CN104275443A - 一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，包括：采用钢管作为分直浇道模样，制分直浇道；采用横浇道模样覆盖分直浇道，制横浇道；取出冷却壁模样，在下箱内形成冷却壁型腔，根据冷却壁模样上的内浇道定位标记，在冷却壁型腔中量取并做出对应的标记，依此标记采用薄壁钢管作为内浇道模样砸制出使冷却壁型腔与分直浇道相通的内浇道。本发明制得横浇道和冷却壁型腔内用薄壁钢管进行定位砸制获得内浇道，操作简单、定位准确、方便快捷，确保了浇注系统各组元的紧密衔接和正确的开设方向，保护了原有分型面和砂型不被损坏，防止和杜绝了因浇注系统造成的铸造缺陷和废品。既保证了冷却壁质量，又提高了劳动生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，属于高炉镶砖冷却壁铸铁件铸造造型的技术领域。
背景技术
球墨铸铁高炉镶砖冷却壁在粘土砂手工造型的生产中，采用干型两箱造型，冷却壁本体置于下箱内，底注半封闭式浇注系统的铸造工艺。由于生产数量大，冷却壁上下面为弧面，为减少挖砂量和修型时间，通常下砂型在砂胎上制作，生产首件时制作砂胎。
如中国专利文献CN 201317782(专利号：200820230847.9)公开了一种高炉镶砖冷却壁结构，该冷却壁结构包括冷却壁、内层炉衬和设置在冷却壁内的浇注系统，耐高温材料制成的楔形砖体(1)固定排列，楔形部分铸入冷却壁本体，非楔形部分形成冷却壁内层炉衬主体，浇注系统设置在冷却壁本体内，其特征在于在所述的楔形砖体的表面覆盖有防氧化涂层(2)。并在楔形砖体楔形部分之间形成的空间填充耐火材料(3)。该结构有效的防止全覆盖冷却壁热镶砖体在铸造过程中受损和在生产工作环境条件下受损；冷却壁本体与全覆盖型砖充分结合，形成整体，最终提高冷却寿命。
由于冷却壁下弧面有砖，上弧面有冷却水管，所以对冷却壁浇注系统的开设位置和砂型质量要求特别高，尤其是横浇道附近的分型面和内浇道的开设位置与充型方向。底注半封闭式浇注系统分为直浇道、横浇道、分直浇道和内浇道，直浇道和横浇道位于上箱，分直浇道和内浇道位于下箱。浇注系统的模样为带有一定斜度的木质材料制作，木质的分直浇道和扁平梯形内浇道模样在使用过程中易吸潮、变形、损坏，操作复杂，更换频繁。分直浇道模样松动取出时，极易造成分型面局部砂型的隆起和损坏，破坏了原有的分型面，致使分型面处金属液冲刷冷却水管，造成废品。内浇道模样埋入和取出困难，取出时易损坏砂型，造成内浇道开设位置的偏移，致使内浇道内金属液冲刷冷却壁下弧面、砖和冷却水管，造成冷却壁下弧面粘砂，砖歪斜，冷却水管软化变形甚至溶穿，造成废品。严重影响了冷却壁的质量和劳动生产效率。
中国专利文献CN 101966559A公开了一种环状截面内浇道的底注式浇注系统，属于铸造技术领域，现有浇注系统不适于浇注大型铸件且废品率高易使铸件产生应力和疏松、造成铸件废品率高，本发明包括型腔和依次相连的总直浇道、横浇道、分直浇道、分横浇道，其特征是所述的分横浇道经环状截面内浇道连至所述型腔的底部。本发明通过采用环状截面内浇道可减少砂箱体积，降低型砂耗量，从而大大的降低生产成本；能使金属液平稳的流入型腔，有效地防止由于金属液紊流时所产生的氧化渣卷入型腔，防止铸件的夹渣产生，从而提高铸件质量；由于铁水通过环状截面内浇道进入型腔，不易产生温度差，减少局部疏松的产生，保证了铸件质量；操作方便。该浇注系统不适用于高炉镶砖冷却壁的浇注。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法。
本发明的技术方案是：
一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，包括以下步骤：
(1)生产首件高炉镶砖冷却壁时，在砂型上制作粘土砂砂胎，将冷却壁模样置于砂胎上，在冷却壁模样上做内浇道定位标记，并在冷却壁模样一侧的砂胎上设置横浇道模样的定位平台，在横浇道模样定位平台上设置与内浇道定位标记一一相对的分直浇道模样定位槽；
(2)采用钢管作为分直浇道模样，将钢管分直浇道模样的一端插入砂胎上横浇道模样定位平台上的分直浇道模样定位槽内，填充型砂制作下箱；分离底部砂胎和制作好的下箱，底部砂胎留作下一个高炉镶砖冷却壁制作下箱使用，将下箱经180度翻转倒置，修整完毕后，将钢管分直浇道模样松动后取出，制得分直浇道，横浇道模样的定位平台在下箱相应位置留下定位平台砂型；
(3)在制得分直浇道后的下箱上，将木质横浇道模样放置在下箱上的定位平台砂型上，并将分直浇道全部覆盖，填充型砂在下箱体上制作上箱，然后翻转上箱取出横浇道模样，制得横浇道；
(4)取出冷却壁模样，在下箱内形成冷却壁型腔，根据冷却壁模样上的内浇道定位标记，在冷却壁型腔中量取并做出对应的标记，依此标记采用薄壁钢管作为内浇道模样，砸制出使冷却壁型腔与分直浇道相通的内浇道。
所述的砂胎可长时间反复使用，使用寿命为45～50次；所述的砂胎包括中间弧面和周围斜面，横浇道模样的定位平台设置在砂胎的斜面上，横浇道模样的定位平台的高度与砂胎中间弧面的最底部平齐或低于砂胎中间弧面的最底部。
本发明的横浇道模样的定位平台在下箱相应位置留下定位平台砂型，将木质横浇道模样放置在下箱上的定位平台砂型上，并将分直浇道全部覆盖，确保了横浇道与分直浇道紧密衔接，横浇道与分直浇道周围原有分型面不被损坏，避免了分型面处金属液外泄冲刷冷却水管，造成冷却水管变形甚至溶穿。
根据本发明优选的，内浇道开设在两排耐火砖之间。
根据本发明优选的，步骤(1)中，横浇道模样定位平台呈水平设置并与冷却壁模样平行，分直浇道模样定位槽设置在横浇道模样定位平台的中心线上。
根据本发明优选的，步骤(2)中，作为分直浇道模样的钢管一端封堵另一端开口，钢管分直浇道模样的开口端插入砂胎上钢管分直浇道模样定位槽内，并且钢管封堵端的中心与冷却壁模样上的内浇道定位标记正对，同时钢管分直浇道模样的封堵端向靠近冷却壁模样的方向倾斜，钢管分直浇道模样的封堵端高出冷却壁模样上端面。
进一步优选的，所述钢管分直浇道模样封堵端高出冷却壁模样上端面18～25mm。
进一步优选的，钢管分直浇道模样的封堵端距离冷却壁模样80～120mm。
进一步优选的，作为分直浇道模样的钢管与冷却壁模样纵向中心线之间的夹角为15～25°。
根据本发明优选的，步骤(2)中，下箱修整完毕后，将与钢管分直浇道模样相配合的铁棍从钢管分直浇道模样的开口插入钢管内进行前后、左右晃动，钢管分直浇道模样松动后取出，制得分直浇道。
根据本发明优选的，步骤(3)中，在制得分直浇道后的下箱上，将木质横浇道模样放置在下箱的定位平台砂型上，并将分直浇道全部覆盖，撒上分型砂，放上上砂箱，依次放置直浇道模样、管口棒、冒口，制作上箱，制作完成翻转、修整完毕后，在横浇道模样四周分布均匀的砸入钢钉，松动、取出横浇道模样，制得横浇道。
所述横浇道模样四周分布均匀的砸入100～150mm的钢钉。
根据本发明优选的，步骤(4)中，作为内浇道模样的薄壁钢管按照标记从冷却壁型腔横向水平砸向下箱内对应的分直浇道，松动后取出钢管，形成冷却壁型腔与分直浇道相通的内浇道。
根据本发明优选的，内浇道模样砸入的位置距离冷却壁型腔底部10～15mm。
根据本发明优选的，将灯光照射在砸制好内浇道内，观察分直浇道内的光线，确定是否通透，并用木棍将分直浇道内散落的型砂捣实。
根据本发明优选的，作为分直浇道模样钢管的横截面积与生产工艺要求的分直浇道横截面积相同，作为分直浇道模样的钢管的管壁厚度为3～4mm，钢管的封堵端用钢板焊接封堵。
根据本发明优选的，作为内浇道模样的薄壁钢管的横截面积与生产工艺要求的内浇道横截面积相同，薄壁钢管内外壁光滑平直，作为内浇道模样的薄壁钢管的管壁厚度为0.6～0.8mm，长度比内浇道长度长200～250mm。
本发明的技术特点及优点如下：
1、本发明通过钢管分直浇道模样在下箱制作过程中的埋放、取出，直接获得分直浇道，采用横浇道模样覆盖分直浇道，制得横浇道和冷却壁型腔内用薄壁钢管进行定位砸制获得内浇道，操作简单、定位准确、方便快捷，确保了浇注系统各组元的紧密衔接和正确的开设方向，保护了原有分型面和砂型不被损坏，防止和杜绝了因浇注系统造成的铸造缺陷和废品。既保证了冷却壁质量，又提高了劳动生产效率。
2、本发明的钢管分直浇道模样松动取出容易，不会造成分型面局部砂型的隆起和损坏，横浇道模样覆盖分直浇道制得横浇道，确保了横浇道与分直浇道紧密衔接，横浇道与分直浇道周围原有分型面不被损坏，避免了分型面处金属液外泄冲刷冷却水管，造成冷却水管变形甚至溶穿。
3、本发明用薄壁钢管砸制内浇道定位准确，操作简单、便捷，砸入和取出容易，不损坏砂型，避免内浇道金属液冲刷冷却壁下弧面、砖和冷却水管，造成冷却壁下弧面粘砂，砖歪斜，冷却水管软化变形甚至溶穿，造成废品。
附图说明
图1为本发明的冷却壁模样放置在砂胎上的俯视图；
图2为本发明浇注系统的结构示意图；
图3为本发明下箱制作的剖视图；
图4为本发明上箱制作的剖视图；
图5为本发明上、下箱浇注系统的剖视图。
图1—5中，1、砂胎，2、冷却壁模样，3、内浇道定位标记，4、定位平台，5、定位槽，6、直浇道，7、横浇道，8、分直浇道，9、内浇道，10、下箱，11、上箱，12、钢管分直浇道模样，13、横浇道模样，14、冷却壁型腔。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，包括以下步骤：
(1)生产首件高炉镶砖冷却壁时，在砂型上制作粘土砂砂胎，内浇道定位标记3及制作横浇道模样的定位平台4：根据内浇道9的位置，在冷却壁模样2上测量确定内浇道9的开设位置并用油漆做出标记，作为内浇道定位标记3，使内浇道9开设在两排耐火砖之间(如图1所示)。将冷却壁模样2垂直设置于砂胎1上，根据横浇道模样13的形状和尺寸，在冷却壁模样2一侧的砂胎上设置横浇道模样13的定位平台4，并呈水平设置；在定位平台4的中心线上，设置与内浇道定位标记3一一相对的分直浇道模样定位槽5。
(2)分直浇道8的制作：采用钢管作为分直浇道模样，钢管分直浇道模样12的一端封堵另一端开口，钢管分直浇道模样12的开口端插入砂胎2上的分直浇道模样定位槽5内，并且钢管分直浇道模样12封堵端的中心与冷却壁模样2上的内浇道定位标记3正对，同时钢管分直浇道模样12的封堵端向靠近冷却壁模样2的方向倾斜，钢管分直浇道模样12与冷却壁模样2纵向中心线之间的夹角为25°，钢管分直浇道模样12的封堵端距离冷却壁模样80mm。钢管分直浇道模样12封堵端高出冷却壁模样2上端面18mm(如图3所示)，然后填充型砂舂制下箱10，分离底部砂胎和制作好的下箱，底部砂胎留作下一个高炉镶砖冷却壁制作下箱使用，舂制好的下箱10经180度翻转倒置，修整完毕后，将钢管分直浇道模样12相配合的铁棍从钢管分直浇道模样12的开口插入钢管内进行前后、左右晃动，钢管分直浇道模样12松动后取出，制得分直浇道8，横浇道模样的定位平台4在下箱相应位置留下定位平台砂型；
(3)横浇道7的制作：在制得分直浇道8后的下箱上，先将木质横浇道模样13放置在下箱10上的定位平台砂型上，并将分直浇道8全部覆盖，撒上分型砂，放上上砂箱，依次放置直浇道6模样、管口棒、冒口，制作上箱11，制作完成翻转、修整完毕后，在横浇道模样13四周分布均匀的砸入150mm钢钉，松动、取出横浇道模样13，制得横浇道7。
(4)内浇道9的砸制：在移去上箱11后的下箱10上，松动、取出下箱10内冷却壁模样2，在下箱10内形成冷却壁型腔14，根据冷却壁模样2上的内浇道定位标记3，在冷却壁型腔14中量取并做出对应的标记，在距离冷却壁型腔14底部15mm处，将作为内浇道模样的薄壁钢管按照标记从冷却壁型腔14横向水平砸向下箱10内对应的分直浇道8，薄壁钢管砸入到分直浇道8后，用手锤轻轻震动薄壁钢管，松动后取出，每次砸制取出后要将薄壁钢管内的型砂轻轻震动清除。砸制好的内浇道9要用灯光进行检验，将灯光照射在内浇道9内，观察分直浇道8内的光线，确定是否通透，最后，用长度适当的木棍，将分直浇道8内散落的型砂捣实。
作为分直浇道模样钢管的截面积与生产工艺要求的分直浇道截面积相同，作为分直浇道模样的钢管的管壁厚度为3mm，钢管的封堵端用钢板焊接封堵。作为内浇道模样的薄壁钢管的截面积与生产工艺要求的内浇道截面积相同，薄壁钢管内外壁光滑平直，作为内浇道模样的薄壁钢管的管壁厚度为0.6mm，长度比内浇道长度长200mm。
实施例2
如实施例1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，不同之处在于：
作为分直浇道模样钢管的截面积与生产工艺要求的分直浇道截面积相同，作为分直浇道模样的钢管的管壁厚度为4mm，钢管的封堵端用钢板焊接封堵。作为内浇道模样的薄壁钢管的截面积与生产工艺要求的内浇道截面积相同，薄壁钢管内外壁光滑平直，作为内浇道模样的薄壁钢管的管壁厚度为0.8mm，长度比内浇道长度长250mm。
实施例3
如实施例1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，不同之处在于：
步骤(2)钢管分直浇道模样12与冷却壁模样2纵向中心线之间的夹角为20°，钢管分直浇道模样12的封堵端距离冷却壁模样100mm。钢管分直浇道模样12封堵端高出冷却壁模样2上端面20mm。
步骤(4)在距离冷却壁型腔14底部12mm与分直浇道8对应的位置用薄壁钢管进行水平砸制。
实施例4
如实施例2所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，不同之处在于：
步骤(2)钢管分直浇道模样12与冷却壁模样2纵向中心线之间的夹角为15°，钢管分直浇道模样12的封堵端距离冷却壁模样120mm。钢管分直浇道模样12封堵端高出冷却壁模样2上端面25mm。
步骤(4)在距离冷却壁型腔14底部10mm与分直浇道8对应的位置用薄壁钢管进行水平砸制。
Claims (10)
1.一种高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，包括以下步骤：
(1)生产首件高炉镶砖冷却壁时，在砂型上制作粘土砂砂胎，将冷却壁模样置于砂胎上，在冷却壁模样上做内浇道定位标记，并在冷却壁模样一侧的砂胎上设置横浇道模样的定位平台，在横浇道模样定位平台上设置与内浇道定位标记一一相对的分直浇道模样定位槽；
(2)采用钢管作为分直浇道模样，将钢管分直浇道模样的一端插入砂胎上横浇道模样定位平台上的分直浇道模样定位槽内，填充型砂制作下箱；分离底部砂胎和制作好的下箱，底部砂胎留作下一个高炉镶砖冷却壁制作下箱使用，将下箱经180度翻转倒置，修整完毕后，将钢管分直浇道模样松动后取出，制得分直浇道，横浇道模样的定位平台在下箱相应位置留下定位平台砂型；
(3)在制得分直浇道后的下箱上，将木质横浇道模样放置在下箱上的定位平台砂型上，并将分直浇道全部覆盖，填充分型砂在下箱体上制作上箱，然后翻转上箱取出横浇道模样，制得横浇道；
