CN104089490A - 一种框架式铜水套及其铸造成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种框架式铜水套及其铸造成型方法，该框架式铜水套，包括基体，在所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体四周设有和所述基体一体成型的铁框架；该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；造型；预埋槽钢；弯管；预热；预埋紫铜管；熔化；浇注；开箱；锯冒口；机加工；打磨后成品报验；本发明在提高铜水套的结构强度，提高铜水套的使用寿命的同时；保证了槽钢和基体的连接强度；进而进一步保证框架式铜水套的结构强度。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炉及高温炉上使用的铜水套，更具体地说，涉及一种框架式铜水套及其铸造成型方法。
背景技术
铜水套是一种以铜为材质的冷却水套，用于冶金炉及高温炉上的冷却设备，包括壁体，进水管道及出水管道，在壁体内设有冷却铜管，冷却铜管与进水管道及出水管道为一体式结构。铜水套以水为热交换介质，利用铜的导热性能，传递冶金炉窑本体温度，是冶金炉窑上重要的冷却装置。在冶金行业得到广泛应用。
铜水套和铁水套相比，具有更好的导热性能，冷却效果较好，能为冶金炉窑提供更好的保护；但铜水套结构强度比铁水套差，使用寿命相对铁水套要短一些，成本高一些。
针对这种情况，申请人在铜水套壁体外围四周设置铁框架，构成框架式铜水套，以提高铜水套强度。但铜与铁的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等都有很大的不同，这种框架式铜水套，铁框架和基体易出现结合度不良的缺陷，影响铁框架和基体的连接强度。
同时，采用现有铜水套的制造方法制作这种框架式铜水套，易造成以下问题：一是在铜水套冷却过程中，预埋槽钢与铜本体结合面处有严重的裂缝倾向，影响槽钢与铜水套本体的连接强度。二是在槽钢的转角处，因收缩受阻，发生翘曲现象，进一步影响槽钢与铜水套本体的连接强度。三是因槽钢在铜水套本体中冷却收缩规律不好掌握，导致铜水套外形尺寸不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅具有优良导热性能，冷却效果好，且结构强度较好，使用寿命长的框架式铜水套及其制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该框架式铜水套，包括基体，在所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体外围设有和所述基体一体成型的铁框架；所述铁框架包括设在所述基体外围和所述基体一体成型的槽钢，在所述槽钢内焊接有圆钢。
进一步地，所述圆钢相互间间隔250mm。
进一步地，所述基体外围所设槽钢相对接，所述槽钢相对接端端面为45度斜面，且所述槽钢相对接端端面相接触。
该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；
造型：将木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔；
预埋槽钢：在槽钢内焊接圆钢，焊接好后槽钢牢固固定在型腔中，槽钢转角相接处留出收缩间隙；
弯管：弯制紫铜管至设定形状；
预热：将固定好槽钢的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，盖上盖箱后固定牢固；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢牢固固定在基体上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；
打磨后成品报验。
进一步地，预埋槽钢时，槽钢转角相接处留出的收缩间隙为两倍槽钢收缩值。
进一步地，槽钢内每间隔250mm焊接圆钢。
进一步地，机加工时，槽钢和基体加工成在同一平面上。
进一步地，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm。
本发明的优点在于：该框架式铜水套，通过在铜水套壁体外围设置铁框架，构成框架式铜水套，框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，圆钢起到固定槽钢的作用，保证槽钢的强度，进而保证槽钢与基体结合度好；铁框架能够提高铜水套的结构强度，提高铜水套的使用寿命，进而降低使用成本；同时该铜水套具有优良的导热性能，具有好的冷却效果。
该框架式铜水套铸造成型方法，铁框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，保证槽钢的结构强度；进一步地且槽钢在浇注前和型腔同时预热；这样避免槽钢与基体结合面冷却后产生裂缝，保证槽钢和基体的连接强度；在槽钢转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙，使铁框架在铸造时有空间收缩，进而防止槽钢浇注后发生翘曲，保证槽钢和基体结合良好，保证槽钢和基体的连接强度；进而进一步保证框架式铜水套的结构强度。
进一步的，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm，易于控制铜水套的装配在可控制范围内。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明框架式铜水套的结构示意图。
图2为图1框架式铜水套去掉顶部槽钢后的俯视图。
上述图中的标记均为：
1、基体，2、冷却铜管，3、槽钢，4、圆钢，5、收缩间隙。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1及图2所示，该框架式铜水套，包括基体1，在基体1内设有冷却铜管2，冷却铜管2连接有进水管道和出水管道，基体1外围设有和基体1一体成型的铁框架；铁框架包括设在基体1外围和基体1一体成型的槽钢3，在槽钢3内焊接有圆钢4。槽钢3焊接有圆钢4，圆钢4起到固定槽钢3的作用，这样保证槽钢3的强度，避免槽钢3与基体1结合面冷却后产生裂缝，保证槽钢3和基体1的结合度，进而保证槽钢3和基体1的连接强度。
