硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)及其澆注模具的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于冶金行業(yè)中硅鐵坯件生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)及其澆注模具。
[0002]【背景技術(shù)】:
在進(jìn)行連續(xù)澆注生產(chǎn)時(shí)，連續(xù)澆注的模具至關(guān)重要，澆注模具材料的熱傳導(dǎo)性、耐熱疲勞性、抗變型能力、抗氧化能力必須滿足連續(xù)澆注機(jī)的使用性能要求，同時(shí)，從結(jié)構(gòu)上說，澆注模具結(jié)構(gòu)必須便于凝固后坯料的順利脫模，這是當(dāng)前嚴(yán)重影響連續(xù)澆注模具壽命兩大因素，也是制約連接澆注生產(chǎn)效率的瓶頸。
[0003]目前，在澆注硅鐵坯時(shí)使用的澆注模具，仍然采用傳統(tǒng)的灰鑄鐵坯澆注時(shí)用的澆注模具，硅鐵坯澆注，其澆注溫度高達(dá)1480?1530°C，比普通灰鑄鐵鐵水澆注溫度(1250?1300°C)高約230°C，因此，傳統(tǒng)的灰鑄鐵澆注用的澆注模具并不能滿足硅鐵坯的澆注要求，因此，硅鐵坯連續(xù)澆注用的澆注模具已經(jīng)成為嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率的瓶頸。首先，傳統(tǒng)的灰鑄鐵澆注用的澆注模具，在硅鐵鐵液澆注后，熱量傳遞較慢，鐵液內(nèi)的氣泡不能快速充分溢出，鐵液與模具易發(fā)生熔融粘合，需要在連續(xù)澆注機(jī)的卸料端專門設(shè)置扒料裝置，才能使鑄坯與模具分離，使用不便，同時(shí)，現(xiàn)有模具的導(dǎo)熱性、熱疲勞性、高溫抗氧化性等力學(xué)性能已經(jīng)不能滿足硅鐵坯連續(xù)澆注的需要。
[0004]另外，硅鐵坯澆注時(shí)，鐵液表面不允許噴水冷卻，否則硅鐵坯質(zhì)量將嚴(yán)重下降，不僅致密性變差，而且凝固后的硅鐵坯易碎裂、風(fēng)化，存放期變短。但是如果硅鐵坯澆注后，冷卻強(qiáng)度不夠，澆注模具蘊(yùn)熱較多，將導(dǎo)致澆注模具到達(dá)連鑄機(jī)卸料端時(shí)硅鐵坯不能完全凝固，產(chǎn)生液態(tài)硅鐵流淌和澆注模具溶蝕現(xiàn)象，同時(shí)將導(dǎo)致澆注不能連續(xù)進(jìn)行，影響生產(chǎn)效率。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)及其澆注模具，它是設(shè)計(jì)鏈板式的連續(xù)澆注機(jī)，將澆注模具與鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)澆注模具移動(dòng)，澆注模具平行布置，兩個(gè)相鄰的澆注模具之間無重疊，存在間隙，為模具高溫膨脹預(yù)留空間，連續(xù)澆注機(jī)設(shè)置噴冷裝置，噴冷裝置向澆注模具底面噴施冷卻液，加速鐵液冷卻。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)，其中:包括機(jī)架、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、鏈條、傳動(dòng)裝置、托輥裝置、澆注模具、噴冷裝置及卸料裝置，所述的主動(dòng)鏈輪設(shè)置在機(jī)架右端，從動(dòng)鏈輪設(shè)置在機(jī)架左端，主動(dòng)鏈輪與從動(dòng)鏈輪通過鏈條連接，鏈條上設(shè)置有澆注模具，所述的機(jī)架的設(shè)置有主動(dòng)鏈輪的一端設(shè)置傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的機(jī)架右端設(shè)置卸料裝置，所述的機(jī)架上靠近主動(dòng)鏈輪的一側(cè)設(shè)置有噴冷裝置，噴冷裝置與澆注模具底面對(duì)應(yīng)，機(jī)架上設(shè)置有多個(gè)托輥裝置，鏈條沿托輥裝置移動(dòng)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的澆注模具為蠕墨鑄鐵模具。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的澆注模具平行排列，相鄰的澆注模具之間存在間隙，該間隙< 2mm。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的澆注模具的前后兩側(cè)的高度相同，且澆注模具的與鏈條相連的左右兩側(cè)的高度高于澆注模具的前后兩側(cè)的高度。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的噴冷裝置包括主管及噴嘴，主管設(shè)置在機(jī)架上，且沿鏈條前進(jìn)方向鋪設(shè)，主管上設(shè)置有多個(gè)噴嘴，噴嘴與澆注模具底面對(duì)應(yīng)。
