组合式锭模浇铸方法

摘要

本发明公开了一种组合式锭模及其浇铸方法，它主要由设置有浇铸腔的端模、中间模和设置有溢流缺口的隔断模构成，它是在平置的重轨上按平铺布置方式组装成模墙合围的组合模体并由隔断模将其分隔为一组溢流相通的浇铸腔，按平铺重轨、组装锭模、浇注铁水、脱模出铁、水淬淬火和精整破碎等步骤进行浇铸作业，即可制行合格的铁合金成品，本发明具有生产容易、制造成本低、组合结构简捷、布置安装方便、使用寿命长的突出优点，特别方便于锭模组装、铁水浇注、脱模出铁和破碎加工等系列化操作，能极大地减轻工人劳动强度、改善生产作业环境，对提高铁合金合格率、降低能耗进而增加企业经济效益具有明显效果，在铁合金行业有极佳的应用前景。

权利要求

1.一种组合式锭模浇铸铁合金的方法, 所述的组合式锭模包括端模（1）、一组中间模（4）和隔断模（3），端模（1）的浇铸腔（2）设置成三侧模墙结构，中间模（4）的浇铸腔（2）设置成对侧模墙结构，一组中间模（4）按侧端面对齐并排方式平铺成排列模组，在排列模组的前后两端侧面位置安装端模（1）构成模墙合围的组合模体，在组合模体内配装一组隔断模（3）分隔成一组浇铸腔（2），在隔断模（3）的顶部设置有溢流缺口（12），其特征在于：它按如下步骤进行，① 平铺重轨 在浇铸作业现场平整地面上位于浇铸器（7）、流铁槽（6）前端两侧位置平行对称地平铺安放两根重轨（5），控制两根重轨（5）的间距为中间模（4）长度的60~80%，② 组装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺计算确定所需要使用中间模（4）和隔断模（3）的数量，用天车将一组中间模（4）和两个端模（1）吊运至两根重轨（5）上，将一组中间模（4）按侧端面对齐并排的方式平铺成排列模组，两个端模（1）分别靠紧安装于排列模组的前后两端侧面位置即构成模墙四周合围的组合模体，并使流铁槽（6）的出口位于前面一个端模（1）的前侧模墙上，再用天车将一组隔断模（3）吊运配装于组合模体内，即可将模墙四周合围的组合模体分隔成一组由溢流缺口（12）依次溢流相通的浇铸腔（2），在每个浇铸腔（2）内安放一个脱模提取铁（8），检查溢流缺口（12）无异物堵塞保持顺畅的溢流状态，③ 浇注铁水 将电炉冶炼熔融的铁水经扒完炉渣后倒入铁水包内，用天车起吊铁水包缓缓移至浇铸器（7）上方将铁水倒入浇铸器（7）内，使铁水经流铁槽（6）流入前面的一个端模（1）内、再由前向后依次经一组隔断模（3）的溢流缺口（12）逐个平稳溢流至后面的一个端模（1）内直至将一组浇铸腔（2）全部浇注满，④ 脱模出铁 待浇注于一组浇铸腔（2）内的铁水自然冷却表面温度降至

700℃~1000℃时，用天车的挂钩钩住脱模提取铁（8）进行起吊出铁，

⑤ 精整破碎 待铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤人工敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料，

⑥ 包装入库 将精整破碎后的合格块料进行包装、入库，即为铁合金成品。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：用天车将一组中间模（4）和两个端模（1）吊运至浇铸作业现场直接在平整地面上布置安装组合锭模并使流铁槽（6）的出口位于前面一个端模（1）的前侧模墙上，再按浇注铁水、脱模出铁、精整破碎和包装入库的步骤进行操作即可制得铁合金成品。

