CN203695872U - 一种大型空心磨球的消失模铸造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型空心磨球的消失模铸造系统，属于消失模铸造技术领域。本实用新型中浇注包底部的出钢口与砂箱上的冒口相连通，合金加入机构的出料口也与冒口相连接，该冒口通过前浇道连通至反应室，反应室的底部通过后浇道与泡沫塑料模样相连；泡沫塑料模样为空心球体结构，其内部设有抽气支撑机构，该抽气支撑机构包括支撑件和抽气支管，支撑件为圆环管状结构，抽气支管与支撑件的侧壁相固连，且与支撑件的内部空腔相连通，该支撑件的侧壁上开设有抽气孔，抽气支管与抽真空装置相连接，支撑件水平设置在泡沫塑料模样内部的型砂中。本实用新型成功解决了空心磨球韧性不足和传统砂型铸造砂芯偏移，球壁不均匀的问题。

Description

一种大型空心磨球的消失模铸造系统

技术领域

本实用新型涉及消失模铸造技术领域，更具体地说，涉及一种大型空心磨球的消失模铸造系统。

背景技术

EM型中速磨机是英国B&W公司生产的中速球式磨机，六十年代初由国外引进我国，九十年代末我国在引进基础上开发国产的EM型中速磨机，现已成为我国电力和矿山行业的主要粉磨设备。其主要粉磨原理是磨球在上、下磨环间滚动，将进入磨道间的矿物粉碎，因此磨球和磨环是其主要的易损件。根据设备的大小通常放置5～10个磨球，我国在七十年代在国外引进磨球的基础上开发了自主的EM型中速磨机磨球，但当时的磨球直径较小（一般直径小于500mm），且磨球材质以高碳CrNiMo钢为主。随着设备的大型化，其磨球尺寸也增大，外径由至。为了减轻重量，这些磨球均设置为空心的，其壁厚由100mm至150mm，重量由0.62吨至3.6吨，并设置5个工艺孔，孔径从到，磨球的剖面示意图如图1所示，图中：1、空心磨球本体，2、工艺孔。

关于大型空心磨球的铸造工艺，其最大的难点在于如何控制磨球的薄厚均匀性。在铸造过程中，砂芯一般通过芯骨固定，但是对于外径为至的大型空心磨球，其钢水对砂芯的浮力达几吨重，现有技术中通过从砂芯中直接引出抽气管，通过对砂芯抽真空来控制砂芯的位置，但是这种方式仍无法很好解决大型空心磨球的壁厚不均匀问题。现有技术中，对于壁厚为150mm的大型空心磨球，其壁厚的偏差常达±10%左右，即砂芯向上漂浮约15mm，导致空心磨球的上部分壁厚为135mm，空心磨球的下部分壁厚为165mm。大型空心磨球的壁厚不均匀对其使用性能影响重大，具体包括如下几个方面：（1）空心磨球的壁厚不均匀，会导致空心磨球在上、下磨环间滚动时对下磨环产生瞬间的震动冲击力，下磨环容易产生脆裂，从而影响设备的正常运行，维护费用随之增大；（2）空心磨球的壁厚不均匀，会导致空心磨球在滚动过程中相邻的磨球之间发生撞击，从而影响磨球的使用寿命，甚至出现爆球现象；（3）磨球的壁厚不均匀，会导致设备在运行过程中振动和噪声大，且加重了磨机的能源消耗。综上所述，空心磨球壁厚不均匀性的原因为：空心磨球铸造过程中，砂芯固定不牢靠，导致浇注过程中砂芯移位，造成空心磨球的壁厚偏差较大。如何使得大型空心磨球壁厚的偏差在±3%以内，是现有技术中困扰大型空心磨球铸造企业的技术难题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中大型空心磨球壁厚偏差较大的不足，提供了一种大型空心磨球的消失模铸造系统，采用本实用新型的技术方案，可成功实现大型空心磨球壁厚的偏差控制在±3%以内，且能够改善大型空心磨球的使用性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，包括浇注包、砂箱、合金加入机构、前浇道、反应室、后浇道、泡沫塑料模样和抽气支撑机构，其中：所述的浇注包底部的出钢口与砂箱上的冒口相连通，合金加入机构的出料口也与上述的冒口相连接，该冒口通过前浇道连通至反应室，反应室的底部通过后浇道与泡沫塑料模样相连；所述的泡沫塑料模样为空心球体结构，其内部设有抽气支撑机构，该抽气支撑机构包括支撑件和抽气支管，所述的支撑件为圆环管状结构，所述的抽气支管与支撑件的侧壁相固连，且与支撑件的内部空腔相连通，该支撑件的侧壁上开设有抽气孔，抽气支管与抽真空装置相连接，上述的支撑件水平设置在泡沫塑料模样内部的型砂中。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的前浇道、反应室和后浇道均设置于砂箱的内部，后浇道位于反应室下方。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的抽气支管设置有三根，三根抽气支管均匀分布于圆环管状的支撑件外侧壁上。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的支撑件上抽气孔的孔径为5mm，孔距为10cm。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，其中合金加入机构的出料口与冒口相连接，通过合金加入机构能够在浇注的过程中加入硼铁、钒铁、钛铁等合金，使得合金在浇注过程中起到随流孕育的作用，尤其是反应室的设计，增强了孕育效果，浇注过程中加入的合金元素可有效阻止晶粒长大，使材质组织更加紧密，从而增加了耐磨性和强冲击韧性，提高了使用寿命；

（2）本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，其泡沫塑料模样的内部设有抽气支撑机构，其浇注过程中通过支撑件侧壁的抽气孔将泡沫塑料模样内部的型砂抽真空，使得泡沫塑料模样内部的砂芯能够被稳稳固定住，有效控制了浇注过程中砂芯移位，从而使得空心磨球壁厚的偏差在±3%以内，解决了多年来困扰大型空心磨球铸造企业的技术难题；

