一種框架式銅水套及其鑄造成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種框架式銅水套及其鑄造成型方法，該框架式銅水套，包括基體，在所述基體內(nèi)設(shè)有冷卻銅管，所述冷卻銅管連接有進(jìn)水管道和出水管道，所述基體四周設(shè)有和所述基體一體成型的鐵框架；該框架式銅水套鑄造成型方法，包括以下步驟；造型；預(yù)埋槽鋼；彎管；預(yù)熱；預(yù)埋紫銅管；熔化；澆注；開箱；鋸冒口；機(jī)加工；打磨后成品報(bào)驗(yàn)；本發(fā)明在提高銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高銅水套的使用壽命的同時(shí)；保證了槽鋼和基體的連接強(qiáng)度；進(jìn)而進(jìn)一步保證框架式銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【專利說明】一種框架式銅水套及其鑄造成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金爐及高溫爐上使用的銅水套，更具體地說，涉及一種框架式銅水 套及其鑄造成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 銅水套是一種以銅為材質(zhì)的冷卻水套，用于冶金爐及高溫爐上的冷卻設(shè)備，包括 壁體，進(jìn)水管道及出水管道，在壁體內(nèi)設(shè)有冷卻銅管，冷卻銅管與進(jìn)水管道及出水管道為一 體式結(jié)構(gòu)。銅水套以水為熱交換介質(zhì)，利用銅的導(dǎo)熱性能，傳遞冶金爐窯本體溫度，是冶金 爐窯上重要的冷卻裝置。在冶金行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 銅水套和鐵水套相比，具有更好的導(dǎo)熱性能，冷卻效果較好，能為冶金爐窯提供更 好的保護(hù)；但銅水套結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比鐵水套差，使用壽命相對鐵水套要短一些，成本高一些。
[0004] 針對這種情況， 申請人:在銅水套壁體外圍四周設(shè)置鐵框架，構(gòu)成框架式銅水套，以 提高銅水套強(qiáng)度。但銅與鐵的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)和力學(xué)性能等都有很大的不同， 這種框架式銅水套，鐵框架和基體易出現(xiàn)結(jié)合度不良的缺陷，影響鐵框架和基體的連接強(qiáng) 度。
[0005] 同時(shí)，采用現(xiàn)有銅水套的制造方法制作這種框架式銅水套，易造成以下問題：一是 在銅水套冷卻過程中，預(yù)埋槽鋼與銅本體結(jié)合面處有嚴(yán)重的裂縫傾向，影響槽鋼與銅水套 本體的連接強(qiáng)度。二是在槽鋼的轉(zhuǎn)角處，因收縮受阻，發(fā)生翹曲現(xiàn)象，進(jìn)一步影響槽鋼與銅 水套本體的連接強(qiáng)度。三是因槽鋼在銅水套本體中冷卻收縮規(guī)律不好掌握，導(dǎo)致銅水套外 形尺寸不易控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種不僅具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能，冷卻效果好，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較 好，使用壽命長的框架式銅水套及其制作方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] 該框架式銅水套，包括基體，在所述基體內(nèi)設(shè)有冷卻銅管，所述冷卻銅管連接有進(jìn) 水管道和出水管道，所述基體外圍設(shè)有和所述基體一體成型的鐵框架；所述鐵框架包括設(shè) 在所述基體外圍和所述基體一體成型的槽鋼，在所述槽鋼內(nèi)焊接有圓鋼。
[0009] 進(jìn)一步地，所述圓鋼相互間間隔250mm。