说明书

组合式锭模浇铸方法

技术领域

[0001] 本发明涉及浇铸铁合金的模具，同时还涉及它的浇铸方法，属于冶金行业生产铁合金的浇铸技术，具体地说是一种组合式锭模及其浇铸方法。

背景技术

[0002] 我们知道，由合金矿石经冶炼制得的铁合金主要是供给钢厂用作生产合金钢的基本原料。因此，铁合金的质量和生产成本将是直接影响合金钢产品市场的一个主要因素。对铁合金生产行业来说，就是要为合金钢生产企业提供价廉质优的铁合金原料。据了解：现行的铁合金生产企业通常都是采用“地坑”、“地坑—铸铁档块”、“砂模”和“逐个浇注的独立锭模”等方式将熔融铁水浇铸成块状，用人工或人工加机械的作业方式破碎至合格粒度即为原料成品。上述传统的作业方式存在操作环境恶劣、工人劳动强度大、产生合金细粉面子废品率高和生产效率低等诸多弊端。据实际生产统计：按现行浇铸、破碎作业方式一般都会有15%以上的合金面子废料作回炉重熔处理。这是导致铁合金生产企业长期存在原料回炉烧损多、产品合格率低、能耗高、经济效益差的主要原因。为解决这些问题，本申请人曾提出了一种 “浇铸铁合金的锭模”（201120204917.5）的实用新型技术方案，它是在锭模的模墙上设置外伸于侧端面的流铁槽，按阶梯式位置安放一组锭模使上一阶锭模的流铁槽靠放于下一阶锭模的模墙上构成阶梯式浇注的布置结构，铁水是由上向下依次流入一组锭模的浇铸腔内进行逐阶浇注，经使用表明：采用这种方式浇铸成的铁合金块易于取铁脱模和破碎作业，并能将合金细粉面子废品率降至8%~10%以下、提高产品合格率8%以上。但是，无需讳言，在实际使用中我们也发现它在结构设计上仍然存在一些瑕疵：由于它的流铁槽是伸出于模墙外侧端面并依次逐阶靠放于下一阶锭模的模墙上构成“阶梯式浇注”的布置结构，这将使浇铸器和最上阶锭模被安放于离地面较高位置处，这将会使安装锭模、铁水浇注和取铁脱模等一系列操作极为不便并且还存在极大的生产安全隐患，特别是由上向下流动的熔融铁水会严重冲刷侵蚀损坏下阶锭模的浇铸腔，这将大大缩短锭模的使用寿命。这正是现行浇铸铁合金

[0003] 的锭模以及浇铸方法还需要进一步改进和完善的地方，这也是本发明所想要继续解决的课题。

发明内容

[0004] 本发明的目的旨在克服现有技术存在的上述不足之处，而提出一种全新结构的组合式锭模及其浇铸方法，采用本发明所提出的组合式锭模和浇铸方法进行铁合金浇注作业时，能极大地减轻工人劳动强度、改善生产作业环境，对提高铁合金产品的合格率、降低单位能耗、节约合金资源和确保安全生产都具有明显效果。

[0005] 本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

[0006] 一种组合式锭模,它包括端模、一组中间模和隔断模，其特征在于：端模的浇铸腔设置成三侧模墙结构，中间模的浇铸腔设置成对侧模墙结构，一组中间模按侧端面对齐并排方式平铺成排列模组，在排列模组的前后两端侧面位置安装端模构成模墙合围的组合模体，在组合模体内配装一组隔断模分隔成一组浇铸腔，在隔断模的顶部设置有溢流缺口。本发明是按如下方式进行锭模组装作业的：首先在平整的浇铸作业地面上安放浇铸器和流铁槽，并根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺来计算确定所需要使用中间模和隔断模的数量，在浇铸器的流铁槽前端的平整地面上，将一组中间模依次按侧面对齐并排紧靠的方式平铺成排列模组，在排列模组的前后两端侧面位置各安装一个端模构成模墙合围的组合模体，并使流铁槽出口位于端模的前端模墙上，然后将一组隔断模配装于组合模体内，即可分隔为由溢流缺口溢流相连通的一组浇铸腔，在每个浇铸腔内配置安放一个脱模提取铁，再逐个检查溢流缺口无异物堵塞后，即完成在平整地面上布置安装组合式锭模的作业。再按如下方式进行铁水浇注作业：将电炉冶炼熔融的铁水扒完炉渣放入铁水包内，用天车吊起铁水包缓缓移至浇铸器上方并将铁水倒入浇铸器内，铁水将经过流铁槽流入前端的端模内、并依次经一组隔断模的溢流缺口进行溢流逐个浇满一组浇铸腔，至此，即可完成铁水浇注作业。待铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃渐凝固硬化并包裹住脱模提取铁时，可用天车的挂钩钩住脱模提取铁向上起吊提取出铁合金块，即可方便地完成脱模出铁的操作，采用这种在浇铸腔内安放脱模提取铁的出铁方式，可方便快捷地完成脱模出铁的操作，还可以避免布置安装组合式锭模的重复操作。在实际操作时特别要注意把握出铁的最佳时间，经过生产实践经验总结表明：进行脱模出铁操作的最佳时间是铁水逐渐冷却表面温度降至700℃~1000℃温度区间的时间段，如温度过高则不能提取出铁合金块，而温度过低又会发生粘模或断裂不易取铁的现象。

