一种12立方米渣包的铸造方法技术

本发明专利技术提供了一种12立方米渣包的铸造方法，包括：①工艺设计：采用渣包口朝下的铸造方案，浇注系统为三层陶瓷管浇道，渣包正底部设有一个主冒口，六地脚上各设有一个分冒口，模拟浇注确定各工艺参数；②采用碱酚醛树脂砂造型，砂型采用分体造型，砂箱为随型塔式箱；③采用镶铸工艺，设计防脱落、防转包耳；④底箱垫空，浇注时采用引风机排气；⑤钢水两炉熔炼、合包浇注；⑥冷却及后处理。本发明专利技术铸造的12立方米渣包，降低了设备工装的硬性要求，同时可以减少产品内部缺陷、提高产品质量，满足使用要求，成品率高达99%，大幅度减少了树脂砂用量，节约生产成本，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种12立方米渣包的铸造方法
本专利技术属于铸造工艺，具体地说涉及一种12立方米渣包的铸造方法。
技术介绍
渣包是有色冶炼企业用于盛放、转运熔炼渣、铜琉、缓冷结晶的必用容器，盛装物最高温度1300℃，渣包必须满足装满熔渣后运至缓冷场900℃左右缓冷的技术条件，即渣包必须有较高的耐热疲劳性能，满足忽冷忽热的工作条件，且渣包内表面要平整、光滑，外壁无缩松、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、气孔等铸造缺陷，渣包试压，无渗漏、冒汗，满足使用寿命≥6年。目前的生产现状是12立方米渣包单重27吨左右，尺寸较大，致密性难以保证；电弧炉熔炼能力不足，底坑深度不够，砂箱吃砂量大，浪费严重，浇注时产生放炮声响，型砂易震动脱落，包耳易脱落、转动，且有较大的安全隐患等各方面问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题而提供了一种12立方米渣包的铸造方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种12立方米渣包的铸造方法，包括以下步骤：（1）工艺设计：渣包设计铸造方案：渣包口朝下，浇注系统为竖直主浇道连接三层横浇道，分三层注入钢水；采用中间主冒口结合六个地脚各设有一个保温发热冒口的冒口系统；（2）制作工装模型：工装采用砂箱，砂箱设计为八节随型塔式箱，内部大芯为随型中空砂芯，渣包模型分成芯头、上模体、下模体三体制作，砂箱底层垫高，悬空浇注，用引风机辅助排气；（3）设计包耳结构：采用镶铸工艺将包耳与包体连接；（4）金属液熔炼浇注：底注钢包扩大容量，电弧炉和中频炉共同熔炼钢水，后将钢水包转至LF炉进行精炼，精炼后的钢水成分合格后进行浇注；（5）冷却及后处理：确定渣包铸件保温时间，渣包后处理流程及检测方法；（6）热处理：对铸件进行热处理工艺；优选的，包括以下步骤：（1）工艺设计：铸件尺寸较大，浇注系统为竖直主浇道连接三层横浇道，直、横浇道上均增加弯头，保证钢水冲型平缓、顺序注入型腔；渣包正底部设有主冒口，缠绕保温发热板，渣包六个地脚各设有一个保温发热冒口，通过magma模拟软件进行反复分析、模拟、修正，最终确定各工艺参数；（2）砂箱设计成八节随型塔式箱，按铸件形状，砂箱内腔尺寸逐箱减少，砂层厚度200～250mm，内部大芯做成随型中空砂芯，钢板卷制随型芯铁，侧壁密布排气孔，用草帘缠绕芯铁，砂层厚度200mm左右，减少吃砂量；采用径向缩尺2.15%、轴向缩尺2%，内腔径向单边+10MM，用于抵消草帘燃烧后变量，分成芯头、上模体、下模体三体制作模型，底箱制作芯头砂型，需要翻转，其余各节砂型均不需要翻转；采用分体造型方法，第四节