專利名稱：一種鎳基中間合金的熔煉裝置及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳基中間合金的熔煉方法及其專用 設(shè)備。
背景技術(shù)：
鎳基中間合金主要應(yīng)用于不銹鋼合金等金屬材 料冶煉，即在冶煉過(guò)程中作為各種 基體合金的添加劑，作為添加劑的鎳基中間合金熔煉后均是以塊狀的形態(tài)儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使 用。目前鎳基中間合金塊的制備是將熔煉后的鎳基中間合金首先由熔煉爐倒入澆鑄桶中， 然后再由澆鑄桶倒入由耐火磚砌成的流槽中，經(jīng)由流槽倒灌入模具中，冷卻形成備用的鎳 基中間合金塊。上述制備鎳基中間合金塊的設(shè)備及制備工藝存在以下缺陷其一，由于澆鑄 鎳基中間合金塊時(shí)使用成型模具，且模具體積較大，所澆鑄成的合金塊最小也在10公斤以 上，顯然在熔煉不銹鋼時(shí)一次至少也要添加10公斤的鎳基中間合金而難于精量控制，因此 不能夠熔煉出鎳基中間合金含量精確的不銹鋼；其二，由于構(gòu)成上述澆鑄鎳基中間合金塊 的成型模具由鑄鐵材料制成，當(dāng)熔煉的鎳基中間合金水中硅含量小于10%時(shí)難于出模，因 此所制成的鎳基中間合金塊中的硅含量偏高，不能滿足低硅不銹鋼的熔煉；其三，由于在澆 鑄鎳基中間合金塊時(shí)，得由澆鑄桶倒入由耐火磚砌成的流槽中，再由流槽倒灌入模具中，因 此，余留在耐火磚流槽中的鎳基中間合金水因不能進(jìn)入模具而凝固浪費(fèi)；其四，上述澆鑄鎳 基中間鎳基中間合金合金塊還會(huì)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的就是提供一種能夠生產(chǎn)出粒徑較小能夠滿足不同規(guī)格不銹鋼 生產(chǎn)的鎳基中間合金的熔煉裝置。本發(fā)明的第二目的就是提供一種利用上述裝置生產(chǎn)粒徑較小的鎳基中間合金碎 塊的方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述第一目的所采用的技術(shù)方案為 一種鎳基中間合金的熔煉裝置，包括
熔煉爐和
由桶型水池和與之配套的周圈設(shè)置有擋圈、底部為網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的漏箱構(gòu)成的澆鑄池； 所述的水池上口處設(shè)置有進(jìn)水口，其底部設(shè)置有出水口，所述的上水口和出水口通過(guò) 冷卻機(jī)構(gòu)及抽水機(jī)構(gòu)聯(lián)通。另外，構(gòu)成上述鎳基中間合金熔煉爐的附加技術(shù)特征包括 所述水池的頂部敞口處設(shè)置有軸連接的蓋體；
所述的蓋體為兩個(gè)并分別設(shè)置于所述水池敞口的兩側(cè)； 所述水池的池深大于6米；
在所述的水池側(cè)部設(shè)置軸活動(dòng)的調(diào)整板，所述調(diào)整板的軸端部及帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī) 構(gòu)固定于所述水池中的兩側(cè)壁；所述的調(diào)整板由不銹鋼板制成；
在所述的熔煉爐和澆鑄池間設(shè)置有合金水流槽。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述第二目的所采用的技術(shù)方案為
即利用上述熔煉裝置制備鎳基中間合金碎塊的方法包括下列步驟 第一步，開啟熔煉爐，首先將 均為管狀、片狀的廢鎳金屬和其他需要的金屬材料置入爐 體中熔煉，其加入量不低于熔煉爐容量的二分之一，同時(shí)在構(gòu)成澆鑄池的水池中加入深度 不低于六米的清水；
第二步，當(dāng)加入熔煉爐中的管狀、片狀的狀金屬材料熔化后，將爐體傾斜30—45度角， 然后將所余的熔煉爐容量的實(shí)心狀的廢鎳金屬和其他需要的金屬塊或板材置入爐體中，再 將爐體扶正，由所煉制的金屬水將該新添置的金屬料掩埋熔化；
第三步，當(dāng)熔煉爐合金水溫度達(dá)到1480—1580°C時(shí)將所煉制的合金水由爐體或通過(guò)所 述的合金水流槽倒入澆鑄池的水池中，在澆鑄的同時(shí)啟動(dòng)所述水池的冷卻機(jī)構(gòu)和抽水機(jī)構(gòu) 使得池中的水溫保持恒定；
第四步，將在水池中形成的鎳基中間合金碎塊，由漏箱撈出即可。另外，在上述制備方法中，所述的澆鑄池水池中的水溫設(shè)置在40— 60°C之間；將 所煉制的合金水由爐體或通過(guò)所述的合金水流槽倒入澆鑄池的水池中時(shí)，所述的爐體或合 金水流槽得流口為平口，且流出的合金水的厚度在10—100毫米間。