[0007] 更一步地说，本发明提出的组合式锭模还具有如下的技术特征：

[0008] 一组浇铸腔的模墙内壁面设置成外倾式斜面结构，隔断模设置成与浇铸腔横截面相适配的形状，控制外倾斜角α为92º~160º。这种结构设计特别方便于从浇铸腔内提取出铁合金块。

[0009] 所说的一组隔断模的横截面设置成上窄下宽梯形形状，控制外斜角β为92º~160º，在隔断模上设置有组装环。这种结构设计特别方

[0010] 便于吊运、组装隔断模的操作并能使分隔成的每个浇铸腔四周内壁面均成外倾式斜面结构，可极大地减小脱模的摩擦阻力，特别有利于提取出铁时进行脱模操作，能轻松快捷地从浇铸腔中提取出铁合金块。

[0011] 一组中间模和端模是在平铺的重轨上组装成模墙合围的组合模体。它是首先在平整地面上平行安放两根重轨，然后在两根重轨上按平铺对齐的方式依次并排组装一组中间模和端模，即可构成模墙四周合围的组合模体。这种在重轨上布置组合式锭模的安装方式具有操作方便快捷、省力省时的优点，并能在组合模体底面与地面之间形成空气流动的散热空间，特别有利于脱模出铁的操作，还能有效地改善浇铸成的铁合金块的表面质量。 [0012] 在一组浇铸腔内配置安放有脱模提取铁。当浇注于每个浇铸腔内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃时，浇铸腔内的铁水会逐渐凝固硬化并牢固包裹住脱模提取铁，用天车的挂钩钩住脱模提取铁进行起吊操作，即可从一组浇铸腔内逐个地提取出铁合金块，可方便快捷地完成脱模出铁的操作。

[0013] 端模的数量为二个，一组中间模和隔断模的数量可根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺而定，所说端模和中间模的长度均为800mm~2500mm、宽度均为600mm~2000mm，浇铸腔的深度为50mm~350mm，端模和中间模的长度相同。这种结构设计特别方便于锭模的生产制造和布置安装组合式锭模的操作。

[0014] 用上述组合式锭模生产铁合金的浇铸方法,其特征在于：它按如下步骤进行： [0015] ① 平铺重轨 在浇铸作业现场平整地面上位于浇铸器、流铁槽前端两侧位置平行对称地平铺安放两根重轨，控制两根重轨的间距为中间模长度的60~80%，使其能平稳地支承组合式锭模进行浇注作业，同时也特别方便于在两根重轨上进行布置安装组合式锭模的操作作业。

[0016] ② 组装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺计算确定所需要使用中间模和隔断模的数量，用天车将一组中间模和两个端模吊运至两根重轨上，将一组中间模按侧端面对齐并排的方式平铺成排列模组，两个端模分别靠紧安装于排列模组的前后两端侧面位置即构成

[0017] 模墙四周合围的组合模体，并使流铁槽的出口位于前面一个端模的前侧模墙上，再用天车将一组隔断模吊运配装于组合模体内，即可将模墙四周合围的组合模体分隔成一组由溢流缺口依次溢流相通的浇铸腔，在每个浇铸腔内安放一个脱模提取铁，检查溢流缺口无异物堵塞保持顺畅的溢流状态，这种在重轨上布置组合式锭模的安装方式具有操作方便快捷、省力省时的优点，能在组合模体底面与地面之间形成空气流动的散热空间，能改善组合式锭模底部的散热条件，特别有利于脱模出铁的操作，对改善所浇铸成的铁合金块表面质量有一定作用。

[0018] ③ 浇注铁水 将电炉冶炼熔融的铁水经扒完炉渣后倒入铁水包内，用天车起吊铁水包缓缓移至浇铸器上方将铁水倒入浇铸器内，使铁水经流铁槽流入前面的一个端模内、再由前向后依次经一组隔断模的溢流缺口逐个平稳溢流至后面的一个端模内直至将一组浇铸腔全部浇注满，在实际浇注过程中，无需天车吊着铁水包在浇铸场地来回移动，只需在浇铸器上方的固定位置将铁水倒入浇铸器内即能完成浇注铁水的作业，浇注铁水的操作极为方便，能明显提高生产效率并具有极高的生产安全性能。

[0019] ④ 脱模出铁 待浇注于一组浇铸腔内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃时，铁水会逐渐凝固硬化并牢固包裹住脱模提取铁，只需用天车的挂钩钩住脱模提取铁进行起吊出铁，即可方便快速地完成脱模出铁的操作。特别是一组隔断模的横截面做成外斜角β为130º的上窄下宽梯形结构，使分隔成的每个浇铸腔内壁面均成外倾式斜面结构，可有效地减小脱模出铁的摩擦阻力，特别适用于采用安放脱模提取铁的方式进行提取出铁操作。

[0020] ⑤ 精整破碎 待铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤人工敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料。用本发明提出的组合式锭模所浇铸成的铁合金块是呈薄板状，无需用破碎机作业，只用小铁锤轻轻敲击即能完成精整破碎加工作业，能极大地减小产生合金细粉面子废品的数量，这对提高铁合产品的合格率有非常明显的效果。

[0021] ⑥ 包装入库 将精整破碎后的合格块料进行包装、入库，即为铁合金成品。 [0022] 更一步地说，上述浇铸方法还具有如下技术特征：

[0023] 在“④脱模出铁”与“⑤精整破碎”之间还有“水淬淬火”步骤：将“脱模出铁”步骤提取出的红热铁合金块放于盛铁容器内，用行车将其吊运送入水淬池内并使其淹没于水体中进行淬火，或者将盛有红热铁合金块的盛铁容器吊运搁置于至水淬池，用水管喷头向红热的铁合金块激烈浇水进行淬火，控制淬火时间为200s~500s， 进行沥水，

[0024] 待自然冷却后送至精整区进行破碎加工。水淬淬火的理论依据在于：高温红热铁合金块在激烈的水冷作用下，内部金相组织将由细微致密晶型转变为粗大纵向柱状结晶，铁合金块表面会因热胀冷缩而产生大量的冷微裂纹，使冷却后的铁合金块韧性减弱脆性增加，特别有利于精整破碎加工作业。

[0025] 用天车将一组中间模和两个端模吊运至浇铸作业现场直接在平整地面上布置安装组合锭模并使流铁槽的出口位于前面一个端模的前侧模墙上，再按浇注铁水、脱模出铁、精整破碎和包装入库的步骤进行操作即可制得铁合金成品。这种在平整地面上直接布置安装组合式锭模的方式，可以省去安放重轨的操作。

[0026] 采用本发明提出的组合式锭模及其浇铸方法，所浇铸成的铁合金块是薄板状结构，能明显降低后续精整破碎作业的加工难度，可极大地减轻工人的劳动强度、最大程度地减少产生合金细粉面子的数量进而提高铁合金产品的合格率，这对冶金企业开展节能减排工作具有非常重大的经济效益。