[0011]一種上述硅鐵坯生產(chǎn)用的澆注模具，其中:所述的澆注模具為蠕墨鑄鐵模具，其化學(xué)成分重量百分比為-M:2.8?3.6%，硅:4.3%?4.7%，錳:0.25%~0.3%，鉬:0.5%?0.7%，鉻:0.3% ?0.5%，鎳:0.4% ?0.6%，銅:0.3% ?0.5%，余量為鐵。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的蠕墨鑄鐵的蠕化率為25%?55%，其金相組織中鐵素體含量為75%?85%。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明是設(shè)計(jì)一種鏈板式的連續(xù)澆注機(jī)，將澆注模具與鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)澆注模具移動(dòng)，澆注模具平行布置，兩個(gè)相鄰的澆注模具之間無重疊，存在間隙，為模具高溫膨脹預(yù)留空間，連續(xù)澆注機(jī)設(shè)置噴冷裝置，噴冷裝置向澆注模具底面噴施冷卻液，加速鐵液冷卻，提高連續(xù)澆注效率，同時(shí)確保硅鐵坯質(zhì)量。
[0014]2、本發(fā)明的澆注模具采用蠕墨鑄鐵模具，以適應(yīng)硅鐵澆注的惡劣環(huán)境，通過調(diào)整蠕墨鑄鐵模具化學(xué)成分和金相組織，使蠕墨鑄鐵模具的抗高溫能力、熱傳導(dǎo)能力、高溫抗變型能力、抗高溫?zé)崞谛阅堋⒖归_裂性能力和高溫抗氧化能力都得到較好的發(fā)揮。
[0015]3、本發(fā)明的澆注模具采用蠕墨鑄鐵模具，蠕墨鑄鐵的蠕化率為25%?55%，其金相組織中鐵素體含量為75%?85%，蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間，蠕化率越高導(dǎo)熱性能越高，但是，當(dāng)溫度高于500°C后，蠕化率的影響減弱，在高溫狀態(tài)下，低蠕化率鑄鐵的力學(xué)性能好于灰鐵和高蠕化率鑄鐵，而本發(fā)明的硅鐵的澆注溫度為1480?1530°C，因此，對(duì)硅鐵坯澆注模具來說，應(yīng)需采用低蠕化率蠕墨鑄鐵，
4、本發(fā)明的澆注模具采用蠕墨鑄鐵模具，蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高，導(dǎo)熱性比球墨鑄鐵好，故蠕墨鑄鐵的抗裂紋能力比灰鑄鐵好，抗變形能力又優(yōu)于球墨鑄鐵。同時(shí)，蠕墨鑄鐵的蠕化率不同，抗疲勞開裂能力也不同，高蠕化率的蠕墨鑄鐵抗疲勞能力低于低蠕化率的蠕墨鑄鐵，特別是在200?900°C范圍內(nèi)更易于疲勞開裂，但是也要注意，蠕化率過低時(shí)，抗變形能力減弱。
[0016]5、本發(fā)明的澆注模具采用蠕墨鑄鐵模具，本發(fā)明的澆注模具應(yīng)用于硅鐵坯的澆注，在不噴淋的狀態(tài)下，澆注模具內(nèi)壁溫度高達(dá)1100°C左右，其外壁溫度達(dá)到700°C左右，兩者平均溫度在900°C左右，因此，在澆注過程中，澆注模具內(nèi)壁會(huì)發(fā)生珠光體相變，相變應(yīng)力會(huì)加劇澆注模具的變形和開裂，另外，高溫狀態(tài)下珠光體會(huì)分解析出石墨，造成澆注模具體積漲大變形，因此澆注模具基體應(yīng)選擇鐵素體含量高的材質(zhì)。
[0017]6、本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具的硅的含量控制在4.3%?4.7%，主要用來防止白口控制基體，并使鐵素體量增加和強(qiáng)化鐵素體，同時(shí)提高澆注模具的耐熱性能；
本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具中加入錳，錳的重量百分比控制在0.3%以下，能夠增強(qiáng)材料的韌性，獲得韌性較高的鐵素體基體的蠕墨鑄鐵；
本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具中加入鉬，鉬的重量百分比控制在0.5%?0.7%，用于進(jìn)一步提高硬度、強(qiáng)度，提高有效耐熱性，以適應(yīng)硅鐵高溫澆注的需要；
本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具中加入鉻，鉻的重量百分比控制在0.3%?0.5%，其作用與鉬相同；
本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具中加入鎳，鎳的重量百分比控制在0.4%?0.6%，用于減少白口傾向并提高澆注模具的耐熱性；
