[发明专利]容积补偿法连续铸造无液芯偏心灰铸铁型材的设备

说明书

技术领域

本发明属于冶金铸造技术领域，涉及一种铸造灰铸铁型材的设备，特别涉及一种用容积补偿法可连续铸造灰铸铁型材的设备，使铸造的灰铸铁型材不会产生“液芯偏心”。

背景技术

制造等截面的铸铁零配件，使用水平连续铸造的铸铁型材，与普通铸造毛坯相比，具有优越的金相组织和机械性能。但是，铸造家族中的重要成员——灰口铸铁(包括普通和合金灰口铸铁)水平连铸型材暴露出一大缺点：其横断面上心部组织(等轴晶区)与外面一圈的金相组织、石墨形态及大小不一致。外面一圈为柱状晶区，组织致密，又可经淬火提高硬度。但心部组织石墨粗大，基体硬度较低，又难以淬火，即是所谓的“软芯”，这就给它的推广应用带来限制。实际应用中，铸铁型材以圆棒型居多，大部分圆棒灰铁型材被用来制造具有较高硬度因而耐磨的套/筒/环型零件。一般的工艺是把圆棒型材的软心钻空，只留下圆环形的外层材料加以使用。

连续铸造过程中，铁水在结晶器中冷凝成型收缩，型壳与结晶器的石墨套之间出现气隙。由于水平连铸时液体的自重作用，使得虽已凝固但还较软的坯壳压向结晶器下半部，致使坯壳上部与结晶器石墨内套之间的气隙较厚，而下部气隙较薄。气隙是热量传递途中热阻大小的决定性因素，厚气隙阻碍了热量传导，使得对应处的结晶过程减缓，凝固层薄，而薄气隙使得对应处的结晶过程正常进行，凝固层增厚；又由于厚凝固层要产生更大的收缩，给相邻的圆弧形薄凝固层施加拉应力，使其变得平直，进一步远离了石墨套的圆弧形内壁，气隙进一步加厚。如此循环作用的结果，在圆形棒材的断面上，柱状晶区上薄下厚，液芯区偏上，由液芯转变而成的等轴晶区向上偏离，此即所谓的“液芯偏心”现象。“液芯偏心”现象使得柱状晶区的有效利用率减低，材料浪费增加。更为严重的是，因“液芯偏心”的区域大小和偏心程度要等到成批量生产后甚至是热处理淬火后才检查确定，所以往往由于淬火硬度不够而造成大批量废品。

发明内容

本发明的目的是提供一种容积补偿法连续铸造无液芯偏心灰铸铁型材的设备，解决了现有连续铸造技术中容易产生液芯偏心的现象，可以生产出无偏心软组织的高致密灰口铸铁型材，以满足制造小直径环/套/筒类耐磨灰铸铁零件对实心坯料的需要。

本发明所采用的技术方案是，容积补偿法连续铸造无液芯偏心灰铸铁型材的设备，包括炉体、炉盖、炉体上端口设置的浇口杯以及炉体出液口处设置的结晶器，引锭杆伸入结晶器内并由牵引机构牵引，本发明的特点是，炉体为L型，具有一高一低两个炉口，炉盖设置在高炉口处，并留有浇注口，浇口杯与浇注口对接，结晶器竖直地与炉体的低炉口对接，使铁水由下向上被引入结晶器的石墨套内，炉体的底部还设置有泄铁口。

本发明的特点还在于，

炉体内，炉盖的下方设置一电热筒体，电热筒体内置一发热元件，一陶瓷管穿过炉盖，其上下两端分别与液压机构和电热筒体相连接，陶瓷管内置有两根不锈钢棍，不锈钢棍与发热元件相连接。

发热元件与电热筒体之间设置有绝缘板。

陶瓷管伸出炉盖的上部还设置一导向套。

发热元件选用硅/碳材料制成，并涂覆防氧化涂料。

本发明的设备是以铸铁水平连铸为技术平台而作的改进，使凝固过程剔除了地心引力的不利影响，可以生产出柱状晶区和等轴晶区完全同心的圆棒型材，既保留了水平连铸的全部优点，又弥补了容易产生液芯偏心的缺陷。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明设备开始引锭拉拔时牵引辊、引锭杆和结晶器的相对位置示意图。

图中，1.泄铁口，2.炉体，3.电热筒体，4.发热元件，5.电热筒盖，6.浇口杯，7.支架，8.陶瓷管，9.液压缸，10.不锈钢棍，11.导向套，12.炉盖，13.绝缘板，14.铁水，15.结晶器，16.型材，17.牵引辊，18.引锭杆，19.螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1提供了本发明设备的一种实施例。容积补偿法连续铸造无液芯偏心灰铸铁型材的设备，包括L型的炉体2，具有高低两个炉膛且相连通，具有高低两个炉口，炉体2的底部还设置有泄铁口1。炉盖12设置在高炉口处，并留有一个浇注口，浇注口上置浇口杯6，结晶器15竖直地与炉体2的低炉口对接，使铁水14由下向上被引入结晶器15的石墨套内，牵引辊17在结晶器15的上方，把结晶凝固了的型材16连续地向上拉出，送入切割/取料机构，如图2所示。