[0027] 本发明同现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著进步：

[0028] 本发明首创了一种全新结构的组合式锭模及其浇铸方法，特别适用于铁合金生产浇铸作业，它是在平行安放的两根重轨上按平铺对齐的布置方式将一组中间模和端模配装成模墙四周合围的组合模体，再用隔断模分隔为一组依次溢流相通的浇铸腔，经实际使用表明：这种组合式锭模结构特别有利于铁水浇注和脱模出铁的操作，它具有结构简单、生产容易、制造成本低、布置组装方便快捷和使用寿命长的突出优点，能极大地减轻工人的劳动强度、改善铁合金浇铸的作业环境和提高生产安全性能，这对稳定提高产品合格率、大幅降低单位能耗进而增加企业经济效益都具有非常明显的效果。

附图说明

[0029] 图1是本发明的布置组装结构示意图。

[0030] 图2是图1的A—A视图，展示在一组中间模、端模构成的组合模体内配装隔断模分隔为一组浇铸腔的结构示意图。

[0031] 图3是图1的B—B视图，展示端模的浇铸腔结构示意图。

[0032] 图4是图1的C—C视图，展示中间模的浇铸腔结构示意图。

[0033] 图5是图1的D—D视图，展示隔断模顶部设置溢流缺口和组装环的结构示意图。 [0034] 图6是图5的E—E视图，展示隔断模的横截面成上窄下宽梯形形状的结构示意图。

[0035] 图7是本发明的浇铸工艺流程图。

[0036] 附图中的标记说明：

[0037] 1为端模， 2为浇铸腔， 3为隔断模， 4为中间模， 5为重轨，6为流铁槽，7为浇铸器，8为脱模提取铁，9为箭头，10为吊装环，11为组装环，12溢流缺口。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图进一步描述本发明的实施例：

[0039] 本发明提出的组合式锭模,它主要由端模1、一组中间模4和隔断模3构成，在端模1和中间模4的侧面安装有吊装环10，在隔断模3的上端面安装有组装环11，端模1的浇铸腔2设置成三侧模墙结构，中间模4的浇铸腔2设置成对侧模墙结构，所说浇铸腔2的模墙内壁面设置成外倾式斜面结构，控制外倾斜角α为130º，将隔断模3做成与浇铸腔2横截面相适配的形状，将隔断模3的横截面做成上窄下宽梯形形状并控制外斜角β为130º，在隔断模3顶面的中部位置设置有溢流缺口12。它按如下方式进行锭模组装作业：首先在浇铸作业现场的平整地面上安放浇铸器7、流铁槽6，根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺计算确定所需要使用一组中间模4和隔断模3的数量，可采用直接在平整地面上组装锭模进行浇注作业，也可在浇铸器7、流铁槽6前端的两侧位置平行对称安放两根重轨5，再在两根重轨5上组装锭模进行浇注作业。在两根重轨5上组装锭模时，可用天车将一组中间模4吊运至两根重轨5上，并将一组中间模4按照侧端面对齐并排的方式平铺成排列模组，再将两个端模1分别靠紧安装于排列模组的前后两端侧面位置，并使流铁槽6出口位于前面一个端模1的前侧模墙上，即可构成模墙四周合围的组合模体，然后用天车将一组隔断模3吊运配装于组合模体内，即可分隔成一组由溢流缺口12依次溢流相通的浇铸腔2，再逐个地检查溢流缺口12无异物堵塞保持溢流顺畅状态。至此，完成组合式锭模的布置组装操作可供浇注铁水用。

[0040] 使用本发明提出的组合式锭模浇铸铁合金的方法,它是按如下步骤进行： [0041] ① 平铺重轨 在浇铸作业现场平整地面上位于浇铸器7、流铁槽6前端两侧位置平行对称地平铺安放两根重轨5，控制两根重轨5的间距为中间模4长度的60~80%，使两根重轨5能平稳地支承组合式锭模进行浇注作业，也使在两根重轨5上进行布置安装组合式锭模的实际操作更为方便快捷。

[0042] ② 组装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量的生产工艺计算确定所需要使用中间模4和隔断模3的数量，用天车将一组中间模4和两个端模1吊运至两根重轨5上，将一组中间模4按侧端面对齐并排的方