本發(fā)明的蠕墨鑄鐵模具中加入銅，銅的重量百分比控制在0.3%?0.5%，其作用與鎳相同，用于降低白口和提高均勻性。
[0018]7、本發(fā)明的相鄰的澆注模具之間存在間隙，該間隙< 2mm。當(dāng)高溫硅鐵液澆注進(jìn)模具后，澆注模具升溫膨脹，使相鄰的澆注模具之間的間隙變?yōu)?，即解決了熱脹冷縮問題，又能夠有效的防止鐵液從澆鑄模具之間流出。本發(fā)明的澆注模具在結(jié)構(gòu)方面，它取消了相鄰澆注模具相互重疊的部分，取消了原有澆注模具的逸流溝槽，使其前后部位高度一致，其厚度作適當(dāng)增加，而與鏈條相連的兩側(cè)部位高度保持不變，模腔部位高度相對(duì)上提約30mm。
[0019]8、本發(fā)明設(shè)置噴冷裝置，噴冷裝置與澆注模具底面對(duì)應(yīng)，噴冷裝置向澆注模具背部噴淋冷卻水，采用背部強(qiáng)制淋水冷卻，既可控制澆注模具溫升，又能加速液態(tài)硅鐵的冷卻，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)延長(zhǎng)了澆注模具的使用壽命。
[0020]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的澆注模具與鏈條連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明圖2的俯視不意圖；
圖4為本發(fā)明圖2的左視不意圖；
圖5為本發(fā)明圖3的A部放大示意圖；
圖6為本發(fā)明的澆注模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明的圖6的B-B剖視示意圖；
圖8為現(xiàn)有的澆注模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為圖8的C-C剖視示意圖；
圖10為現(xiàn)有的澆注模具與鏈條相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為蠕化率為25%的蠕墨鑄鐵的金相結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為蠕化率為45%的蠕墨鑄鐵的金相結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13為蠕化率為55%的蠕墨鑄鐵的金相結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14為鐵素體含量為75%的蠕墨鑄鐵的金相結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15為鐵素體含量為85%的蠕墨鑄鐵的金相結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例一:
如圖1~5所示，一種硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)，包括機(jī)架1、主動(dòng)鏈輪2、從動(dòng)鏈輪3、鏈條4、傳動(dòng)裝置5、托輥裝置6、澆注模具7、噴冷裝置8及卸料裝置9，所述的主動(dòng)鏈輪2設(shè)置在機(jī)架I右端，從動(dòng)鏈輪3設(shè)置在機(jī)架I左端，主動(dòng)鏈輪2與從動(dòng)鏈輪3通過鏈條4連接，鏈條4上設(shè)置有澆注模具7，澆注模具7為蠕墨鑄鐵模具，澆注模具7平行并列設(shè)置，相鄰的澆注模具7之間存在間隙，該間隙< 2_，所述的機(jī)架I的設(shè)置有主動(dòng)鏈輪2的一端設(shè)置傳動(dòng)裝置5，傳動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鏈輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的機(jī)架I右端設(shè)置卸料裝置9，所述的機(jī)架I上靠近主動(dòng)鏈輪2的一側(cè)設(shè)置有噴冷裝置8，噴冷裝置8包括主管10及噴嘴11，主管10設(shè)置在在機(jī)架I上，且沿鏈條4前進(jìn)方向鋪設(shè)，主管10上設(shè)置有多個(gè)噴嘴11，噴嘴11與澆注模具7底面對(duì)應(yīng)，機(jī)架I上設(shè)置有多個(gè)托輥裝置6，鏈條4沿托輥裝置6移動(dòng)。澆注模具7的前后兩側(cè)的高度相同，且澆注模具7的與鏈條4相連的左右兩側(cè)的高度高于澆注模具7的前后兩側(cè)的高度。
[0023]一種上述硅鐵坯生產(chǎn)用連續(xù)澆注機(jī)的澆注模具，澆注模具7的化學(xué)成分重量百分比為-M:3.2%，硅:4.5%，錳:0.28%，鉬:0.6%，鉻:0.4%，鎳:0.5%，銅:0.4%