圖1 為構(gòu)成鎳基中間合金熔煉爐爐體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 為構(gòu)成鎳基中間合金澆鑄池的結(jié)構(gòu)示意圖3 為構(gòu)成上述合金澆鑄池漏箱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4 為構(gòu)成上述大開口合金澆鑄池的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5 為構(gòu)成上述熔煉爐爐體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提供的構(gòu)成鎳基中間合金熔煉爐的結(jié)構(gòu)及其利用該 熔煉爐制備鎳基中間合金碎塊的工作原理做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
如圖1所示為構(gòu)成本發(fā)明所提供的鎳基中間合金熔煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。即該熔煉裝 置包括熔煉爐24和澆鑄池25以及在二者間設(shè)置的合金水流槽26構(gòu)成。如圖2所示為構(gòu)成鎳基中間合金熔煉裝置中的澆鑄池的結(jié)構(gòu)示意圖。即該澆鑄池 的結(jié)構(gòu)包括桶深至少為六米的盛裝有深度至少為6米的冷水14的桶型水池1和能夠沉入 池底并能夠吊出水池的漏箱2，其中桶型水池的上口處設(shè)置有進(jìn)水口 3，其底部設(shè)置有出水 口 4，上水口和出水口通過(guò)由水管5連接的冷卻機(jī)構(gòu)15連通，并設(shè)置有抽水機(jī)構(gòu)6 ；如圖3 所示漏箱的箱底7為能夠漏水的網(wǎng)孔8結(jié)構(gòu)，其周圈設(shè)置有一定高度(其高度可以從10厘 米到100厘米之間設(shè)置)的用于盛裝所澆鑄的鎳基中間合金碎塊9的擋圈10。利用上述鎳基中間合金熔煉裝置制備合金碎塊時(shí)，開啟熔煉爐，首先將均為管狀、 片狀的容易熔化的廢鎳金屬和其他需要的金屬材料置入爐體中熔煉，其加入量不低于熔煉 爐容量的二分之一，同時(shí)在構(gòu)成澆鑄池的水池中加入深度為六米到八米(水深可以根據(jù)熔煉爐的容積而設(shè)定一即將熔煉爐中熔煉的合金水倒入水池中，所形成的合金碎塊具水池 水面不低于六米一當(dāng)合金碎塊粒徑在10—100毫米時(shí)、如果水深低于六米時(shí)不會(huì)得到 有效的冷卻而發(fā)生粘連，使得倒入水池中的合金形不成碎塊)、水溫在40—60°C的清水，該 溫度的清水可以保證遂形成的合金碎塊的粒徑在0. 5——10厘米之間；然后，當(dāng)加入熔煉 爐中的管狀、片狀的狀合金金屬材料熔化后，將爐體傾斜30—45度角，再將所余的熔煉爐 容量的不易熔化的實(shí)心狀廢鎳金屬和其他需要的金屬塊或板材置入爐體中，將爐體扶正， 由已經(jīng)煉制的合 金金屬水將該新添置的金屬料掩埋熔化(可以有效提高實(shí)心廢鎳金屬的熔 化速度，達(dá)到節(jié)約能源的目的)；第三步，當(dāng)熔煉爐合金水溫度達(dá)到1480— 1580°C時(shí)將所煉 制的合金水由爐體傾瀉從爐口中倒入澆鑄池的水池中，在澆鑄的同時(shí)啟動(dòng)水池的冷卻機(jī)構(gòu) 和抽水機(jī)構(gòu)；第四步，當(dāng)將熔煉爐合金中的合金水倒完后，即可形成粒徑在10 —100毫米之 間的鎳基中間合金碎塊，然后將漏箱吊起風(fēng)干，即得到滿足要求的鎳基中間合金粒塊。上述鎳基中間合金熔煉裝置制備合金碎塊時(shí)，如果構(gòu)成鎳基中間合金熔煉裝置的 熔煉爐和澆鑄池分別固定，可以在二者間設(shè)置一活動(dòng)的合金水流槽。即熔煉爐合金水溫度 達(dá)到1480—1580°C后，將合金水流槽架于二者之間，將所煉制的合金水由爐體傾瀉從爐口 中倒入合金水流槽中，再由合金水流槽流入澆鑄池的水池中。在上述的鎳基中間合金熔煉裝置中，為了防止將鎳基中間合金水倒入澆鑄池水中 時(shí)產(chǎn)生高溫濺水造成事故，在水池的頂部敞口處側(cè)部各設(shè)置有軸11活動(dòng)連接的蓋體12，該 蓋體的長(zhǎng)度小于敞口的長(zhǎng)度，當(dāng)蓋體蓋住敞口時(shí)形成合金水倒入孔13。當(dāng)鎳基中間合金水 通過(guò)倒入孔倒入澆鑄池的水中時(shí)，該蓋體可以有效防止高溫水的濺出。