砂箱造型充分固化后，将第四节砂箱连上模体模型吊至型板上再造剩余部分，砂箱底部用槽钢垫空，浇注时，用引风机通过底砂箱从中空大芯铁帮助排气；（3）设计包耳：采用镶铸工艺，将包耳伸入包体内的部分车成梯形槽，防脱落，前端锯成斜面防转动；（4）浇注：电弧炉和中频炉熔化钢水，合入钢包后，至LF炉精炼，采用底注式滑板浇包，精炼后的钢水从浇口杯浇注，至钢液充满铸型后，快速移动浇包，从中间主冒口进行慢速补浇，直至钢液面不再下移，添满冒口，浇注完成，控制浇注温度1545～1555℃，浇注时间3分钟左右，补浇时间7分钟左右；（5）铸件随箱冷却≥72小时后，拆箱取件，气割浇冒口，清理、打磨、检测；（6）铸件整体进行高温退火处理，铸件缓慢升温至650℃，保温1.5小时，再升温至900℃，保温4.5小时，随炉冷却至200℃以下出炉空冷。本专利技术的有益效果是：本专利技术的铸造方法，满足了12立方米渣包的生产需求，铸造得到的渣包内表面平整、光滑，外壁无夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、气孔等铸造缺陷；无缩松、缩孔；渣包试压，无渗漏、冒汗；包耳不脱落、转动；使用寿命长达6年以上，满足使用要求；充分利用现有工装设备，减少投入；大幅度减少了树脂砂用量；避免频繁翻转砂型；优化热处理工艺；提高生产效率，节约成本；批量生产，成品率达99%，经济效益显著。此方法对其它大体积铸件或形状相似铸件，均有一定的适应性。附图说明图1为本专利技术的渣包铸件示意图；图2为本专利技术的模拟浇冒系统示意图；图3为本专利技术所用的砂箱示意图；图4为本专利技术砂箱内大芯芯铁示意图；图5为本专利技术包耳镶铸示意图。零件说明：1、主冒口，2、保温发热板，3、浇口杯，4、顶箱，5、七号箱，6、六号箱，7、五号箱，8、四号箱，9、中空砂芯，10、三号箱，11、二号箱，12、底箱，13、草帘，14、引风机，15、内腔大芯，16、耳轴。具体实施方式为了更好地理解与实施，下面举例说明一种12立方米渣包的铸造方法，具体步骤包括：1、设计制作：（1）铸件尺寸较大，Φ3240mm*2910mm（见图1），设计浇注系统采用三层横浇道平稳注入钢水，竖直主浇道为φ120陶瓷管，水平横浇道为φ100陶瓷管，直、横浇道上均增加弯头，保证钢水冲型平缓；渣包正底部设有φ720mm，高1000mm主冒口1，缠绕60mm厚保温发热板2二层高，渣包六个地脚各设有2个φ200mm，高200mm（叠加）保温发热冒口，通过magma模拟软件进行反复分析、模拟、修正，最终确定铸件缩尺，浇道设计，冒口设计，浇注温度，浇注时间等重要参数（见图2）；（2）砂箱设计为八节随型塔式箱，采用碱酚醛树脂砂造型，按铸件形状，砂箱内腔尺寸逐箱减少，砂层厚度250mm（见图3）；砂箱内部大芯做成随型中空砂芯9，钢板卷制随型芯铁，侧壁密布排气孔（见图4），用草帘13缠绕芯铁，砂层厚度200mm左右，减少吃砂量；采用径向缩尺2.15%、轴向缩尺2%，内腔径向单边+10MM，用于抵消草帘燃烧后变量，分成芯头、下模体、上模体三体制作模型，底箱12制作芯头砂型，需要翻转，其余各节砂型均不需要翻转；采用分体造型方法，即四号砂箱8造型充分固化后，将四号砂箱8连上模体模型吊至型板上再造剩余部分，解决地坑浅、混砂机机头高度不够问题；（3）包耳伸入包体内部分车成梯形槽防脱落、前端锯成斜面防转动，采用镶铸工艺（见图5）；（4）砂箱底部用200槽钢垫空，浇注时，用引风机14通过底砂箱从中空大芯9铁帮助排气，减少大件浇注时放炮现象的发生（见图3）；（5）底注钢包加高300mm，内部耐火材料单边减薄20mm、LF精炼炉炉盖加高300mm，满足34吨钢水需求；电弧炉熔化29吨、中频炉熔化5吨钢水，合入钢包后，至LF炉精炼；从浇口杯浇注，从中间主冒口进行慢速补浇，控制浇注温度1550℃；（6）铸件随箱冷却72小时；（7）优化热处理工艺：渣包铸件以80°/h的速度升温至650℃，保温1.5小时，再快速升温至900℃，保温4.5小时，随炉冷却至200℃以下出炉空冷。