CN110468251A - 一种铁液熔炼增碳方法及增碳剂自动同步加料机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种铁液熔炼增碳方法及增碳剂自动同步加料机构。铁液熔炼增碳方法的技术核心是：通过在铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将混合料挤压成统一规格的屑饼；根据铁液增碳要求，把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。本发明提出的增碳剂自动同步加料机构，目的是实现增碳剂加入到铁屑中的一种加料方式，由工控机控制，铁屑（用推料机加入）、增碳剂（用增碳剂自动同步加料机构）同步加入到液压屑饼机的压料槽中，实现铁屑与增碳剂的按比例混合。本发明把增碳剂与铁屑混合制成屑饼，增碳剂以屑饼为媒介沉入到铁液中溶解扩散，实现增碳计量精确，提高增碳剂的利用率。

Description

一种铁液熔炼增碳方法及增碳剂自动同步加料机构

技术领域

本发明属于钢液及铁液熔炼技术领域，尤其是一种铁液熔炼增碳方及增碳剂自动同步加料机构法。

背景技术

近年来，由于生铁价格持续走高，面对铸造原材料和人工成本的不断上升，选择大比例废钢增碳工艺来生产合成铸铁已成为当前大多铸造行业的趋势，它不仅可以有效地利用废钢边角料来节约生产成本，同时也响应了绿色铸造的理念。

增碳剂作为铁液当中主要的石墨主体元素来源之一，其作用常常被忽略；实际上添加增碳剂并不是单纯的“增C”，而是为增加其石墨化能力，使其达到更好的基体组织、机械性能的重要措施，增碳剂的碳原子在铁液当中迅速熔解，并在铁水凝固时以较强驱动力作用下吸附在孕育产生的形核核心上成长为石墨（下图1图示）。如果选用的增碳剂没经过高温石墨化处理，碳原子的石墨化驱动能力就大大降低，石墨化能力减弱，即使也能达到同样的碳量，但产品的品质完全不一样。

增碳剂是以单质形式存在的碳，溶化温度高达3727℃，在铁液温度下一般不能溶化，因此，增碳剂中的碳主要通过溶解和扩散两种方式溶于铁液中。

目前，行业内增加铁含碳量的主要方法是搅拌使碳溶解扩散；但搅拌法存在以下缺点：

通过搅拌的方式增碳，对搅拌工具要求很高，采用铁质工具会溶化，需要特制搅拌工具，增加了生产成本；

搅拌溶解速度很慢，而且只能局部搅拌，增碳剂不能充分和铁水接触，吸收率较低，还常常出现搅拌不均匀的现象；

对搅拌时间的控制要求高，搅拌时间太短，增碳剂来不及溶解扩散；搅拌时间稍长，不仅会降低炉子的使用寿命，而且在增碳剂溶解后，搅拌会加剧铁液中碳的损耗；存在安全隐患：因电炉熔炼为高温作业区，工人长时间在熔炼炉旁搅拌存在一定的安全隐患。

发明内容

为了克服现有铁液熔炼中溶解扩散方式加入增碳剂存在的问题，本发明提出一种铁液熔炼增碳方法，能避免增碳剂浮在铁液表面被烧损的现象，提高增碳剂的利用率，避免浪费，减少成本。

为此，本发明的技术方案为：一种铁液熔炼增碳方法，具体如下：

（1）把机加工切削下来的铁屑经过除污、干燥处理后，备用；

（2）准备增碳剂；在步骤（1）处理后的铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀的分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将混合料挤压成统一规格的屑饼；其中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-6.5%增碳剂、93.5-94.5%铁屑；屑饼的的重量范围为2-4.5kg；

（3）根据铁液增碳要求，依据屑饼中增碳剂的含量确定屑饼数量，把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。

对上述技术方案的进一步限定：增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-5.7%增碳剂、94.3-94.5%铁屑；屑饼的的重量范围为4-4.5kg。

对上述技术方案的进一步限定：屑饼呈圆柱状，便于加工和使用。

对上述技术方案的进一步限定：所述步骤（2）形成混合料的加料方式：由工控机控制，用推料机把铁屑加入到液压屑饼机的压料槽中，同步采用一种增碳剂自动同步加料机构加入增碳剂至液压屑饼机的压料槽中，实现铁屑压制过程前增碳剂粉料即时加入铁屑内，最终形成配料比例稳定、分布均匀的屑饼。

所述一种增碳剂自动同步加料机构，包括固定在液压屑饼机上的增碳剂漏斗，增碳剂漏斗的出料口处设置有电磁阀门，电磁阀门由工控机控制；这种结构布置简单易行，在工控机控制，推料机把铁屑加入到液压屑饼机的压料槽中，同时控制增碳剂自动同步加料机构的电磁阀门，增碳剂同时加入到压料槽中，保证增碳剂均匀的分散在铁屑中。

本发明的有益效果是：本发明通过改变思路，把增碳剂与铁屑混合制成屑饼，把屑饼直接投放到铁液中，增碳剂以屑饼为媒介沉入到铁液中溶解扩散，增碳稳定且均匀，吸收率可提高5-7%，实现增碳计量精确，可以避免增碳剂浮在铁液表面被烧损的现象，提高增碳剂的利用率，避免浪费，减少成本，并且相对于传统的搅拌法,降低工人的劳动强度,更环保,更安全；通过设置的增碳剂自动同步加料机构，与现有推料机的结合，保证增碳剂均匀的分散在铁屑中、增碳剂与铁屑的配比稳定。