如圖4所示，當(dāng)所設(shè)計(jì)的水池的敞口口徑較大時(shí)，水池頂部敞口處的蓋體可以為 對(duì)開結(jié)構(gòu)，即在敞口對(duì)應(yīng)兩側(cè)部各設(shè)置有軸16、18活動(dòng)連接的蓋體17、19，且該對(duì)開的蓋體 側(cè)部形成有鎳基中間合金鋼水倒入孔13。為了防止鎳基中間合金水倒入澆鑄池水中后形成一個(gè)砣塊，在設(shè)置了合金水倒入 孔的水池側(cè)部設(shè)置由轉(zhuǎn)軸21活動(dòng)固定的由光滑的不銹鋼板制成調(diào)整板22及帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)23。使用時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)調(diào)整板22轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整角度，傾瀉而入的鎳基中 間合金鋼水首先進(jìn)入水中形成顆粒狀合金塊，然后沿光滑的由不銹鋼材料制成的調(diào)整板滑 入池底中的漏箱中。不斷調(diào)整調(diào)整板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以使得顆粒狀合金塊均勻布于漏箱中。 工作完后轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整板或朝上或朝下貼在澆鑄池的壁上，即可將布滿顆粒狀合金塊的漏箱吊 起。在煉制合金時(shí)，熔煉爐合金水溫度達(dá)到1480—1580°C時(shí)，流動(dòng)性最好不粘包壁容 易成型，倒入澆鑄池中即可制造粒徑在10—100毫米的合金碎塊。當(dāng)熔煉爐合金水溫度 低于1480°C時(shí)，不僅會(huì)出現(xiàn)合金水粘連包壁現(xiàn)象，而且合金水倒入水池后所形成的合金塊 的直徑變大；反之，熔煉爐合金水溫度高于1580°C時(shí)，合金水倒入水池后所形成的合金塊 的直徑變小，均不能滿足要求。利用上述結(jié)構(gòu)的鎳基中間合金澆鑄池，在池中裝有深度至少為6米的水溫保持在 40—60°C之間的冷水，并且由爐體或通過(guò)合金水流槽倒入澆鑄池時(shí)，流出的合金水的厚度 應(yīng)當(dāng)控制在10——100毫米間(為此如圖5所示，在熔煉爐合金爐的敞口處設(shè)置具有與澆鑄 池的澆鑄口 13寬度相匹配且深度在10——100毫米間的合金水倒出口 27)，此時(shí)鎳基中間 合金鋼水直接倒入冷水中后，由于快速冷卻而體積急劇收縮，因此能夠形成粒徑在10——100毫米間顆粒狀的鎳基中間合金碎塊。在上述 澆鑄池中的水的水溫設(shè)置中，如果水溫過(guò) 低，會(huì)使得合金水進(jìn)入水池后而快速急劇收縮而形成粒徑極小的碎塊，會(huì)使得煉制不銹鋼 時(shí)而形成添加劑的浪費(fèi)；而當(dāng)水溫超過(guò)60°c過(guò)高時(shí)，合金水進(jìn)入水池后，會(huì)使得水池中的 水極易出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，并出現(xiàn)事故，同時(shí)激烈沸騰的水也容易導(dǎo)致合金塊的破碎，造成合金 碎塊的顆粒變小。 利用本發(fā)明提出的熔煉裝置及其制備方法制備鎳基中間合金碎塊，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，第一，解決了利用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)鎳基中間合金碎塊的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的極大的環(huán)境 污染問(wèn)題；第二，解決了鎳基中間合金鋼水澆鑄過(guò)程中因必須填充流槽而造成的鋼水利用 率低材料浪費(fèi)的問(wèn)題；第三，所制備出的粒徑在10——100毫米間的鎳基中間合金碎塊能 夠?qū)崿F(xiàn)煉鋼爐體中精量添加，熔煉出鎳基合金含量精確的不銹鋼；第四，由于該鎳基中間 合金碎塊的生產(chǎn)工藝不再使用由鑄鐵材料制成的模具，因此可以實(shí)現(xiàn)鎳基合金含的低硅含 量，及能夠生產(chǎn)出硅含量在0. 5%以下的鎳基中間合金碎塊，滿足低硅不銹鋼煉制的需要。
權(quán)利要求
