CN101693293B - 用于环蒸炉的双金属温控式导体铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于环蒸炉的双金属温控式导体铸造工艺。在沿中心轴线向上处设置的分型面分别制备成整体结构的上、下模具至复制成上、下铸型。将测温管置于螺旋管内壁，用环形芯撑将预埋入铜棒型腔内的螺旋管紧固于下铸型，将上、下铸型合型。上、下铸型内设有冒口与内浇道，内浇道、横浇道、直浇道依次连通。金属液经由浇口杯进入直浇道、横浇道、内浇道，再引入由上、下铸型，环形芯撑与螺旋管组成的型腔内进行底浇。当金属液由下至上到达冒口顶部时浇注完毕，即向冒口内加入发热剂，待铸件全部冷却后，经清砂、去除浇冒口等，再打磨获得铸件。它解决了螺旋管与测温管在金属液浇注、凝固、冷却过程的浮移及高温灼烧击穿难题，并确保海绵钛质量。

Description

用于环蒸炉的双金属温控式导体铸造工艺

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺。

背景技术

钛冶炼行业冶炼海绵钛用的环蒸炉，其炉内中间温度高，周边温度较低，形成炉温不均匀，致使冶炼的海绵钛质量得不到保障，且冶炼能耗高。

发明内容

本发明的目的，在于针对以上所述的环蒸炉冶炼海绵钛时存在的问题，提供能有效确地保海绵钛质量，降低冶炼能耗的一种用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺。

本发明是一种由钢、铜两种金属材质融为一体的双金属温控式导体，将该温控式导体置于环蒸炉的炉内高温区域，在其螺旋管进、出口端接通循环水管，由于双金属温控式导体具有良好的导热性，它利用循环水将炉内热量带走，同时通过测温管对炉温适时监控，致使炉温保持在一定的范围，均匀的炉温确保了海绵钛的冶炼质量。

本发明用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺，结合常规的模具制备、配砂、造型、浇注、清砂、去除浇冒口、打磨处理环节为基础。在沿中心轴线向上处设置的分型面分别制备成整体结构的上、下模具，并经数控加工机床加工后分别置于上砂箱、下砂箱内，再用树脂砂复制成上、下铸型。将预填有至少烘干5小时、温度达180～200℃石英砂的测温管置于预制的螺旋管内壁上，再用预制的环形芯撑将预理入铜棒型腔内的螺旋管、测温管紧固于下铸型后至少经2小时烘干、使其温度达到180～200℃，然后将上铸型与下铸型合型构成整个铸型。

本发明的上铸型与下铸型内分别设置有冒口与内浇道，内浇道、横浇道、直浇道依次连通。浇注的金属液经由浇口杯依次进入直浇道、横浇道、内浇道，再引入由上铸型、下铸型、环形芯撑与通有压缩空气的螺旋管组成的型腔内进行底浇。当金属液由下至上到达冒口的顶部时浇注完毕，即向冒口内加入发热剂。最后待铸件全部冷却后，打开上砂箱、下砂箱，经清砂、去除浇冒口、直浇道、浇口杯、横浇道、内浇道后进行打磨处理，而获得用于环蒸炉的双金属温控式导体铸件。

本发明用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺不仅有效地解决了螺旋管与测温管在金属液浇注、凝固、冷却过程中的浮移及高温灼烧击穿的难题，同时解决了生产过程中易产生缩孔、缩松等缺陷，用该工艺铸造的温控式导体置于环蒸炉内能确保海绵钛的质量，降低冶炼能耗。

附图说明

图1，系本发明用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺的合型铸造图；

图2，系图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

以下结合上述附图实例，对本发明用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺作进一步详述。

本发明用于环蒸炉的双金属温控式导体的铸造工艺，结合常规的模具制备、配砂、造型、浇注、清砂、去除浇冒口、打磨处理环节为基础。它采用树脂砂造型，通过CAE/IECAST演示制定出合理的浇注系统。采用≥∮25mm、壁厚2.5mm的钢管绕制成∮14.5×2100(mm)、46～50圈规格的螺旋管6，将预填有至少经5小时烘干、温度达180～200℃石英砂的∮25×2100(mm)的测温管16置于预制的螺旋管6的内壁进、出口的一端至另一端上，石英砂不仅能使测温管16内形成真空，而且能吸收金属液的热量，使测温管16不被灼烧击穿。