[0010] 進(jìn)一步地，所述基體外圍所設(shè)槽鋼相對接，所述槽鋼相對接端端面為45度斜面， 且所述槽鋼相對接端端面相接觸。
[0011] 該框架式銅水套鑄造成型方法，包括以下步驟；
[0012] 造型：將木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔；
[0013] 預(yù)埋槽鋼：在槽鋼內(nèi)焊接圓鋼，焊接好后槽鋼牢固固定在型腔中，槽鋼轉(zhuǎn)角相接處 留出收縮間隙；
[0014] 彎管：彎制紫銅管至設(shè)定形狀；
[0015] 預(yù)熱：將固定好槽鋼的砂箱放入烘房中燒制，溫度360°C下保溫6?7小時(shí)，至砂 箱干燥無水分；
[0016] 預(yù)埋紫銅管：將彎制好的紫銅管放置在預(yù)熱過的型腔中，固定好紫銅管，蓋上蓋箱 后固定牢固；
[0017] 熔化：將紫銅板放入電爐中，熔化至溫度1140?1160°C紫銅液出爐，傾倒至預(yù)熱 過的澆包中；
[0018] 澆注：澆注速度控制在l.Om/s，將紫銅液澆入型腔中，凝固后槽鋼牢固固定在基 體上；
[0019] 開箱：燒注完10?15分鐘后開箱，取出鑄件毛坯；
[0020] 鋸冒口 ：將毛坯冒口鋸掉；
[0021] 機(jī)加工：按要求對毛坯進(jìn)行機(jī)加工；
[0022] 打磨后成品報(bào)驗(yàn)。
[0023] 進(jìn)一步地，預(yù)埋槽鋼時(shí)，槽鋼轉(zhuǎn)角相接處留出的收縮間隙為兩倍槽鋼收縮值。
[0024] 進(jìn)一步地，槽鋼內(nèi)每間隔250mm焊接圓鋼。
[0025] 進(jìn)一步地，機(jī)加工時(shí)，槽鋼和基體加工成在同一平面上。
[0026] 進(jìn)一步地，制作型腔時(shí)，控制基體尺寸，使成型后銅水套裝配間隙放大10?15mm。
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該框架式銅水套，通過在銅水套壁體外圍設(shè)置鐵框架，構(gòu)成框 架式銅水套，框架由槽鋼及和槽鋼焊接的圓鋼構(gòu)成，圓鋼起到固定槽鋼的作用，保證槽鋼的 強(qiáng)度，進(jìn)而保證槽鋼與基體結(jié)合度好；鐵框架能夠提高銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高銅水套的使 用壽命，進(jìn)而降低使用成本；同時(shí)該銅水套具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，具有好的冷卻效果。
[0028] 該框架式銅水套鑄造成型方法，鐵框架由槽鋼及和槽鋼焊接的圓鋼構(gòu)成，保證槽 鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；進(jìn)一步地且槽鋼在澆注前和型腔同時(shí)預(yù)熱；這樣避免槽鋼與基體結(jié)合面冷 卻后產(chǎn)生裂縫，保證槽鋼和基體的連接強(qiáng)度；在槽鋼轉(zhuǎn)角相接處按銅鑄件收縮率留出間隙， 使鐵框架在鑄造時(shí)有空間收縮，進(jìn)而防止槽鋼澆注后發(fā)生翹曲，保證槽鋼和基體結(jié)合良好， 保證槽鋼和基體的連接強(qiáng)度；進(jìn)而進(jìn)一步保證框架式銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0029] 進(jìn)一步的，制作型腔時(shí)，控制基體尺寸，使成型后銅水套裝配間隙放大10?15_， 易于控制銅水套的裝配在可控制范圍內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 下面對本發(fā)明說明書各幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明：
[0031] 圖1為本發(fā)明框架式銅水套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖2為圖1框架式銅水套去掉頂部槽鋼后的俯視圖。
[0033] 上述圖中的標(biāo)記均為：