2、造型与制芯：（1）模型大芯头按定位放置型板上，安放冷铁，放置底砂箱，开混沙机进行灌砂，砂箱箱带中心的9个空格不灌砂，形成底箱砂型；（2）固化后，反转底箱砂型，安定位放置模型，安放2＃砂箱，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种12立方米渣包的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：/n（1）工艺设计：/n渣包设计铸造方案：渣包口朝下，浇注系统为竖直主浇道连接三层横浇道，分三层注入钢水，采用中间主冒口结合六个地脚各设有一个保温发热冒口；模拟优化各浇道内径尺寸及入水口个数；/n（2）制作工装模型：/n工装采用砂箱，砂箱设计为八节随型塔式箱，内部大芯为随型中空砂芯，渣包模型分成芯头、上模体、下模体三体制作，砂箱底层垫高，悬空浇注，用引风机辅助排气；/n（3）设计包耳结构：采用镶铸工艺将包耳与包体连接；/n（4）金属液熔炼浇注：底注钢包扩大容量，电弧炉和中频炉共同熔炼钢水，后将钢水包转至LF炉进行精炼，精炼后的钢水成分合格后进行浇注；/n（5）冷却及后处理：确定渣包铸件保温时间，渣包后处理流程及检测方法；/n（6）热处理：设计铸件热处理工艺。/n

【技术特征摘要】
1.一种12立方米渣包的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）工艺设计：
渣包设计铸造方案：渣包口朝下，浇注系统为竖直主浇道连接三层横浇道，分三层注入钢水，采用中间主冒口结合六个地脚各设有一个保温发热冒口；模拟优化各浇道内径尺寸及入水口个数；
（2）制作工装模型：
工装采用砂箱，砂箱设计为八节随型塔式箱，内部大芯为随型中空砂芯，渣包模型分成芯头、上模体、下模体三体制作，砂箱底层垫高，悬空浇注，用引风机辅助排气；
（3）设计包耳结构：采用镶铸工艺将包耳与包体连接；
（4）金属液熔炼浇注：底注钢包扩大容量，电弧炉和中频炉共同熔炼钢水，后将钢水包转至LF炉进行精炼，精炼后的钢水成分合格后进行浇注；
（5）冷却及后处理：确定渣包铸件保温时间，渣包后处理流程及检测方法；
（6）热处理：设计铸件热处理工艺。


2.如权利要求1所述的一种12立方米渣包的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）工艺设计：
铸件尺寸较大，浇注系统为竖直主浇道连接三层横浇道，直、横浇道上均增加弯头，保证钢水冲型平缓、顺序注入型腔；渣包正底部设有主冒口，缠绕保温发热板，渣包六个地脚各设有一个保温发热冒口，通过magma模拟软件进行反复分析、模拟、修正，最终确定各工艺参数；
（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文华，赵盛茂，王志波，张仲林，
申请(专利权)人：烟台恒邦合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37