CN101185963A - 高炉冷却壁的消失模铸造工艺 - Google Patents

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肖燕鹏
孟庆蓉
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肖燕鹏
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Abstract

本发明公开了一种高炉冷却壁的消失模铸造工艺。它解决了目前高炉冷却壁铸造工艺成本高,铸造质量不佳,劳动强度较高,劳动效率低下,生产过程环境污染较重等问题,具有方法简单,成本较低,铸件尺寸精确,表面光洁,劳动效率较高,劳动强度较低,生产过程污染较轻且易于控制等优点。其方法为:1)煨制冷却壁水管;2)制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;3)在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在40-50℃下烘干30-48小时;4)组装浇注系统;5)装箱造型,振实砂型;6)抽真空浇注,真空度为-0.02到-0.08MPa之间,浇注温度在1000-1600℃之间,浇注完后,保压时间在10-60分钟;7)落砂清理。

Description

高炉冷却壁的消失模铸造工艺
技术领域
本发明涉及一种高炉冷却壁的铸造工艺,尤其涉及一种高炉冷却壁的消失模铸造工艺。 背景技术
高炉冷却壁是炼铁高炉炉体水冷主体设备,传统生产采用水玻璃砂型铸造、普通粘土砂 型铸造及树脂砂型铸造,本生产工艺采用消失模工艺进行铸造生产高炉铸钢、铸铁、铸铜以 及铜铁、铜钢复合冷却壁。
消失模铸造工艺(又称真空实型铸造或负压实型铸造)是利用泡沫塑料制作模型.,利用 午砂进狞装箱造型,在装箱过程中进行振动紧实,在浇注过程中进行抽负压的"^种新形餺造 工艺。
消失模铸造工艺被铸造界誉之为"21世纪的铸造新技术"、"铸造的绿色工程"[1】。该 项技术是由HF Shropyer于1956年首先试验成功。在近几十年的发展过程中,以欧美为代表, 广泛的应用于汽车行业中,例如复杂的汽牟发动机铝合金缸体制备等。消失模铸造与传统的砂 型铸造工艺有如下优点:(l)铸件尺寸形状精确,重复性好,具有精密铸造的特点;(2)铸件的表面 光洁度髙,无飞边毛剌;(3)大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷;(4)简化 了砂处理过程,取消了型砂制备工部和废砂处理工艺;(5)组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件 的工艺出品率和生产效率。(6)减少了铸件的内部缺陷。(7)大大减轻了工人的劳动强度;(8) 生产过程污染较轻,同时污染容易控制与集中处理
传统砂型铸造工艺是利用预先准备的模型与添加过粘结剂的型砂进行造型,然后将模型 由砂型中取出,从而形成铸件型腔,然后对型腔进行烘干或硬化,后浇入液态金属的生产过 程。其模型可以重复使用,但是在橫型由砂型取出会导致砂型精度降低,表面质量下降,生、 产效率降低,同时因其型砂使用粘结剂,造型成本较高。
在炼铁高妒冷却壁的制备过程中,大多采用传统的砂型铸造i艺,没有将消失模铸造应用 冷却壁的制备工艺中,造成成本高,质量不佳,生产效率较低,劳动强度大,污染严重。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前高炉冷却壁铸造工艺成本高,铸造质量不佳,劳动强度 较高,劳动效率低下,生产过程环境污染较重等问题,提供一种具有方法简单,成本较低, 铸件尺寸精确,表面光洁,劳动效率较髙,劳动强度较低,生产过程污染较轻且易于控制等 优点的髙炉冷却壁的消失模铸造工艺。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在40-50'C下烘干30-48小时;
4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.02到-0.08MPa之间,浇注温度在1000-1600'C之间,浇注完 后,保压时间在10-60分钟;
7) 落砂清理。
所述步骤2)中,制作冷却壁泡沫塑料模型方法为,1) 根据冷却壁图纸在添加收縮量后,进行两端样板、水管位置分型面样板制作、镶砖槽 样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作;
2) 根据端面样板进行泡沫模型主体的下料切割;
3) 根据水管位置分形面样板进行主体模型的分层;
4) 将水管植入分层后的主体模型,并将分层的主体模型进行粘结组装;
5) 利用镶砖槽样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作镶砖槽泡沫模型、水管与螺栓孔凸台 泡沫模型;
6) ^镶砖槽以及凸台泡沫模型粘结到主体模型;
7) 对模型进行整体的修整,检査几何尺寸,完成模型制作,形成冷却壁消失模模型。 所述步骤2)中,制作冷却壁泡沫塑料模型方法还可为,
1) 根据冷却壁图纸,制作冷却壁消失模发泡成型模具;
2) 将水管装入模具中;
3) 向模具中充填可发性泡沫珠粒,并进行发泡成型;
4) 将模型取出,进行烘干定型,烘干温度为40-50'C,烘干时间大于24小时。
本发明的有益效果是:消失模铸造工艺与其对比拥有其本身的所有工艺有优越性,在以 下几方面较为突出:
1. 消失模铸造工艺模型采用泡沫塑料进行制作,而另三种则一般采用木材进行制作,消 失模可以实现模型的快速制作,同时可以节约大量木材;
2. 冷却壁装箱造型后消失模工艺的模型不需取出,而另三种则需将木型取出,使消失模铸 造工艺生产的冷却壁无飞边毛刺,也同时杜绝了传统铸造生产冷却壁时经常出现的跑火缺陷
(液态铁水由砂型流出至砂型以外);
3. 消失模工艺生产的冷却壁表面光洁度可比普通砂型铸造提高2级,尺寸及重量精度提 高2级以上;
-4.消失模铸造工艺采用无粘结剂的千砂进行造型,而另外三种工艺则采用有粘结剂的型 砂进行造型,使祸失模工艺生产冷却壁省去了馄砂过程,并降低了生产成本;
5. 消失模铸造工艺浇注时需要进行抽负压,而另外三种工艺则不需要进行抽负压,使消 失模铸造工艺生产的冷却壁本体致密度提高,内部气孔缺陷减少,同时避免了另外三种工艺 生产时的呛火现象;
6. 可实现冷却壁无冒口铸造,同时因没有飞边毛刺,使清理工作量大幅下降,提高了铸 件出品率;
7. 型砂回用率提高10%以上,减少材料消耗与环境压力。 具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例l:
一种镜铜高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在40'C下烘干30小时;
4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.02,浇注温度在1000'C,浇注完后,保压时间在10分钟;
7)落砂清理。
其中步骤2)中,制作冷却壁泡沫塑料模型方法为,
1) 根据冷却壁图纸在添加收縮量后,进行两端样板、水管位置分型面样板制作、镶砖槽 样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作;
2) 根据端面样板进行泡沬模型主体的下料切割;
3) 根据水管位置分形面样板进行主体模型的分层;
4) 将水管植入分层后的主体模型,并将分层的主体模型进行粘结组装;
5) 利用镶砖槽样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作镶砖槽泡沫模型、水管与螺栓孔凸台 泡沫模型;
6) 将镶砖槽以及凸台泡沫模型粘结到主体模型;
7) 对模型进行整体的修整,检查几何尺寸,完成模型制作,形成冷却壁消失模模型。 实施例2:
—种铸钢高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在50'C下烘干48小时;
4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.08MPa之间,浇注温度在160(TC,浇注完后,保压时间在 60分钟;
7) 落砂清理。
步骤2)的方法与实施例l相词,不再赘述。 实施例3;
一种铸铁高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在42"下烘干35小时; 4〉组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.03,浇注温度在1260'C,浇注完后,保压时间在20分钟;
7) 落砂清理。
步骤2)的方法与实施例l相同,不再赘述。
实施例4:
一种铸铁高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在45'C下烘干40小时; 4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.04之间,浇注温度在1340'C之间,浇注完后,保压时间在 30分钟;
7) 落砂清理。
步骤2)的方法与实施例l相同,不再赘述。
实施例5:
一种铸钢高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) if泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在48'C下烘干42小时;
4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.06MPa之间,浇注温度在1500'C之间,浇注完后,保压时 间在40分钟;
7) 落砂清理。
步骤2)的方法与实施例l相同,不再赘述。 实施例6:
一种铸钢高炉冷却壁的消失模铸造工艺,它的方法为,
1) 煨制冷却壁水管;
2) 牵l丄作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型;
3) 在泡沫塑料模型表面刷耐火涂^F,在44'C下烘干48小时;
4) 组装浇注系统;
5) 装箱造型,振实砂型;
6) 抽真空浇注,真空度为-0.07MPa之间,浇注温度在1500'C之间,浇注完后,保压时 间在50分钟;
7) 落砂清理。
步骤2)的方法与实施例l相同,不再赘述。
此外,本发明步骤2)的制作冷却壁泡沫塑料模型方法还可替换为,
1) 根据冷却壁图纸,制作冷却壁消失模发泡成型模具;
2) 将水管装入模具中;
3) 向模具中充填可发性泡沫珠粒,并进行发泡成型;
4) 将模型取出,进行烘干定型,烘干蕰度为40-50'C,烘千时间大于24小时。 其余步骤与上述各实施例相同,不再赘述。