附图说明

图1是本发明中屑饼的示意图。

图2是本发明中一种增碳剂自动同步加料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合具体实施例对本发明进一步详细描述。

实施例1

一种铁液熔炼增碳方法，具体如下：

（1）把机加工切削下来的铁屑经过除污、干燥处理后，备用；

（2）准备增碳剂；然后把按照重量百分比，在步骤（1）处理后的铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将增碳剂及铁屑构成的混合料挤压成统一规格的如图1所示圆柱体状的屑饼A，屑饼A的尺寸：Φ100（直径）mm *100mm（高度）,屑饼的重量为4kg；其中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5%增碳剂、94.5%铁屑；

（3）根据铁液增碳要求，依据屑饼中增碳剂的含量确定屑饼数量（根据计算，每炉2吨铁液添加150块屑饼），把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：在步骤（2）中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.6%增碳剂、94.4%铁屑。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：在步骤（2）中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：6.5%增碳剂、93.5%铁屑。

实施例2与实施例1相比，略微增加了增碳剂在铁屑中的加入量，但增碳剂的吸收率可提高了0.2%。

实施例3与实施例1相比，增加了增碳剂在铁屑中的加入量，但增碳剂的吸收率且降低了。

经过比较得出结论，实施例2是本发明最佳实施例，增碳剂与铁屑的配比优化范围：按重量百分比的配比关系为：5.5-5.7%增碳剂、94.3-94.5%铁屑；屑饼的优化重量范围为4-4.5kg。屑饼的重量范围规范为2-4.5kg。

结合图2所示，本发明中涉及的一种增碳剂自动同步加料机构，包括固定在液压屑饼机上的增碳剂漏斗7，增碳剂漏斗7的出料口处设置有电磁阀门8，电磁阀门8由工控机（现有技术，图中没有表达）控制。

结合图2所示，所述的液压屑饼机1，包括设置在工作台上的压料槽3、上部的液压缸1-1，安装在液压缸1-1上的压头2。

结合图2所示，基于现有推料机和一种增碳剂自动同步加料机构，所述步骤（2）形成混合料的一种优化加料方式：由工控机（图中没有表达）控制，先在推料机4的料仓6中加入铁屑，料仓6底部的铁屑进入料槽5，工控机启动推料机4（通过推杆）把铁屑加入到压料槽3中；在推料机4加入铁屑的过程中，工控机同时控制打开（一种增碳剂自动同步加料机构的）增碳剂漏斗7的电磁阀门8，增碳剂流入压料槽3中与铁屑混合,停止推料机4和关闭电磁阀门8；加料完毕，液压屑饼机的液压缸1-1带动压头2下降至压料槽3中，压力成形混合料为屑饼；实现铁屑压制过程前增碳剂粉料即时加入铁屑内，最终形成配料比例稳定、分布均匀的屑饼。

本发明不局限于上述实施例，按重量百分比配比范围：5.5-6.5%增碳剂、93.5-94.5%铁屑；在这个配比范围内，本申请都是易于实施的；

本发明的核心构思：把增碳剂与铁屑混合制成一定重量的屑饼，实现增碳剂的添加，克服现有技术通过搅拌的方式添加存在的缺陷，提高增碳剂的利用率。

对于本领域技术人员而言，在不背离本发明的技术构思下所做的简单组合、等同替换、进一步改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铁液熔炼增碳方法，具体如下：

（1）把机加工切削下来的铁屑经过除污、干燥处理后，备用；

（2）准备增碳剂；在步骤（1）处理后的铁屑中按比例加入增碳剂，并使增碳剂均匀的分散在铁屑中，形成混合料；通过液压屑饼机将混合料挤压成统一规格的屑饼；其中，增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-6.5%增碳剂、93.5-94.5%铁屑；屑饼的的重量范围为2-4.5kg；

（3）根据铁液增碳要求，依据屑饼中增碳剂的含量确定屑饼数量，把屑饼直接投入到铁液中，实现铁液增碳。

2.根据权利要求1所述的一种铁液熔炼增碳方法，其特征在于：增碳剂与铁屑按重量百分比的配比关系为：5.5-5.7%增碳剂、94.3-94.5%铁屑；屑饼的重量范围为4-4.5kg。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁液熔炼增碳方法，其特征在于：屑饼呈圆柱状。

4.根据权利要求1所述的一种铁液熔炼增碳方法，其特征在于：所述步骤（2）形成混合料的加料方式：由工控机控制，用推料机把铁屑加入到液压屑饼机的压料槽中，同步采用一种增碳剂自动同步加料机构加入增碳剂至液压屑饼机的压料槽中，实现铁屑与增碳剂的按比例混合；涉及的一种增碳剂自动同步加料机构的结构为：包括固定在液压屑饼机上的增碳剂漏斗，增碳剂漏斗的出料口处设置有电磁阀门，电磁阀门由工控机控制。

5.一种增碳剂自动同步加料机构，其特征在于：包括固定在液压屑饼机上的增碳剂漏斗，增碳剂漏斗的出料口处设置有电动阀门装置，电动阀门装置由工控机控制。