[0034] 1、基體，2、冷卻銅管，3、槽鋼，4、圓鋼，5、收縮間隙。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面對照附圖，通過對最優(yōu)實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳 細(xì)的說明。
[0036] 如圖1及圖2所示，該框架式銅水套，包括基體1，在基體1內(nèi)設(shè)有冷卻銅管2,冷 卻銅管2連接有進(jìn)水管道和出水管道，基體1外圍設(shè)有和基體1 一體成型的鐵框架；鐵框架 包括設(shè)在基體1外圍和基體1 一體成型的槽鋼3,在槽鋼3內(nèi)焊接有圓鋼4。槽鋼3焊接有 圓鋼4,圓鋼4起到固定槽鋼3的作用，這樣保證槽鋼3的強(qiáng)度，避免槽鋼3與基體1結(jié)合面 冷卻后產(chǎn)生裂縫，保證槽鋼3和基體1的結(jié)合度，進(jìn)而保證槽鋼3和基體1的連接強(qiáng)度。
[0037] 該框架式銅水套，基體1為銅材質(zhì)，和冷卻銅管2 -起構(gòu)成銅水套，導(dǎo)熱性能好，具 有較好的冷卻效果；鐵框架能夠加強(qiáng)銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而保證銅水套具有較長的使用 壽命。
[0038] 進(jìn)一步地，圓鋼4相互間間隔250mm。圓鋼4這樣排列后，能在最低成本基礎(chǔ)上保 證槽鋼3結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0039] 進(jìn)一步地，基體1四周所設(shè)槽鋼3相互對接，槽鋼3相對接端端面為45度斜面，且 槽鋼3相對接端端面相接觸?？蚣苁姐~水套鑄造過程中在槽鋼3轉(zhuǎn)角相接處按銅鑄件收縮 率留出間隙，使鐵框架在鑄造時(shí)有空間收縮，進(jìn)而防止槽鋼3澆注后發(fā)生翹曲，保證槽鋼3 和基體1結(jié)合良好，保證槽鋼3和基體1的連接強(qiáng)度；在框架式銅水套鑄造成型后，槽鋼3 相對接端端面相接觸，且相對接端端面為45度斜面，槽鋼3相互對接構(gòu)成的鐵框架，不僅結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度好，且和基體1結(jié)合度及連接強(qiáng)度好，進(jìn)而保證框架式銅水套的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好。
[0040] 該框架式銅水套鑄造成型方法，包括以下步驟；優(yōu)選槽鋼3為四塊，
[0041] 造型：將木模具放置在造型平板上，木模具按圖紙尺寸放加工量和收縮率提前制 作好，砂箱放置其上，春砂制作型腔；制作型腔時(shí)，控制基體1尺寸，使成型后銅水套裝配間 隙放大10?15mm，以保證銅水套的裝配在可控范圍內(nèi)；
[0042] 預(yù)埋槽鋼3 :在槽鋼3內(nèi)焊接圓鋼4,圓鋼4起到固定槽鋼3的作用，這樣避免槽 鋼3與基體1結(jié)合面冷卻后產(chǎn)生裂縫，焊接好后槽鋼3牢固固定在型腔中，槽鋼3轉(zhuǎn)角相 接處留出收縮間隙；收縮間隙優(yōu)選為兩倍槽鋼3收縮值，槽鋼3收縮值為銅鑄件收縮率，為 1%?2% ;槽鋼3轉(zhuǎn)角相接處按銅鑄件收縮率留出間隙，使槽鋼3鑄造時(shí)有空間收縮，進(jìn)而 防止槽鋼3澆注后發(fā)生翹曲；
[0043] 彎管：彎制紫銅管至設(shè)定形狀；
[0044] 預(yù)熱：將固定好槽鋼3的砂箱放入烘房中燒制，溫度360°C下保溫6?7小時(shí)，至 砂箱干燥無水分；槽鋼3固定在型腔中，澆注前和型腔同時(shí)預(yù)熱，能進(jìn)一步避免槽鋼3與基 體1結(jié)合面冷卻后產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而保證槽鋼3和基體1的連接強(qiáng)度；
[0045] 預(yù)埋紫銅管：將彎制好的紫銅管放置在預(yù)熱過的型腔中，固定好紫銅管，，防止位 移，蓋上蓋箱后固定牢固，防止跑箱；
[0046] 熔化：將紫銅板放入電爐中，熔化至溫度1140?1160°C紫銅液出爐，傾倒至預(yù)熱 過的澆包中；澆包預(yù)熱至內(nèi)壁無水分即可；