该框架式铜水套，基体1为铜材质，和冷却铜管2一起构成铜水套，导热性能好，具有较好的冷却效果；铁框架能够加强铜水套的结构强度，进而保证铜水套具有较长的使用寿命。
进一步地，圆钢4相互间间隔250mm。圆钢4这样排列后，能在最低成本基础上保证槽钢3结构强度。
进一步地，基体1四周所设槽钢3相互对接，槽钢3相对接端端面为45度斜面，且槽钢3相对接端端面相接触。框架式铜水套铸造过程中在槽钢3转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙，使铁框架在铸造时有空间收缩，进而防止槽钢3浇注后发生翘曲，保证槽钢3和基体1结合良好，保证槽钢3和基体1的连接强度；在框架式铜水套铸造成型后，槽钢3相对接端端面相接触，且相对接端端面为45度斜面，槽钢3相互对接构成的铁框架，不仅结构强度好，且和基体1结合度及连接强度好，进而保证框架式铜水套的结构强度好。
该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；优选槽钢3为四块，
造型：将木模具放置在造型平板上，木模具按图纸尺寸放加工量和收缩率提前制作好，砂箱放置其上，春砂制作型腔；制作型腔时，控制基体1尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm，以保证铜水套的装配在可控范围内；
预埋槽钢3：在槽钢3内焊接圆钢4，圆钢4起到固定槽钢3的作用，这样避免槽钢3与基体1结合面冷却后产生裂缝，焊接好后槽钢3牢固固定在型腔中，槽钢3转角相接处留出收缩间隙；收缩间隙优选为两倍槽钢3收缩值，槽钢3收缩值为铜铸件收缩率，为1％～2％；槽钢3转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙，使槽钢3铸造时有空间收缩，进而防止槽钢3浇注后发生翘曲；
弯管：弯制紫铜管至设定形状；
预热：将固定好槽钢3的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；槽钢3固定在型腔中，浇注前和型腔同时预热，能进一步避免槽钢3与基体1结合面冷却后产生裂缝，进而保证槽钢3和基体1的连接强度；
预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，，防止位移，盖上盖箱后固定牢固，防止跑箱；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；浇包预热至内壁无水分即可；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢3牢固固定在基体1上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；槽钢3和基体1加工成在同一平面上；
打磨后成品报验。
冷却水管为紫铜管，紫铜管为两根双回路，每根为整根，中间不允许焊接。浇注前按图纸形状弯制好，预埋在型腔中，并用固定好；浇注完后与基体1铸造成整体。槽钢3和圆钢4提前焊接好，在浇注前预热并预埋在型腔中，浇注后与基体1、冷却水管结合为一整体，从而构成框架式铜水套。
槽钢3为四块，块与块之间按铜铸件收缩率留有收缩用间隙。圆钢4焊接在槽钢3上，起到固定槽钢3的作用。槽钢3固定在型腔中，浇注前和型腔同时预热。
该框架式铜水套铸造成型方法，实用性可操作性强，工艺性好。能够解决上述问题，为企业创造新的利润增长点。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种框架式铜水套，包括基体，所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水管道和出水管道，其特征在于：所述基体外围设有和所述基体一体成型的铁框架；所述铁框架包括设在所述基体外围和所述基体一体成型的槽钢，所述槽钢内焊接有圆钢。
2.如权利要求1所述的框架式铜水套，其特征在于：所述圆钢相互间间隔250mm。
3.如权利要求1或2所述的框架式铜水套，其特征在于：所述基体外围所设槽钢相互对接，所述槽钢相对接端端面为45度斜面，且所述槽钢相对接端端面相接触。
4.一种权利要求1所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：包括以下步骤；
造型：将木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔；
预埋槽钢：在槽钢内焊接圆钢，焊接好后槽钢牢固固定在型腔中，槽钢转角相接处留出收缩间隙；
弯管：弯制紫铜管至设定形状；
预热：将固定好槽钢的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，盖上盖箱后固定牢固；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢牢固固定在基体上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；
打磨后成品报验。
5.如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：预埋槽钢时，槽钢转角相接处留出的收缩间隙为两倍槽钢收缩值。
6.如权利要求5所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：槽钢内每间隔250mm焊接圆钢。
7.如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：机加工时，槽钢和基体加工成在同一平面上。
8.如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |