CN102107271B - 铸件的内生蒸汽冷却铸造方法 - Google Patents

铸件的内生蒸汽冷却铸造方法 Download PDF

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王东
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本发明涉及一种铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，包括以下步骤：将一个或多个带有多个小孔的细金属软管放入铸件埋管中，细金属软管与铸件埋管之间留有空隙，细金属软管与铸件埋管一起弯成一定形状；造上下箱砂型，并将上一步骤的弯好的铸件埋管放入砂型，将细金属软管与供水系统相连接；将金属熔液注入砂型，同时利用供水系统向细金属软管中通水，浇注完毕后，待铸件全部凝固后停止供水，待铸件冷却后进行落砂清理，得到铸件。本发明的铸件内生蒸汽冷却铸造方法安全高效、简单易行、值得大范围推广。

Description

铸件的内生蒸汽冷却铸造方法
技术领域
本发明涉及一种特种铸造方法，特别是涉及一种铸件的内生蒸汽冷却铸造方法。
背景技术
内部铸有冷却水管的大型铸件常见于高炉冷却壁、高压煤气化炉水冷炉壁、铜冶炼用闪速炉冷却水套及冶金大型电炉电极夹持器等领域，利用铸件内预埋的冷却水管来散热，达到使铸件能在高温下长期工作的目的。预埋管一般为铜管或钢管。为使铸入的冷却水管和铸件之间有优良的导热能力，预埋管和铸件基体之间必须紧密接触，不允许有空气层，氧化皮等影响热传导的中间层存在，预埋管和基体间应有一定程度的冶金结合。这就给复合铸造工艺带来极大的困难，以埋纯铜管式高炉铜冷却壁为例，基体是纯铜，其铸造温度约1200℃，预埋管为T2铜管，熔点约为1083℃，如在铸造时预埋T2铜管不加任何保护，预埋管必然被铸入的1200℃高温铜水熔化。为解决这一问题，铸造工作者一般采用二种方法来解决，其一是采用熔点更高的预埋管如钢管或镍铜管(蒙乃尔管)，但钢管和镍铜管的导热系数远低于纯铜，不利于散热。其二是在铸造时对预埋管冷却，冷却方式一般有：管内通水、通蒸汽、通空气(或氨气)、充填熔盐或低熔点金属等。利用这些流动的介质带走热量冷却预埋管，或利用盐或低熔点金属的熔化潜热来吸收热量，防止预埋管过热熔化。这些方法各有优缺点，其中最常用的是通入水、空气、水蒸气等流动介质冷却。空气的热交换能力较低，带走的热量有限，对于大型铸件不很适用；连续通水由于冷却强度过大，则使预埋管和铸件基体之间易形成冷隔缺陷；盐或低熔点金属最后不易清除；蒸汽冷却法的冷却能力介于水与空气冷却法之间，又易于，但一般铸造厂不具备大型锅炉的条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种容易实现的，冷却强度介于水与蒸汽冷却强度之间的一种内生蒸汽冷却铸造方法。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，包括以下步骤：
(1)将一个或多个带有多个小孔的细金属软管放入铸件埋管中，所述细金属软管与所述铸件埋管之间留有空隙，所述细金属软管与所述铸件埋管一起弯成一定形状；
(2)造上下箱砂型，并将上一步骤的弯好的所述铸件埋管放入砂型，将所述细金属软管与供水系统相连接；
(3)将金属熔液注入砂型，同时利用所述供水系统向所述细金属软管中通水，浇注完毕后，待铸件全部凝固后停止供水，待铸件冷却后进行落砂清理，得到所述铸件。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，其中，所述第3步骤中，向所述细金属软管中通水时，调节水压0.5～0.8Mpa，流量16l/min。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，其中，所述第3步骤中，待铸件冷却后，进行落砂清理前，将所述细金属软管取出。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，其中，所述第3步骤中，待铸件冷却后，进行落砂清理前，将所述细金属软管留在所述铸件埋管中。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，其中，所述细金属软管采用铜、不锈钢、碳钢、铁或铝。
