CN103817316A - 铸铁定量座包浇注用挡渣圈及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸铁定量座包浇注用挡渣圈，其为圆环体，该圆环体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形；所述的下外周部上所受铁水浮力的合力指向所述圆环体上方的中心轴线；所述的挡渣圈采用铸造用石英造型砂制作。本发明还提供了采用铸造用石英造型砂为原材料的挡渣圈的制备方法。本发明改善了上浮性，降低了制作成本，提高了强度，提升了挡渣效果，保证了工作寿命和铸件质量，适用于大型铸铁件的定量座包浇注。

Description

铸铁定量座包浇注用挡渣圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属铸造用工艺装备，具体涉及一种铸铁定量座包浇注用挡渣圈及其制备方法，属于铸造技术领域。
背景技术
为了防止铁液夹渣及铁水氧化渣等杂质进入铸型而影响铸件质量，目前很多铸造厂在浇注大型铸铁件时多采用定量式浇注座包，并在定量座包上安装采用带塞头的挡渣机构。铸件浇注的后期铁水在座包水口上方会形成一漩涡，当座包内铁水还有一定高度时，该漩涡会将铁液表面的浮渣卷入并带进型腔，最终导致铸件产生夹渣之类的缺陷。为提高挡渣效果，一般在挡渣机构的塞头的外面套置一挡渣圈，该挡渣圈的密度小于铁水密度并能够自动沿拔塞杆浮于铁液表面。当塞头拔起开始浇注时，铁液中的夹杂物会和挡渣圈一起浮在铁水表面并随液面下降而下降，所有的夹杂物都漂浮在挡渣圈外围，挡渣圈将夹杂物挡在离水口一定直径范围之外，从而达到阻止铁液中夹杂物进入铸型的目的。
现有的挡渣圈一般为圆环体，其截面为方形，请参阅图1，其存在有两方面的缺陷：一是，由于方形截面的侧面上所受铁水的作用力呈水平方向（见图1中箭头所示），该作用力会削弱方形截面底面上的铁水浮力向上的作用，因而这种结构形状的挡渣圈上浮性差，部分挡渣圈不能及时上浮，从而影响挡渣效果；二是，方形截面的侧面与底面形成尖锐的棱角，局部的强度大大减弱，导致挡渣圈易于破碎，这不仅会降低挡渣圈的工作寿命，而且掉落的挡渣圈碎渣难免会随铁液进入铸型，而导致铸件的缺陷。除此之外，现有挡渣圈均采用整块石墨加工而成，其挡渣的效果虽然好，但价格昂贵，增加了企业的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有挡渣圈的不足，提供一种铸铁定量座包浇注用挡渣圈及其制备方法，以达到提高上浮性、降低材料成本的效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种铸铁定量座包浇注用挡渣圈，为圆环体，所述圆环体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形。
作为进一步改进，所述的下外周部上所受铁水浮力的合力指向所述圆环体上方的中心轴线。
作为进一步改进，所述的挡渣圈采用铸造用石英造型砂制作。
作为进一步改进，所述的圆弧形的半径为50mm。
本发明的另一技术方案如下：
一种制作上述铸铁定量座包浇注用挡渣圈的制备方法，其具体步骤如下：
1）用木材根据所述挡渣圈的形状和尺寸制作挡渣圈芯盒，该挡渣圈芯盒的型腔为圆环腔体，该圆环腔体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形；
2）将铸造用石英造型砂混入呋喃树脂和有机磺酸硬化剂，充分搅拌均匀；
3）将搅拌均匀的铸造用石英造型砂倒入挡渣圈芯盒的型腔，用木板压紧实后将多余的型砂刮去；
4）造型完毕的挡渣圈放置在挡渣圈芯盒中自然硬化，硬化时间1小时，硬化过程中的挡渣圈必需保持静止不动；
5）硬化完成后，拆开挡渣圈芯盒，取出已成形的挡渣圈，在挡渣圈表面涂一层铸造用涂料，晾干后挡渣圈制作完毕。
作为进一步改进，步骤2）中，所述的呋喃树脂的重量为所述铸造用石英造型砂重量的1.0%，所述有机磺酸硬化剂的重量为所述呋喃树脂重量的50%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、改善了挡渣圈的上浮性：所述挡渣圈圆环体的横截面由以前的方形改成下外周部为圆弧形，从而使该部分受到的铁水上浮合力指向上方，见图3中箭头所示，提高了挡渣圈的上浮性，铁水倒入定量座包时，挡渣圈能够及时上浮，发挥挡渣作用，提升了挡渣效果。
2、降低了挡渣圈的制作成本：所述挡渣圈采用铸造生产中广泛使用的石英造型砂耐高温材料制作，价格便宜，降低了企业的生产成本。
3、提高了挡渣圈的强度：截面上的圆弧形改善了挡渣圈的局部强度，减少了破碎的可能，保证了工作寿命和铸件质量。
附图说明
图1为现有挡渣圈的示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的受力示意图。
图4为本发明的制造过程示意图。
图5为本发明的工作状态图。
具体实施方式
本发明提供了一种大型铸铁件用定量座包浇注时挡渣机构中的挡渣圈，其价格便宜且上浮性更好；该挡渣圈在铁水进入座包后会自动浮在铁水表面，可有效防止座包中铁液表面的浮渣进入铸型。
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步说明，但不应因此而限制本发明的保护范围。
请先参阅图2，图示铸铁定量座包浇注用挡渣圈为圆环体，该圆环体通过圆环体中心轴线的截面的下外周部为圆弧形，换言之，该圆环体形挡渣圈的下部的外周的横截面为圆弧形；所述的下外周部上所受铁水浮力的合力指向所述圆环体上方的中心轴线，见图3中箭头所示。本实施例中，所述挡渣圈的内径为180mm，外径为280mm，厚度为80mm，所述圆弧形的半径为50mm。
圆弧形的下外周部使该部分受到指向上方的铁水上浮合力，改善了挡渣圈的上浮性，提升了挡渣效果。
所述的挡渣圈采用铸造生产中广泛使用的石英造型砂作为耐高温材料来制作，价格便宜，降低了企业的生产成本。
本发明所述铸铁定量座包浇注用挡渣圈的制备方法，请参阅图4，其具体步骤如下：
1）首先用木材根据所述挡渣圈的形状和尺寸制作挡渣圈芯盒，该挡渣圈芯盒的型腔为圆环腔体，该圆环腔体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形。
2）然后将铸造用石英造型砂混入呋喃树脂和有机磺酸硬化剂，充分搅拌均匀；所述的呋喃树脂的重量为所述铸造用石英造型砂重量的1.0%，所述有机磺酸硬化剂的重量为所述呋喃树脂重量的50%。
3）将搅拌均匀的铸造用石英造型砂倒入挡渣圈芯盒的型腔，用木板压紧实后将多余的型砂刮去；
4）造型完毕的挡渣圈放置在挡渣圈芯盒中自然硬化，硬化时间约1小时，硬化过程中的挡渣圈必需保持静止不动；
5）挡渣圈硬化完成后，拆开挡渣圈芯盒，取出已成形的挡渣圈，在挡渣圈表面涂一层铸造用涂料，晾干后挡渣圈制作完毕。
请参阅图5，本发明使用时将所述挡渣圈1套在挡渣机构2的塞头3外面，铁水倒入定量座包4后，挡渣圈1上浮；拔起塞头3浇注时，挡渣圈1随着铁水液面一起下降，挡渣圈1使夹杂物隔离在水口之外，阻止了铁液中夹杂物进入铸型。
本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，所作出的任何修改、等同替换、显而易见的变型和改进，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铸铁定量座包浇注用挡渣圈，为圆环体，其特征在于：所述圆环体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形。
2.根据权利要求1所述的铸铁定量座包浇注用挡渣圈，其特征在于：所述的下外周部上所受铁水浮力的合力指向所述圆环体上方的中心轴线。
3.根据权利要求1或2所述的铸铁定量座包浇注用挡渣圈，其特征在于：所述的挡渣圈采用铸造用石英造型砂制作。
4.根据权利要求1所述的铸铁定量座包浇注用挡渣圈，其特征在于：所述的圆弧形的半径为50mm。
5.一种制作权利要求3所述铸铁定量座包浇注用挡渣圈的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤如下：
1）用木材根据所述挡渣圈的形状和尺寸制作挡渣圈芯盒，该挡渣圈芯盒的型腔为圆环腔体，该圆环腔体通过中心轴线的截面的下外周部为圆弧形；
2）将铸造用石英造型砂混入呋喃树脂和有机磺酸硬化剂，充分搅拌均匀；
3）将搅拌均匀的铸造用石英造型砂倒入挡渣圈芯盒的型腔，用木板压紧实后将多余的型砂刮去；
4）造型完毕的挡渣圈放置在挡渣圈芯盒中自然硬化，硬化时间1小时，硬化过程中的挡渣圈必需保持静止不动；
5）硬化完成后，拆开挡渣圈芯盒，取出已成形的挡渣圈，在挡渣圈表面涂一层铸造用涂料，晾干后挡渣圈制作完毕。
6.根据权利要求5所述的铸铁定量座包浇注用挡渣圈的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述的呋喃树脂的重量为所述铸造用石英造型砂重量的1.0%，所述有机磺酸硬化剂的重量为所述呋喃树脂重量的50%。
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