（3）本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型中空心磨球的剖面示意图；

图2是本实用新型中抽气支撑机构的结构示意图；

图3是本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统的结构示意图。

示意图中的标号如下：

1、空心磨球本体，2、工艺孔；3、支撑件；4、抽气支管；5、浇注包；6、合金加入机构；71、前浇道；72、后浇道；8、反应室；9、泡沫塑料模样；10、砂箱。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图3所示，本实施例的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，包括浇注包5、砂箱10、合金加入机构6、前浇道71、反应室8、后浇道72、泡沫塑料模样9和抽气支撑机构等。本实施例中浇注包5底部的出钢口与砂箱10上的冒口相连通，合金加入机构6的出料口也与上述的冒口相连接，该冒口通过前浇道71连通至反应室8，反应室8的底部通过后浇道72与泡沫塑料模样9相连，其中的前浇道71、反应室8和后浇道72均设置于砂箱10的内部，且后浇道72位于反应室8下方。

本实施例中的泡沫塑料模样9为空心球体结构，其内部设有抽气支撑机构（如图2所示），该抽气支撑机构包括支撑件3和抽气支管4，所述的支撑件3为圆环管状结构，所述的抽气支管4与支撑件3的侧壁相固连，且与支撑件3的内部空腔相连通，该支撑件3的侧壁上开设有抽气孔，抽气支管4与抽真空装置相连接，上述的支撑件3水平设置在泡沫塑料模样9内部的型砂中。具体在本实施例中，为了增强抽气支撑机构的固定作用，抽气支管4设置有三根，三根抽气支管4均匀分布于圆环管状的支撑件3外侧壁上，且支撑件3上抽气孔的孔径为5mm，孔距为10cm。本实施例中为了保证抽气支撑机构起到最好的固定砂芯的效果，支撑件3的外周距离泡沫塑料模样9内壁的距离应为50～150mm。

本实施例的使用过程如下：浇注包5内的钢水从冒口进入前浇道71，与此同时，通过合金加入机构6向冒口处加入合金（合金可以为硼铁、钒铁或钛铁中的一种或多种混合），合金随钢水进入反应室8，钢水经过反应室8后进入后浇道72，之后进入泡沫塑料模样9浇注成型，浇注时间为80s。本实施例中在浇注过程中随钢水一起加入合金，合金在浇注过程中起到随流孕育的作用，通过反应室8的停留混合，使得合金元素的形核作用得以充分发挥，从而保证空心磨球的硬度和冲击韧性。本实施例中的反应室8增加了钢水的流动速度，避免了铸件形成夹砂、缩孔、韧性小的问题。

本实施例在浇注成型的过程中，外部的抽真空装置与抽气支管4相连接，通过支撑件3侧壁的抽气孔将泡沫塑料模样9内部的型砂抽真空，其真空度控制为0.05MPa。浇注结束后待空心磨球铸件冷却至200℃以下，即可打开砂箱10并对空心磨球铸件进行清理。本实施例中创新地设计了圆环管状结构的支撑件3，通过支撑件3对泡沫塑料模样9内部的型砂抽真空，使得泡沫塑料模样9内部的砂芯吸附于一体，且砂芯被牢靠的固定，从而从根本上解决了砂芯移位的问题。现有技术中为了可靠固定砂芯的位置，一般都是从连接砂芯的芯骨强度去考虑，有些技术人员选用高强度的钢管作为芯骨，但是均未能可靠的固定砂芯，原因在于砂芯的漂浮力有几吨重，不可能仅仅通过外界的芯骨来压制住，另由于泡沫塑料模样9在浇温时，高温分解时产生大量的气体，造成泡沫塑料模样9内部的真空度大大降低，通过本实用新型的抽气支撑机构可以及时有效的把泡沫分解产生的气体抽走，从而保证真空度，保证砂芯有足够的强度，不发生变形及上浮现象，解决了空心磨球韧性不足和传统砂型铸造砂芯偏移，球壁不均匀的问题。本申请人创新得从砂芯的内部着手，巧妙地解决了困扰技术人员多年的技术难题。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种大型空心磨球的消失模铸造系统，包括浇注包（5）和砂箱（10），其特征在于：还包括合金加入机构（6）、前浇道（71）、反应室（8）、后浇道（72）、泡沫塑料模样（9）和抽气支撑机构，其中：

所述的浇注包（5）底部的出钢口与砂箱（10）上的冒口相连通，合金加入机构（6）的出料口也与上述的冒口相连接，该冒口通过前浇道（71）连通至反应室（8），反应室（8）的底部通过后浇道（72）与泡沫塑料模样（9）相连；

所述的泡沫塑料模样（9）为空心球体结构，其内部设有抽气支撑机构，该抽气支撑机构包括支撑件（3）和抽气支管（4），所述的支撑件（3）为圆环管状结构，所述的抽气支管（4）与支撑件（3）的侧壁相固连，且与支撑件（3）的内部空腔相连通，该支撑件（3）的侧壁上开设有抽气孔，抽气支管（4）与抽真空装置相连接，上述的支撑件（3）水平设置在泡沫塑料模样（9）内部的型砂中。

2.根据权利要求1所述的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，其特征在于：所述的前浇道（71）、反应室（8）和后浇道（72）均设置于砂箱（10）的内部，后浇道（72）位于反应室（8）下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，其特征在于：所述的抽气支管（4）设置有三根，三根抽气支管（4）均匀分布于圆环管状的支撑件（3）外侧壁上。

4.根据权利要求3所述的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，其特征在于：所述的支撑件（3）上抽气孔的孔径为5mm，孔距为10cm。