[0047] 澆注：澆注速度控制在1. Om/s，將紫銅液澆入型腔中，凝固后槽鋼3牢固固定在基 體1上；
[0048] 開箱：燒注完10?15分鐘后開箱，取出鑄件毛坯；
[0049] 鋸冒口 ：將毛坯冒口鋸掉；
[0050] 機(jī)加工：按要求對毛坯進(jìn)行機(jī)加工；槽鋼3和基體1加工成在同一平面上；
[0051] 打磨后成品報(bào)驗(yàn)。
[0052] 冷卻水管為紫銅管，紫銅管為兩根雙回路，每根為整根，中間不允許焊接。澆注前 按圖紙形狀彎制好，預(yù)埋在型腔中，并用固定好；澆注完后與基體1鑄造成整體。槽鋼3和 圓鋼4提前焊接好，在澆注前預(yù)熱并預(yù)埋在型腔中，澆注后與基體1、冷卻水管結(jié)合為一整 體，從而構(gòu)成框架式銅水套。
[0053] 槽鋼3為四塊，塊與塊之間按銅鑄件收縮率留有收縮用間隙。圓鋼4焊接在槽鋼 3上，起到固定槽鋼3的作用。槽鋼3固定在型腔中，澆注前和型腔同時(shí)預(yù)熱。
[0054] 該框架式銅水套鑄造成型方法，實(shí)用性可操作性強(qiáng)，工藝性好。能夠解決上述問 題，為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤增長點(diǎn)。
[0055] 顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技 術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種框架式銅水套，包括基體，所述基體內(nèi)設(shè)有冷卻銅管，所述冷卻銅管連接有進(jìn)水 管道和出水管道，其特征在于：所述基體外圍設(shè)有和所述基體一體成型的鐵框架；所述鐵 框架包括設(shè)在所述基體外圍和所述基體一體成型的槽鋼，所述槽鋼內(nèi)焊接有圓鋼。
2. 如權(quán)利要求1所述的框架式銅水套，其特征在于：所述圓鋼相互間間隔250mm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的框架式銅水套，其特征在于：所述基體外圍所設(shè)槽鋼相互 對接，所述槽鋼相對接端端面為45度斜面，且所述槽鋼相對接端端面相接觸。
4. 一種權(quán)利要求1所述的框架式銅水套鑄造成型方法，其特征在于：包括以下步驟； 造型：將木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔； 預(yù)埋槽鋼：在槽鋼內(nèi)焊接圓鋼，焊接好后槽鋼牢固固定在型腔中，槽鋼轉(zhuǎn)角相接處留出 收縮間隙； 彎管：彎制紫銅管至設(shè)定形狀； 預(yù)熱：將固定好槽鋼的砂箱放入烘房中燒制，溫度360°C下保溫6?7小時(shí)，至砂箱干 燥無水分； 預(yù)埋紫銅管：將彎制好的紫銅管放置在預(yù)熱過的型腔中，固定好紫銅管，蓋上蓋箱后固 定牢固； 熔化：將紫銅板放入電爐中，熔化至溫度1140?1160°C紫銅液出爐，傾倒至預(yù)熱過的 澆包中； 澆注：澆注速度控制在1. 〇m/s，將紫銅液澆入型腔中，凝固后槽鋼牢固固定在基體上； 開箱：澆注完10?15分鐘后開箱，取出鑄件毛坯； 鋸冒口 ：將毛坯冒口鋸掉； 機(jī)加工：按要求對毛坯進(jìn)行機(jī)加工； 打磨后成品報(bào)驗(yàn)。
5. 如權(quán)利要求4所述的框架式銅水套鑄造成型方法，其特征在于：預(yù)埋槽鋼時(shí)，槽鋼轉(zhuǎn) 角相接處留出的收縮間隙為兩倍槽鋼收縮值。
6. 如權(quán)利要求5所述的框架式銅水套鑄造成型方法，其特征在于：槽鋼內(nèi)每間隔250mm 焊接圓鋼。
7. 如權(quán)利要求4所述的框架式銅水套鑄造成型方法，其特征在于：機(jī)加工時(shí)，槽鋼和基 體加工成在同一平面上。
8. 如權(quán)利要求4所述的框架式銅水套鑄造成型方法，其特征在于：制作型腔時(shí)，控制基 體尺寸，使成型后銅水套裝配間隙放大10?15mm。
【文檔編號】B22D19/00GK104089490SQ201410351093
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】陳殷舫, 陶紅, 胡宗元, 管仲, 蔣明, 莊南海, 翟光俊 申請人:蕪湖福記恒機(jī)械有限公司