(4)取出冷却壁模样，在下箱内形成冷却壁型腔，根据冷却壁模样上的内浇道定位标记，在冷却壁型腔中量取并做出对应的标记，依此标记采用薄壁钢管作为内浇道模样，砸制出使冷却壁型腔与分直浇道相通的内浇道。
2.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，所述的砂胎可长时间反复使用，使用寿命为45～50次；所述的砂胎包括中间弧面和周围斜面，横浇道模样的定位平台设置在砂胎的斜面上，横浇道模样的定位平台的高度与砂胎中间弧面的最底部平齐或低于砂胎中间弧面的最底部。
3.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，内浇道开设在两排耐火砖之间，步骤(1)中，横浇道模样定位平台呈水平设置并与冷却壁模样平行，分直浇道模样定位槽设置在横浇道模样定位平台的中心线上。
4.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，作为分直浇道模样的钢管一端封堵另一端开口，钢管分直浇道模样的开口端插入砂胎上钢管分直浇道模样定位槽内，并且钢管封堵端的中心与冷却壁模样上的内浇道定位标记正对，同时钢管分直浇道模样的封堵端向靠近冷却壁模样的方向倾斜，钢管分直浇道模样的封堵端高出冷却壁模样上端面。
5.根据权利要求4所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，所述钢管分直浇道模样封堵端高出冷却壁模样上端面18～25mm，钢管分直浇道模样的封堵端距离冷却壁模样80～120mm，作为分直浇道模样的钢管与冷却壁模样纵向中心线之间的夹角为15～25°，步骤(2)中，下箱修整完毕后，将与钢管分直浇道模样相配合的铁棍从钢管分直浇道模样的开口插入钢管内进行前后、左右晃动，钢管分直浇道模样松动后取出，制得分直浇道。
6.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，步骤(3)中，在制得分直浇道后的下箱上，将木质横浇道模样放置在下箱的定位平台砂型上，并将分直浇道全部覆盖，撒上分型砂，放上上砂箱，依次放置直浇道模样、管口棒、冒口，制作上箱，制作完成翻转、修整完毕后，在横浇道模样四周分布均匀的砸入钢钉，松动、取出横浇道模样，制得横浇道，所述横浇道模样四周分布均匀的砸入100～150mm的钢钉。
7.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，步骤(4)中，作为内浇道模样的薄壁钢管按照标记从冷却壁型腔横向水平砸向下箱内对应的分直浇道，松动后取出钢管，形成冷却壁型腔与分直浇道相通的内浇道。
8.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，内浇道模样砸入的位置距离冷却壁型腔底部10～15mm。
9.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，将灯光照射在砸制好内浇道内，观察分直浇道内的光线，确定是否通透，并用木棍将分直浇道内散落的型砂捣实。
10.根据权利要求1所述的高炉镶砖冷却壁浇注系统的制作方法，其特征在于，作为分直浇道模样钢管的横截面积与生产工艺要求的分直浇道横截面积相同，作为分直浇道模样的钢管的管壁厚度为3～4mm，钢管的封堵端用钢板焊接封堵；作为内浇道模样的薄壁钢管的横截面积与生产工艺要求的内浇道横截面积相同，薄壁钢管内外壁光滑平直，作为内浇道模样的薄壁钢管的管壁厚度为0.6～0.8mm，长度比内浇道长度长200～250mm。
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