本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，在铸造时，高于自然蒸汽压力的高压水通过小孔喷入铸件埋管内并吸收熔化金属热量而沸腾自生成蒸汽。内生蒸气可沿埋管一个方向也可以两个方向流动，埋管长时向两个方向流动可缩短蒸汽排出的距离，减小管内压力，内生蒸汽不断冷却埋管而使其不被高温金属熔化。本发明的铸件内生蒸汽冷却铸造方法可以有效的防止铸件埋管的局部过热熔化，并使铸件埋管和铸件基体间有最佳的相互扩散，形成理想的冶金结合。本发明的铸件内生蒸汽冷却铸造方法安全高效、简单易行、值得大范围推广。
附图说明
图1为本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法的实施示意图；
具体实施方式
如图1所示，利用本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法铸造埋纯铜管式高炉铜冷却壁，包括以下步骤：
(1)在材质为不锈钢的直径为1厘米的细金属软管2上钻多个直径为1.5毫米的小孔3，小孔与小孔之间相距30厘米，之后将细金属软管2放入铸件埋管4中，细金属软管2与铸件埋管4之间留有空隙，细金属软管2与材质为铜的直径为40毫米的铸件埋管4一起弯成如图1所示形状；
(2)造上下箱砂型，并将上一步骤的弯好的铸件埋管4放入砂型，合箱后将细金属软管2的一端与供水系统相连接，供水系统上安装压力与流量调节阀；
(3)将电解铜放入感应电炉中熔炼，升温至1250℃，直到溶液熔清后将金属熔液注入砂型，浇注温度控制在1150℃～1200℃，同时利用供水系统向细金属软管2中通水，调节调压阀使水压控制在0.5～0.8Mpa，流量控制在16l/min，浇注完毕后继续向细金属软管2中通水10～30分钟，待铸件全部凝固后停止供水，冷却后将细金属软管2抽出并进行落砂清理，即得到埋纯铜管式高炉铜冷却壁。
在铸造时，高于自然蒸汽压力的高压水流通过小孔3喷入铸件埋管4内并吸收熔化金属热量而沸腾自生成蒸汽。蒸气沿铸件埋管4流动，不断冷却铸件埋管4而使其不被高温金属熔化。喷入的冷却水量可根据浇铸的熔化金属量和浇铸温度来计算和控制。本发明的铸件的内生蒸汽冷却铸造方法可以有效的防止铸件埋管4的局部过热熔化，并使铸件埋管4和铸件基体间有最佳的相互扩散，形成理想的冶金结合。
其中步骤(1)中的细金属软管2可以采用铜、不锈钢、碳钢、铁或铝等多种金属材料。步骤(3)也可以是：将电解铜放入感应电炉中熔炼，升温至1250℃，直到溶液熔清后将金属熔液注入砂型，浇注温度控制在1150℃～1200℃，同时利用供水系统向细金属软管2中通水，调节调压阀使水压控制在0.5～0.8Mpa，流量控制在16l/min，浇注完毕后继续向细金属软管2中通水10～30分钟，待铸件全部凝固后停止供水，冷却后将细金属软管2留在铸件埋管4中并进行落砂清理，即得到埋纯铜管式高炉铜冷却壁。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种铸件的内生蒸汽冷却铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将一个或多个带有多个小孔的细金属软管放入铸件埋管中，所述细金属软管与所述铸件埋管之间留有空隙，所述细金属软管与所述铸件埋管一起弯成一定形状，所述细金属软管采用铜、不锈钢、碳钢、铁或铝；
（2）造上下箱砂型，并将上一步骤的弯好的所述铸件埋管放入砂型，将所述细金属软管与供水系统相连接；
（3）将金属熔液注入砂型，同时利用所述供水系统向所述细金属软管中通水，向所述细金属软管中通水时，调节水压0.5~0.8Mpa，流量16l/min，浇注完毕后，待铸件全部凝固后停止供水，待铸件冷却后，将所述细金属软管取出，然后进行落砂清理，得到所述铸件，其中所述金属熔液注入砂型是将电解铜放入感应电炉中熔炼，升温至1250℃，直到溶液熔清后将金属熔液注入砂型，浇注温度控制在1150℃~1200℃。
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Denomination of invention: Internal steam cooling casting method for Castings

Effective date of registration: 20220322

Granted publication date: 20130116

Pledgee: Rizhao bank Limited by Share Ltd. Yantai branch

Pledgor: YANTAI WANLONG VACUUM METALLURGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980002909