本发明在沿中心轴线13向上17mm处设置的分型面1分别制备成整体结构的上、下模具，并经数控加工机床加工后分别置于上砂箱2、下砂箱10内，再用树脂砂复制成上铸型3、下铸型12。为防止螺旋管6与测温管16在金属液浇注、凝固、冷却中变形、浮移，采用外径∮224mm、内径∮174mm、厚度60mm预制的同种材质的环形芯撑5将预理入∮180×2500mm铜棒型腔11内的螺旋管6、测温管16紧固于下铸型12，同时在螺旋管6与测温管16上涂入醇基锆英涂料并至少进行2小时烘干，使其温度达到180～200℃，再将本发明的上铸型3与下铸型12合型构成整个铸型。

本发明的上铸型3与下铸型12内分别设置有∮160×280(mm)的冒口4与呈梯形状的内浇道14，内浇道14、横浇道15、直浇道7依次连通。浇注的金属液经由浇口杯8依次进入直浇道7、横浇道15、内浇道14，从而达到有效地分散金属液的热量，使金属液均匀、平稳地进入由上铸型3、下铸型12、环形芯撑5与通有3～5Mpa的压缩空气的螺旋管6组成的型腔内进行底浇的目的。循环着的压缩空气沿螺旋管6的出口端出来即能有效、快速地带走螺旋管6中因高温金属液使管中空气膨胀产生的蒸汽带走，同时使螺旋管6周围的铜液快速冷却，形成有顺序凝固的温度阶梯。它不仅能使浇注时的螺旋管6承受高温金属液的灼烧不被击穿，同时确保铜棒内部组织致密，避免和防止缩孔和缩松现象的产生。

当本发明浇注的金属液由下至上到达冒口4的顶部2/3时浇注完毕，即向冒口4内加入发热剂9，从而增强冒口4内金属液的补缩效率，确保本发明的温控式导体在整个凝固过程中有金属液进行补充，避免和防止缩孔、缩松现象的产生。最后待铸件全部冷却后，打开上砂箱2、下砂箱10，经清砂、去除浇冒口4、直浇道7、浇口杯8、横浇道15、内浇道14后进行打磨处理，而获得用于环蒸炉的双金属温控式导体铸件。

Claims (2)

1.一种经模具制备、配砂、造型、浇注、清砂、去除浇冒口、打磨处理环节的用于环蒸炉的双金属温控式导体铸造工艺，其特征在于沿中心轴线(13)向上处设置的分型面(1)分别制备成整体结构的上、下模具，并经数控加工机床加工后分别置于上砂箱(2)、下砂箱(10)内，再用树脂砂复制成上铸型(3)、下铸型(12)，将预填有石英砂的测温管(16)置于预制的螺旋管(6)的内壁上，再用预制的环形芯撑(5)将预埋入铜棒型腔(11)内的螺旋管(6)、测温管(16)紧固于下铸型(12)，然后将上铸型(3)与下铸型(12)合型构成整个铸型，上铸型(3)与下铸型(12)内分别设置有冒口(4)与内浇道(14)，内浇道(14)、横浇道(15)、直浇道(7)依次连通，浇注的金属液经由浇口杯(8)依次进入直浇道(7)、横浇道(15)、内浇道(14)，再引入由上铸型(3)、下铸型(12)、环形芯撑(5)与通有压缩空气的螺旋管(6)组成的型腔内进行底浇，当金属液由下至上到达冒口(4)的顶部时浇注完毕，即向冒口(4)内加入发热剂(9)，最后待铸件全部冷却后，打开上砂箱(2)、下砂箱(10)，经清砂、去除浇冒口(4)、直浇道(7)、浇口杯(8)、横浇道(15)、内浇道(14)后进行打磨处理，而获得双金属温控式导体铸件。

2.根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于螺旋管(6)、测温管(16)经环形芯撑(5)紧固于下铸型(12)后，在螺旋管(6)与测温管(16)上涂入醇基锆英涂料并至少经2小时烘干使其温度达到180～200℃，测温管(16)内预填的石英砂至少烘干5小时，使其温度达180～200℃。

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