[0043] 式平铺成排列模组，两个端模1分别靠紧安装于排列模组的前后两端侧面位置即构成模墙四周合围的组合模体，并使流铁槽6的出口位于前面一个端模1的前侧模墙上，用天车的挂钩钩住隔断模3的组装环11，能方便地将一组隔断模3吊运配装于组合模体内，即可将模墙四周合围的组合模体分隔成一组由溢流缺口12依次溢流相通的浇铸腔2，再在每个浇铸腔2内安放一个脱模提取铁8，检查溢流缺口12无异物堵塞保持顺畅的溢流状态，以利于浇注铁水作业，这种在重轨5上平铺布置安装组合式锭模的方式具有操作方便快捷、省力省时的优点，并能在组合模体底面与地面之间形成空气流动的散热空间，能改善组合式锭模底部的散热条件，特别有利于脱模出铁的操作，也对改善铁合金块的表面质量有一定作用。

[0044] ③ 浇注铁水 将电炉冶炼熔融的铁水经扒完炉渣后倒入铁水包内，用天车起吊铁水包缓缓移至浇铸器7上方将铁水倒入浇铸器7内，这时熔融的铁水将如箭头9所示，经流铁槽6流入前面的一个端模1内、再由前向后依次经一组隔断模3的溢流缺口12逐个平稳溢流至后面的一个端模1内直至将一组浇铸腔2全部浇注满，在实际浇注过程中，由于天车吊着铁水包只在浇铸器7上方的一个固定位置将铁水倒入浇铸器7内，即可完成浇注铁水作业，能明显提高生产效率并具有极高的生产安全性能。

[0045] ④ 脱模出铁 待浇注于一组浇铸腔2内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃、逐渐凝固硬化并包裹住脱模提取铁8时，用天车的挂钩钩住脱模提取铁8进行起吊出铁。

[0046] ⑤水淬淬火 将“脱模出铁”操作步骤中提取出的红热铁合金块放于盛铁容器内，用行车将其吊运送入水淬池内并使其淹没于水体中进行淬火，或者将盛有红热铁合金块的盛铁容器吊运搁置于至水淬池上，用水管喷头向红热的铁合金块激烈浇水进行淬火，控制淬火时间为200s~500s，进行沥水，待自然冷却后送至精整区进行破碎加工。 [0047] ⑥精整破碎 待铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤人工敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料，由于采用本发明提出的组合式锭模浇铸成的铁合金块是薄板状，在实际精整破碎作业时无需使用破碎机，只需用小铁锤轻轻敲击即能完成精整破碎加工作业，能极大地减小产生合金细粉面子废品的数量，这对提高铁合产品的合格率有非常明显的效果。

[0048] ⑦ 包装入库 将精整破碎后的合格块料进行包装、入库，即为铁合金成品。 [0049] 特别需要指出的是：也可以不采用重轨，省去“①平铺重轨”的

[0050] 操作步骤，只需用天车将一组中间模4和两个端模1吊运至浇铸作业现场，即可直接在平整地面上布置安装组合锭模并使流铁槽6的出口位于前面一个端模1的前侧模墙上，再按浇注铁水、脱模出铁、精整破碎和包装入库的步骤进行操作即可制得铁合金成品。

[0051] 在实际生产操作时特别要注意把握出铁的最佳时间，经过多次生产实践经验的总结表明：进行脱模出铁操作的最佳时间是铁水逐渐冷却表面温度降至700℃~1000℃温度区间的时间段，如果温度过高则不能完整地取出铁合金块，而温度过低又会发生粘模或断裂不易取出铁合金块的现象。应当在所浇铸的铁合金块表面温度降至700℃~1000℃温度区间的时间段内完成脱模出铁的全部操作。在实际生产制造锭模时，一般控制中间模的长度为2000mm、宽度为1200mm，浇铸腔的深度为150mm，这种结构设计特别方便于锭模的生产制造和布置组装操作，同时也有利于浇注铁水和脱模出铁的操作，能使浇铸成的铁合金块呈均匀的薄板状，只需待薄板状的铁合金块自然冷却后即可送至精整区，用小锤人工敲击即能方便快捷地完成精整破碎加工作业，可极大地降低后续精整破碎加工作业难度，最大程度地减少产生合金细粉面子废品的数量，这对冶金企业开展节能减排工作具有重大的经济效益。