一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于包括熔煉爐和由桶型水池和與之配套的周圈設(shè)置有擋圈、底部為網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的漏箱構(gòu)成的澆鑄池；所述的水池上口處設(shè)置有進(jìn)水口，其底部設(shè)置有出水口，所述的上水口和出水口通過(guò)冷卻機(jī)構(gòu)及抽水機(jī)構(gòu)聯(lián)通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于所述水池的頂部 敞口處設(shè)置有軸連接的蓋體。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于所述的蓋體為兩 個(gè)并分別設(shè)置于所述水池敞口的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于所述水池的池深 大于6米。
5.如權(quán)利要求4所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于在所述的水池側(cè) 部設(shè)置軸活動(dòng)的調(diào)整板，所述調(diào)整板的軸端部及帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)固定于所述水池中 的兩側(cè)壁。
6.如權(quán)利要求5所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于所述的調(diào)整板由 不銹鋼板制成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種鎳基中間合金的熔煉裝置，其特征在于在所述的熔煉爐 和澆鑄池間設(shè)置有合金水流槽。
8.利用上述熔煉裝置制備鎳基中間合金碎塊的方法包括下列步驟第一步，開啟熔煉爐，首先將均為管狀、片狀的廢鎳金屬和其他需要的金屬材料置入爐 體中熔煉，其加入量不低于熔煉爐容量的二分之一，同時(shí)在構(gòu)成澆鑄池的水池中加入深度 不低于六米的清水；第二步，當(dāng)加入熔煉爐中的管狀、片狀的狀金屬材料熔化后，將爐體傾斜30—45度角， 然后將所余的熔煉爐容量的實(shí)心狀的廢鎳金屬和其他需要的金屬塊或板材置入爐體中，再 將爐體扶正，由所煉制的金屬水將該新添置的金屬料掩埋熔化；第三步，當(dāng)熔煉爐合金水溫度達(dá)到1480—1580°C時(shí)將所煉制的合金水由爐體或通過(guò)所 述的合金水流槽倒入澆鑄池的水池中，在澆鑄的同時(shí)啟動(dòng)所述水池的冷卻機(jī)構(gòu)和抽水機(jī)構(gòu) 使得池中的水溫保持恒定；第四步，將在水池中形成的鎳基中間合金碎塊，由漏箱撈出即可。
9.如權(quán)利要求8所述的制備鎳基中間合金碎塊的方法，其特征在于所述的澆鑄池水 池中的水溫設(shè)置在40— 60 V之間。
10.如權(quán)利要求8所述的制備鎳基中間合金碎塊的方法，其特征在于將所煉制的合金 水由爐體或通過(guò)所述的合金水流槽倒入澆鑄池的水池中時(shí)，所述的爐體或合金水流槽得流 口為平口，且流出的合金水的厚度在10—100毫米間。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳基中間合金的冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體地講公開了一種鎳基中間合金的熔煉裝置及其制備方法。其主要技術(shù)方案包括利用由熔煉爐和澆鑄池構(gòu)成的熔煉裝置，通過(guò)開啟熔煉爐將廢鎳金屬和其他需要的金屬材料置入其中熔煉，同時(shí)在構(gòu)成澆鑄池中加入深度不低于六米的清水；熔煉爐合金水溫度達(dá)到1480—1580℃后，將其倒入澆鑄池的水池中形成的鎳基中間合金碎塊。上述設(shè)備和生產(chǎn)方法不但解決了鎳基中間合金碎塊的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的極大的環(huán)境污染問(wèn)題，更重要的是還解決了鎳基中間合金鋼水澆鑄過(guò)程中因必須填充流槽而造成的鋼水利用率低材料浪費(fèi)的問(wèn)題。所制備出的粒徑在10－100毫米間的鎳基中間合金碎塊的硅含量在0.5%以下、能夠?qū)崿F(xiàn)煉鋼爐體中精量添加，熔煉出鎳基合金含量精確的不銹鋼。
文檔編號(hào)C22C1/02GK101988168SQ20101055290
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張五越 申請(qǐng)人:張五越