一個(gè)注入和傾出虹吸管(2)組成。
8、按權(quán)利要求
7所述的設(shè)備，其特征在于注入和傾出虹吸管(2)的擋蓋(6)固定在其壁上，并可傾斜翻轉(zhuǎn)。
9、按權(quán)利要求
7或8所述的設(shè)備，其特征在于共用的注入和傾出虹吸管(2)和爐膛(3)由兩部份組成。
10、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于爐膛(3)、入口或出口壁、爐蓋(4)以及擋蓋(6)的里層是由一種耐火材料(12)內(nèi)襯的。
11、按權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于爐蓋(4)的耐火材料內(nèi)襯(12)的結(jié)構(gòu)形狀要使?fàn)t蓋(4)的密封面(4b)面向爐膛(3)的爐室(13)內(nèi)以便屏蔽保護(hù)。
12、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于壓力介質(zhì)可經(jīng)過爐蓋(4)上的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)入孔(5)加到爐膛(3)中。
13、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于爐膛(3)至少裝有一個(gè)高壓閥(22)。
14、按權(quán)利要求
13所述的設(shè)備，其特征在于高壓閥(22)安裝在爐蓋(4)上。
15、按權(quán)利要求
13或14之一所述的設(shè)備，其特征在于爐蓋(4)的鎖閉裝置(11)和/或擋蓋(6)與高壓閥電路連接方式是在鎖閉裝置打開時(shí)，高壓閥也向開啟方向動(dòng)作。
16、按權(quán)利要求
13至15之一所述的設(shè)備，其特征在于壓力介質(zhì)導(dǎo)入孔(5)的鎖閉裝置(15)與爐蓋(4)及擋蓋(6)的鎖閉裝置(11)電路連接方式是在壓力介質(zhì)進(jìn)入爐膛(3)時(shí)，鎖閉裝置(11)同時(shí)閉緊。
17、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，是帶有感應(yīng)器(16)加熱爐膛(3)其特征在于感應(yīng)器(16)安裝在遠(yuǎn)離爐蓋(4)的爐體(17)的下部。
18、按權(quán)利要求
17所述的設(shè)備，其特征在于感應(yīng)器(16)安裝在幾乎是垂直于爐體底部。
19、按權(quán)利要求
17或18所述的設(shè)備，其特征在于感應(yīng)器(16)要用在爐膛一側(cè)的一個(gè)冷卻法蘭來隔開。
20、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于為使設(shè)備能夠圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)(20)傾斜翻轉(zhuǎn)，要有一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)柱(19)。
21、按上述權(quán)利要求
之一所述的設(shè)備，其特征在于擋蓋(6)借助于一個(gè)(擺動(dòng))柱(21)，使其能傾斜翻轉(zhuǎn)。
22、用鎂尤其是用純鎂處理的球墨鑄鐵和/或蛭石狀鑄鐵熔體保溫的方法是在一個(gè)能加熱鑄鐵熔體的爐膛中進(jìn)行的，它用爐蓋(4)封蓋，其特征在于將鑄鐵熔體加入到已加熱和/或可加熱到所保持溫度的爐膛(3)后，爐蓋(4)將爐膛(3)氣密性地關(guān)緊，壓力介質(zhì)可導(dǎo)入爐室內(nèi)部(13)。
23、按權(quán)利要求
22所述的方法，其特征在于爐室內(nèi)部(13)用帶壓惰性氣體充壓。
24、按權(quán)利要求
22或23所述的方法，其特征在于壓力介質(zhì)可向爐室內(nèi)部(13)加壓至1到6巴。
25、按權(quán)利要求
22至24所述的方法，其特征在于氮?dú)饣驓鍤饪勺鳛閴毫橘|(zhì)。
26、用權(quán)利要求
1至21之一所述的設(shè)備進(jìn)行純鎂、特別是用浸沒轉(zhuǎn)爐法(Tauchbirnerfahren)處理的含鎂量為0.03至0.07%(重量)的球墨鑄鐵熔體的保溫。
專利摘要
本發(fā)明包括一個(gè)用于儲(chǔ)存熔融液態(tài)金屬和/或升高或維持其溫度水平的設(shè)備，特別是適于用純鎂處理鑄鐵熔體的保溫設(shè)備。該設(shè)備具有一個(gè)可加熱的爐膛(3)，后者帶一個(gè)入口和一個(gè)出口(2)，并可用爐蓋(4)蓋緊密封。入口和出口(2)推薦由一個(gè)共用的注入-和傾出虹吸管組成。爐膛(3)在封閉狀態(tài)下可通入壓力介質(zhì)。用所發(fā)明的設(shè)備可將加入特殊添加劑處理的鑄鐵熔體長時(shí)間保溫。
文檔編號(hào)C21C1/10GK86101396SQ86101396
公開日1986年11月19日 申請日期1986年3月5日
發(fā)明者岡瑟·比勒 申請人:克洛納·洪堡·多茨導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan