CN114322574B - 一种闪速炉中的异形铜水套及其浇铸成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闪速炉中的异形铜水套及其浇铸成型工艺，涉及铜水套铸造的技术领域，包括换热铜管一、换热铜管二、换热铜管三、定位结构及铜铸基体，换热铜管一由一根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布；换热铜管二由一根紫铜管折弯成“∪”型结构且其各段之间均平行分布；换热铜管三由一根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布；换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三分别通过若干定位结构双层错位预埋于用来铸造铜铸基体的浇铸模具内，换热铜管一水平设于浇铸模具的下层空间，换热铜管二偏斜设于浇铸模具的左上层空间，换热铜管三水平设于浇铸模具的右上层空间。本发明中的铜水套中的换热管不存在变形、定位准确。
Description
技术领域
本发明涉及铜水套铸造的技术领域，具体涉及一种闪速炉中的异形铜水套及其浇铸成型工艺。
背景技术
闪速炉是有色冶炼工业近代开发的一种新型强化冶炼设备，具有燃耗低、生产能力大、对冶炼原料适应性广、有很高的脱硫率、有利于烟气回收治理等优点。连续工作的大型冶炼炉内壁长期承受高温物料、熔融流体和高温粒子气流的冲刷和熔蚀。
闪速炉工作环境是：高温、粉尘，酸性腐蚀性气体（SO2），室内温度15～60℃，炉内熔融态热渣，温度1200～1400℃，熔体比重：～5.5t/m3；设备作业率＞98%，全年无休；熔炼炉铜水套冷修周期是10年，吹炼炉铜水套冷修周期是5年，在使用期间炉体内铜水套不能出现任何问题，在制造过程中，确保铜水套质量的可靠性和稳定性。水套本体单件重量三吨多，内部紫铜管双层叠放，在制造过程中可能存在变形、定位不准确，内部组织不致密。
发明内容
本发明的目的在于提供一种闪速炉中的异形铜水套及其浇铸成型工艺，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种闪速炉中的异形铜水套，包括换热铜管一、换热铜管二、换热铜管三、定位结构及铜铸基体，其中：所述换热铜管一由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管一的两端口分别作为进水口一和出水口一；所述换热铜管二由一整根紫铜管折弯成“∪”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管二的两端口分别作为进水口二和出水口二；所述换热铜管三由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管三的两端口分别作为进水口三和出水口三；所述换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三分别通过若干定位结构双层错位预埋于用来铸造铜铸基体的浇铸模具内，其中，所述换热铜管一水平设于浇铸模具的下层空间，所述换热铜管二偏斜设于浇铸模具的左上层空间，所述换热铜管三水平设于浇铸模具的右上层空间。
优选的，所述定位结构包括定位箍一、定位箍二及连接螺栓，其中：所述定位箍一由铜段折弯成向上凸起的拱桥形结构且其两端被向上折弯，所述定位箍一的左右两边对称设有贯通孔一；所述定位箍二由铜段折弯成向下凹陷的拱桥形结构且其两端被向下折弯，所述定位箍二的左右两边对称设有贯通孔二；位于同一边的贯通孔一与贯通孔二通过一个连接螺栓相连接。
这种闪速炉中的异形铜水套，包括以下浇铸成型工艺步骤：
步骤1：通过金属滚花机分别在换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三的外表面做滚花处理；
步骤2：通过人工手持喷火枪分别对换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三上的折弯部分进行火焰加热并及时完成折弯处理；
步骤3：通过人工依次将换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三转移到装配结构上，再分别在换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三的前、中、后三段均安装上一个定位结构，再通过人工依次将换热铜管一、换热铜管二及换热铜管三转移到用来铸造铜铸基体的浇铸模具内；
步骤4：加热Cu≥99.95%的高纯度铜，制作铜液，将铜液做脱氧处理，将铜液温度控制在1125℃~1135℃注入到模具内，等待自然冷却成型；
步骤5：为了进一步验证工艺的合理性，采用破坏性切割试验，沿其纵向分多层面解剖铜水套。
优选的，在步骤4中，采用躺做立浇工艺方案且采用开放式底注浇铸系统，另加阶梯式浇道，∑直浇道：∑槽浇道：∑内浇道=1：2：6。
优选的，在步骤3中，所述装配结构包括顶撑条、底撑条、连接块、螺纹杆及定位板，所述顶撑条水平设置，所述底撑条设有一对并对称设于顶撑条的下方，所述底撑条与顶撑条之间通过两对铰接条相连接，所述连接块设有一对并对应连接于两个底撑条的内伸端，所述螺纹杆的左右两段的螺纹螺距相同且旋向相反，所述螺纹杆的左右两段分别与左右两个连接块相连接，所述螺纹杆的中间固定连接有旋转盘，所述定位板滑动连接于顶撑条的上方，所述定位板的上部轮廓面上对应设有半圆形的定位槽。
与现有技术相比，本发明中的闪速炉中的异形铜水套具有以下优点：铜水套中的换热管不存在变形、定位准确，铜水套的内部组织致密。
附图说明
图1为本发明中的异形铜水套的结构示意图。
图2为异形通水套中的换热铜管的结构示意图。
图3为异形铜水套中的定位结构的结构示意图。
图4为本发明中使用的装配结构的结构示意图。
其中：
10-换热铜管一；10a-进水口一；10b-出水口一；
20-换热铜管二；20a-进水口二；20b-出水口二；
30-换热铜管三；30a-进水口三；30b-出水口三；
40-定位结构；401-定位箍一；401a-贯通孔一；402-定位箍二；402a-贯通孔二；403-连接螺栓；
50-铜铸基体；
60-装配结构；601-顶撑条；602-底撑条；603-铰接条；604-连接块；605-螺纹杆；606-旋转盘；607-定位板；607a-定位槽。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种闪速炉中的异形铜水套，包括换热铜管一10、换热铜管二20、换热铜管三30、定位结构40及铜铸基体50，其中：所述换热铜管一10由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管一10的两端口分别作为进水口一10a和出水口一10b；所述换热铜管二20由一整根紫铜管折弯成“∪”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管二20的两端口分别作为进水口二20a和出水口二20b；所述换热铜管三30由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管三30的两端口分别作为进水口三30a和出水口三30b；所述换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30分别通过若干定位结构40双层错位预埋于用来铸造铜铸基体50的浇铸模具内，其中，所述换热铜管一10水平设于浇铸模具的下层空间，所述换热铜管二20偏斜设于浇铸模具的左上层空间，所述换热铜管三30水平设于浇铸模具的右上层空间。
在本实施例中，所述定位结构40包括定位箍一401、定位箍二402及连接螺栓403，其中：所述定位箍一401由铜段折弯成向上凸起的拱桥形结构且其两端被向上折弯，所述定位箍一401的左右两边对称设有贯通孔一401a；所述定位箍二402由铜段折弯成向下凹陷的拱桥形结构且其两端被向下折弯，所述定位箍二402的左右两边对称设有贯通孔二402a；位于同一边的贯通孔一401a与贯通孔二402a通过一个连接螺栓403相连接。
这种闪速炉中的异形铜水套，包括以下浇铸成型工艺步骤：
步骤1：通过金属滚花机分别在换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30的外表面做滚花处理；
步骤2：通过人工手持喷火枪分别对换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30上的折弯部分进行火焰加热并及时完成折弯处理；
步骤3：通过人工依次将换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30转移到装配结构60上，再分别在换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30的前、中、后三段均安装上一个定位结构40，再通过人工依次将换热铜管一10、换热铜管二20及换热铜管三30转移到用来铸造铜铸基体50的浇铸模具内；
步骤4：加热Cu≥99.95%的高纯度铜，制作铜液，将铜液做脱氧处理，将铜液温度控制在1125℃~1135℃注入到模具内，等待自然冷却成型；浇铸温度控制在1125°C~1135°C，能有效的保证各个换热管与铜铸基体50高效的治金熔合，从而大大提高铜水套的表面质量和内部质量。
步骤5：为了进一步验证工艺的合理性，采用破坏性切割试验，沿其纵向分多层面解剖铜水套。解剖验证情况：①所解剖水套的断面目测结合率：浇铸铜与埋管的结合率大于95%。②所解剖水套断面没有发现其他明显的铸造缺陷（如裂纹、皱折、冷隔、缩孔等缺陷）。③所解剖水套的断面铜管相关位置尺寸符合图纸及技术要求。
在本实施例中，在步骤4中，采用躺做立浇工艺方案且采用开放式底注浇铸系统，另加阶梯式浇道，∑直浇道：∑槽浇道：∑内浇道=1：2：6。这类水套的紫铜管在铜水套中的位置余量很小，为了铜水平稳充型，防止铜水紊流造成氧化夹渣，以及液态流对铜管的冲刷。
在本实施例中，在步骤3中，所述装配结构60包括顶撑条601、底撑条602、连接块604、螺纹杆605及定位板607，所述顶撑条601水平设置，所述底撑条602设有一对并对称设于顶撑条601的下方，所述底撑条602与顶撑条601之间通过两对铰接条603相连接，所述连接块604设有一对并对应连接于两个底撑条602的内伸端，所述螺纹杆605的左右两段的螺纹螺距相同且旋向相反，所述螺纹杆605的左右两段分别与左右两个连接块604相连接，所述螺纹杆605的中间固定连接有旋转盘606，所述定位板607滑动连接于顶撑条601的上方，所述定位板607的上部轮廓面上对应设有半圆形的定位槽607a。通过旋动旋转盘606可以带动螺纹杆605发生转动，进而带动两边的底撑条602相互靠近或相互远离，进而实现顶撑条601及定位板607的高度增加或降低，进而方便在各个换热管上装上定位结构40。
因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (2)
1.一种闪速炉中的异形铜水套，其特征在于：包括换热铜管一（10）、换热铜管二（20）、换热铜管三（30）、定位结构（40）及铜铸基体（50），其中：所述换热铜管一（10）由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管一（10）的两端口分别作为进水口一（10a）和出水口一（10b）；所述换热铜管二（20）由一整根紫铜管折弯成“∪”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管二（20）的两端口分别作为进水口二（20a）和出水口二（20b）；所述换热铜管三（30）由一整根紫铜管折弯成“W”型结构且其各段之间均平行分布，所述换热铜管三（30）的两端口分别作为进水口三（30a）和出水口三（30b）；所述换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）分别通过若干定位结构（40）双层错位预埋于用来铸造铜铸基体（50）的浇铸模具内，其中，所述换热铜管一（10）水平设于浇铸模具的下层空间，所述换热铜管二（20）偏斜设于浇铸模具的左上层空间，所述换热铜管三（30）水平设于浇铸模具的右上层空间；
所述定位结构（40）包括定位箍一（401）、定位箍二（402）及连接螺栓（403），其中：所述定位箍一（401）由铜段折弯成向上凸起的拱桥形结构且其两端被向上折弯，所述定位箍一（401）的左右两边对称设有贯通孔一（401a）；所述定位箍二（402）由铜段折弯成向下凹陷的拱桥形结构且其两端被向下折弯，所述定位箍二（402）的左右两边对称设有贯通孔二（402a）；位于同一边的贯通孔一（401a）与贯通孔二（402a）通过一个连接螺栓（403）相连接；
上述这种闪速炉中的异形铜水套的浇铸成型工艺步骤：
步骤1：通过金属滚花机分别在换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）的外表面做滚花处理；
步骤2：通过人工手持喷火枪分别对换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）上的折弯部分进行火焰加热并及时完成折弯处理；
步骤3：通过人工依次将换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）转移到装配结构（60）上，再分别在换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）的前、中、后三段均安装上一个定位结构（40），再通过人工依次将换热铜管一（10）、换热铜管二（20）及换热铜管三（30）转移到用来铸造铜铸基体（50）的浇铸模具内；
步骤4：加热Cu≥99.95%的高纯度铜，制作铜液，将铜液做脱氧处理，将铜液温度控制在1125℃~1135℃注入到模具内，等待自然冷却成型；
步骤5：为了进一步验证工艺的合理性，采用破坏性切割试验，沿其纵向分多层面解剖铜水套；
在步骤3中，所述装配结构（60）包括顶撑条（601）、底撑条（602）、连接块（604）、螺纹杆（605）及定位板（607），所述顶撑条（601）水平设置，所述底撑条（602）设有一对并对称设于顶撑条（601）的下方，所述底撑条（602）与顶撑条（601）之间通过两对铰接条（603）相连接，所述连接块（604）设有一对并对应连接于两个底撑条（602）的内伸端，所述螺纹杆（605）的左右两段的螺纹螺距相同且旋向相反，所述螺纹杆（605）的左右两段分别与左右两个连接块（604）相连接，所述螺纹杆（605）的中间固定连接有旋转盘（606），所述定位板（607）滑动连接于顶撑条（601）的上方，所述定位板（607）的上部轮廓面上对应设有半圆形的定位槽（607a）。
2.根据权利要求1所述的一种闪速炉中的异形铜水套，其特征在于：在步骤4中，采用躺做立浇工艺方案且采用开放式底注浇铸系统，另加阶梯式浇道，∑直浇道：∑槽浇道：∑内浇道=1：2：6。
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