Claims (3)

1、一种高炉冷却壁的消失模铸造工艺,其特征是:它的方法为, 1)煨制冷却壁水管; 2)制作内置冷却壁水管的冷却壁泡沫塑料模型; 3)在泡沫塑料模型表面刷耐火涂料,在40-50℃下烘干30-48小时; 4)组装浇注系统; 5)装箱造型,振实砂型; 6)抽真空浇注,真空度为-0.02到-0.08MPa之间,浇注温度在1000-1600℃之间,浇注完后,保压时间在10-60分钟; 7)落砂清理。
2、 根据权利要求1所述的高炉冷却壁的消失模铸造工艺,其特征是:所述步骤2)中,制作冷却壁泡沫塑料模型方法为,1) 根据冷却壁图纸在添加收縮量后,'进行两端样板、水管位置分型面样板制作、镶砖槽 样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作;2) 根据端面样板进行泡沫模型主体的下料切割;3) 根据水管位置分形面样板进行主体模型的分层;4) 将水管植入分层后的主体模型,并将分层的主体模型进行粘结组装;5) 利用镶砖槽样板以及水管与螺栓孔凸台样板制作镶砖槽泡沫模型、水管与螺栓孔凸台 泡沫模型;6) ^镶砖槽以及凸台泡沫模型粘结到主体模型;7) 对模型进行整体的修整,检查几何尺寸,完成模型制作,形成冷却壁消失模模型。
3、 根据权利要求1所述的高炉冷却壁的消失模铸造工艺,其特征是:所述步骤2)中, 制作冷却壁泡沫塑料模型方法还可为,1) 根据冷却壁图纸,制作冷却壁消失模发泡成型模具;2) 将水管装入模具中;3) 向模具中充填可发性泡沫珠粒,并进行发泡成型;4) 将模型取出,进行烘干定型,烘干温度为40-50'C,烘干时间大于24小时。
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