CN113770309A - 一种蝶阀切线引流减压浇铸系统及其铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蝶阀切线引流减压浇铸系统及其铸造工艺,涉及阀门铸造的技术领域，通过控制型砂模具成型刀浇铸使用时的质量，型砂水分、紧实度、强度、粉尘、数目、透气性、灼烧减量、硬度，避免了在浇铸金属液体过程中产生大量的气体翻滚形成氧化物，增强了砂型型腔表面抗高温金属液冲刷能力，增强了砂型型腔表面抗高温高压气流冲刷能力，保证了型腔包面涂料抗裂纹能力；将铸件在16s内浇铸完成，有效地控制金属液体在砂型腔内的上升速度，避免了高温高压金属液体和气流对型腔表面过长的冲刷时间；通过对金属液体进入型腔流动速度和在型腔内金属液内部的流动速度得到有效的控制，抑制产生双层氧化膜夹渣物过多产生的形成气孔、冷隔、裂纹、夹渣、皱纹等铸造缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及阀门铸造的技术领域，特别涉及一种蝶阀切线引流减压浇铸系统及其铸造工艺。
背景技术
湍流双层氧化膜卷入技术是上世纪 90 年代在欧洲诞生，约翰·坎贝尔在《铸造原理》（译者是李殿中、李依依院士）一书中提出了控制金属液湍流及充型流速从而抑制氧化膜卷入的措施，从而在理论上确定了铸造质量是通过铸造工艺参数数据化策划和设计出来的，通过铸造数值模拟定性可以确定铸件质量等级标准。
现有技术中LNG船用不锈钢低温蝶阀工艺存在以下问题：金属液流体在型腔内浇铸成型过程中紊乱流动，金属液流体湍流涡流过多，形成过多的双层氧化膜卷入累计夹渣物不能排除，金属液氧化膜夹渣物在累计过程中因金属液温度的下降被糊状物凝固造成产品缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蝶阀切线引流减压浇铸系统及其铸造工艺，以解决背景技术中描述的现有技术中叶轮生产工艺存在缺陷的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种蝶阀切线引流减压浇铸系统，包括浇铸本体，所述浇铸本体的两端分别设置有边冒补贴，所述边冒补贴上设置有第一边冒口，所述浇铸本体上还设置有顶冒口和第二边冒口，所述第一边冒口和第二边冒口上设置有排气管，所述浇铸本体的上还设置有引流内浇口，所述引流内浇口与缓冲法兰连接，所述缓冲法兰的外圆周壁上设置有两个切线内浇口，所述切线内浇口与内浇管连接，两个所述内浇管分别与橫浇管的两端连接，所述橫浇管的中间与直浇管连接，所述直浇管与变径管连接，所述变径管与引流直浇口连接，所述引流内浇口伸入浇铸本体内的一端设置有缓冲冒口。
一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的铸造工艺，具有以下步骤：
(1)选取40-70目的型砂，该型砂为氧化硅海砂，将型砂投入2000*1700铸型高频微幅振动振实机中，得到铸型备用；
(2)然后投入铸型90平米电炉烘模窑二台进行烘干，然后取出备用；
(3)然后将冷铁投入一台电离喷铝设备，使得冷铁表面除锈蚀避免产生氧化物；
(4)将步骤2中加工的铸型投入浇铸坑环型400平米中央集中分段电加热风机铸型烘干保温系统，蝶阀在保温过程中带温80℃；
(5)然后依据铸造工艺卡对铸造模具型板作造型准备，按照凝固模拟铸造工艺卡的要求把步骤3中处理后的冷铁、冒口、保温冒口套、陶瓷浇铸管放置在型板模具相应的位置上，进行上下箱、泥芯的造型；
(6)依次造好上下箱、泥芯，并分别对上下箱、泥芯用铸型振实机高频微幅振动45-60s，型芯砂固化后开箱取模；
(7)将脱模后的铸型、泥芯分别进行修整、涂刷锆英水基涂料2次，分别进行表面烘干处理；
(8)将烘干后的铸型、芯组合型腔后，进入电加热烘模窑烘型排除水分，预热并保温铸型、芯，其中电加热烘模窑在2h内温度升高至180℃，并保持180℃的温度6h；
(9)然后在预计浇铸时间内提前2h出窑，对铸型进行合箱锁定上下箱，并用环形中央电加热烘干系统对铸型就近进行加热保温，保证铸型模温80℃以上浇铸型腔，使铸型型腔浇铸温度受控；
优选的：步骤9中铸型型砂紧实度1.2MP,型砂强度0.9MP，型砂水分小于0.3%，型砂粉尘140目以下小于0.3%，型砂灼烧量LOI新砂小于0.5%、回用砂小于1.8%、透气性：900-全透。
优选的：所述步骤3中70*50*200随型冷铁2件，130*80*200随型冷铁7组2件，70*50*100冷铁5件。
采用以上技术方案的有益效果是：
本申请通过控制型砂模具成型到浇铸使用时的质量，型砂水分、紧实度、强度、粉尘、目数、透气性、灼烧减量、硬度，避免了在浇铸金属液体过程中产生大量的气体翻滚形成氧化物，增强了砂型型腔表面抗高温金属液冲刷能力，增强了砂型型腔表面抗高温高压气流冲刷能力，保证了型腔包面涂料抗裂纹能力；
将铸件在20s内浇铸完成，有效地控制金属液体在砂型腔内的上升速度，避免了高温高压金属液体和气流对型腔表面过长的冲刷时间，增强了型砂和涂料的抗高温气流冲刷产生涂料表面无序裂纹能力所带来的铸造缺陷；
通过对金属液体进入型腔流动速度和在型腔内金属液内部的流动速度得到有效有序的控制，抑制产生双层氧化膜夹渣物过多产生的形成气孔、冷隔、裂纹、夹渣、皱纹等铸造缺陷。
附图说明
图1是本发明一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的结构示意图。
图2是本发明一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的主视图。
图3是本发明一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的截面图。
图4是本发明部分部件的截面图。
图5是本发明蝶阀浇铸系统工艺凝固模拟示意图。
图6是本发明钢液浇铸初始模拟图。
图7是本发明钢液浇铸一半时的模拟图。
其中：引流直浇口1、变径管2、直浇管3、橫浇管4、内浇管5、缓冲法兰6、引流内浇口7、浇铸本体8、边冒补贴9、第一边冒口10、顶冒口11、第二边冒口12、排气管13、切线内浇口14、缓冲冒口15。
具体实施方式
下面详细说明本发明的实施例，下列实施中未注明的具体铸造工艺方法，是企业按照国际通过铸造标准，依据企业贯标通过的IOS9001制定的程序文件操作执行，除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学术语与本领域铸造工程技术人员和技术熟练人员熟悉的意义相同。
如图1-7
一种蝶阀切线引流减压浇铸系统，包括浇铸本体8，所述浇铸本体8的两端分别设置有边冒补贴9，所述边冒补贴9上设置有第一边冒口10，所述浇铸本体8上还设置有顶冒口11和第二边冒口12，所述第一边冒口10和第二边冒口12上设置有排气管13，所述浇铸本体8的上还设置有引流内浇口7，所述引流内浇口7与缓冲法兰6连接，所述缓冲法兰6的外圆周壁上设置有两个切线内浇口14，所述切线内浇口14与内浇管5连接，两个所述内浇管5分别与橫浇管4的两端连接，所述橫浇管4的中间与直浇管3连接，所述直浇管3与变径管2连接，所述变径管2与引流直浇口1连接，所述引流内浇口7伸入浇铸本体8内的一端设置有缓冲冒口15。
一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的铸造工艺，具有以下步骤：
(1)选取40-70目的型砂，该型砂为氧化硅海砂，将型砂投入2000*1700铸型高频微幅振动振实机中，得到铸型备用；
(2)然后投入铸型90平米电炉烘模窑二台进行烘干，然后取出备用；
(3)然后将冷铁投入一台电离喷铝设备，使得冷铁表面除锈蚀避免产生氧化物，其中70*50*200随型冷铁2件，130*80*200随型冷铁7组2件，70*50*100冷铁5件；
(4)将步骤2中加工的铸型投入浇铸坑环型400平米中央集中分段电加热风机铸型烘干保温系统，蝶阀在保温过程中带温80℃；
(5)然后依据铸造工艺卡对铸造模具型板作造型准备，按照凝固模拟铸造工艺卡的要求把步骤3中处理后的冷铁、冒口、保温冒口套、陶瓷浇铸管放置在型板模具相应的位置上，进行上下箱、泥芯的造型；
(6)依次造好上下箱、泥芯，并分别对上下箱、泥芯用铸型振实机高频微幅振动45-60s，型芯砂固化后开箱取模；
(7)将脱模后的铸型、泥芯分别进行修整、涂刷锆英水基涂料2次，分别进行表面烘干处理；
(8)将烘干后的铸型、芯组合型腔后，进入电加热烘模窑烘型排除水分，预热并保温铸型、芯，其中电加热烘模窑在2h内温度升高至180℃，并保持180℃的温度6h；
(9)然后在预计浇铸时间内提前2h出窑，对铸型进行合箱锁定上下箱，并用环形中央电加热烘干系统对铸型就近进行加热保温，保证铸型模温80℃以上浇铸型腔，使铸型型腔浇铸温度受控，此时铸型型砂紧实度1.2MP,型砂强度0.9MP，型砂水分小于0.3%，型砂粉尘140目以下小于0.3%，型砂灼烧量LOI新砂小于0.5%、回用砂小于1.8%、透气性：900-全透。
当对蝶阀进行浇铸时，中频炉按照操作规程熔化CF3M阀门钢液；按照浇铸操作规程和铸造浇铸工艺卡，钢包的铸孔直径为φ160茶壶包铸口，茶壶钢包用高速燃气烘烤器烘烤至800℃，并保温1h，出钢液后用氩气底吹钢包排渣8min，浇铸时，浇铸重量600kg，直浇口金属液体入流速度200cm/s,均匀减压切线环形浇口出口进入铸型型腔口入流速度低于27.5cm/s，铸型型腔内金属液体均匀流动速度低于27.5cm/s，铸型型腔内金属液体上升速度是3.8cm/s，用20s浇铸完成铸型，保温36h，开箱脱模去砂型，按照切割工艺卡切割浇铸系统和冒口，铸件毛重350kg；按照热处理工艺卡对逐渐进行淬火回火。
参数：直浇口与茶壶钢包铸口比例为1:2.7，直浇道与内浇口出口的开放度时1:2，直浇口与均匀减压切线环形浇口比例1:6；
根据说明书附图5、6、7可以看出，浇铸的钢液中夹渣物显著减少，流体流动速度呈递减均匀流动状态。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种蝶阀切线引流减压浇铸系统，包括浇铸本体，其特征在于：所述浇铸本体的两端分别设置有边冒补贴，所述边冒补贴上设置有第一边冒口，所述浇铸本体上还设置有顶冒口和第二边冒口，所述第一边冒口和第二边冒口上设置有排气管，所述浇铸本体的上还设置有引流内浇口，所述引流内浇口与缓冲法兰连接，所述缓冲法兰的外圆周壁上设置有两个切线内浇口，所述切线内浇口与内浇管连接，两个所述内浇管分别与橫浇管的两端连接，所述橫浇管的中间与直浇管连接，所述直浇管与变径管连接，所述变径管与引流直浇口连接，所述引流内浇口伸入浇铸本体内的一端设置有缓冲冒口。
2.根据权利要求1所述的一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的铸造工艺，其特征在于：具有以下步骤：
(1)选取40-70目的型砂，该型砂为氧化硅海砂，将型砂投入2000*1700铸型高频微幅振动振实机中，得到铸型备用；
(2)然后投入铸型90平米电炉烘模窑二台进行烘干，然后取出备用；
(3)然后将冷铁投入一台电离喷铝设备，使得冷铁表面除锈蚀避免产生氧化物；
(4)将步骤2中加工的铸型投入浇铸坑环型400平米中央集中分段电加热风机铸型烘干保温系统，蝶阀在保温过程中带温80℃；
(5)然后依据铸造工艺卡对铸造模具型板作造型准备，按照凝固模拟铸造工艺卡的要求把步骤3中处理后的冷铁、冒口、保温冒口套、陶瓷浇铸管放置在型板模具相应的位置上，进行上下箱、泥芯的造型；
(6)依次造好上下箱、泥芯，并分别对上下箱、泥芯用铸型振实机高频微幅振动45-60s，型芯砂固化后开箱取模；
(7)将脱模后的铸型、泥芯分别进行修整、涂刷锆英水基涂料2次，分别进行表面烘干处理；
(8)将烘干后的铸型、芯组合型腔后，进入电加热烘模窑烘型排除水分，预热并保温铸型、芯，其中电加热烘模窑在2h内温度升高至180℃，并保持180℃的温度6h；
(9)然后在预计浇铸时间内提前2h出窑，对铸型进行合箱锁定上下箱，并用环形中央电加热烘干系统对铸型就近进行加热保温，保证铸型模温80℃以上浇铸型腔，使铸型型腔浇铸温度受控。
3.根据权利要求2所述的一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的铸造工艺，其特征在于：步骤9中铸型型砂紧实度1.2MP,型砂强度0.9MP，型砂水分小于0.3%，型砂粉尘140目以下小于0.3%，型砂灼烧量LOI新砂小于0.5%、回用砂小于1.8%、透气性：900-全透。
4.根据权利要求3所述的一种蝶阀切线引流减压浇铸系统的铸造工艺，其特征在于：所述步骤3中70*50*200随型冷铁2件，130*80*200随型冷铁7组2件，70*50*100冷铁5件。
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