一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法技术

本发明专利技术公开了一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，铁液通过双包双浇注系统同时浇注入铸型中，浇注时间为90～120s，浇注完毕后2h凝固，12～24h开箱得到乏燃料贮运一体化金属容器；所述铸型包括固定于砂箱上的金属型和设置于金属型内部的内部呋喃树脂砂芯，所述金属型的顶部设置顶部呋喃树脂砂芯，且顶部呋喃树脂砂芯的内侧设置石墨冷铁、外侧设置铁板，所述铁板上均布铁板排气孔，本发明专利技术能够使得型腔内铁液的压力更大，得到组织更加致密的球墨铸铁铸件。铁铸件。铁铸件。

【技术实现步骤摘要】
一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法


[0001]本专利技术涉及一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，属于铸造领域。

技术介绍

[0002]乏燃料贮运一体化金属容器是专门用于管理、贮存、运输乏燃料组件的容器，要求整体铸造成型，毛重130t，铁液量160t，壁厚达到500mm，需通过四项运输性事故条件的验证，包括贯穿试验、跌落试验、高温耐烧试验及水浸试验，各项性能指标要求严格，因此生产乏燃料贮运一体化球墨铸铁容器，需解决厚大断面球铁球化孕育及防衰退问题，保持铸件良好的性能要求。
[0003]公开号为CN110014123B的一种百吨级乏燃料贮运一体化金属容器的铸造方法，具体为百吨级乏燃料贮运一体化金属容器的造型工艺方法及铁砂组合铸型，尤其是为百吨级乏燃料贮运一体化金属容器的铸造方法及所用的铁砂组合铸型。铁模采用球墨铸铁铸造，外模由多部分和一个盖模组成，大坭芯为砂骨架加冷铁，冷铁嵌入型砂中，底部型砂采用呋喃树脂砂，造型完成后进行微震紧实，然后浇注，本工艺制定了专用工艺参数和工艺方法，使用浇注系统和过滤系统分离铁液中的一次氧化渣，并减少铁液与空气、铸型的化学反应，减少二次氧化渣，使铸件在凝固过程中石墨化膨胀充分抵消液态收缩和凝固收缩，消除缩孔和缩松。但是其仅靠大坭芯为砂骨架加冷铁结构来进行激冷降温，凝固时间仍然较长，易形成球化衰退，不利于石墨形态的保持；同时出气冒口的存在，使得铸型的刚性不足，在凝固过程中，石墨化膨胀，不利于形成致密的铸造组织。

技术实现思路

[0004]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，使得铁液在2小时凝固，解决了球墨铸铁容器凝固时石墨衰退问题，同时还使得制备的乏燃料贮运一体化金属容器组织均匀，致密性好，达到探伤及机械性能标准。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，铁液通过双包双浇注系统同时浇注入铸型中，浇注时间为90～120s，浇注完毕后2h凝固，12～24h开箱得到乏燃料贮运一体化金属容器；所述铸型包括固定于砂箱上的金属型和设置于金属型内部的内部呋喃树脂砂芯，所述金属型的顶部设置顶部呋喃树脂砂芯，且顶部呋喃树脂砂芯的内侧设置石墨冷铁、外侧设置铁板，所述铁板上均布铁板排气孔。
[0006]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述内部呋喃树脂砂芯的外表面设置有石墨冷铁。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述石墨冷铁采用高导热炭砖加工而成，且相邻的石墨冷铁之间保留有30～50mm的石墨冷铁间隙，且内部填充呋喃树脂砂。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述内部呋喃树脂砂芯的内部铺设循环水管
道。
[0009]本专利技术技术方案的进一步改进在于：铁液浇注完毕后向循环水管道内通入15～30℃冷却水，通水时间12～24h，通水量5
‑
10t/h。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：铁液浇注时铁板的顶部设置有座放压重，且座放压重的重量为浇注铁液的2～3倍，所述铁板的厚度为100～200mm。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述金属型的材质为球墨铸铁，厚度为200～300mm。
[0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述双包双浇注系统包括两套浇口杯和连接浇口杯、经过砂箱直至与铸型型腔口相连的浇道。
[0013]本专利技术技术方案的进一步改进在于：该方法得到的乏燃料贮运一体化金属容器的组织均匀，致密性好，强度高。
[0014]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：本专利技术通过双包浇注，160t铁液在90～120s内浇注完毕，快速充型，提高型内铁液的均匀性；同时铸型采用外壁金属型、内部及上端石墨冷铁、树脂砂芯内部通水冷却的措施，能够保证型腔内铁液在2小时内快速均衡凝固（公开号为CN110014123B专利的凝固时间基本为7～9小时），解决了球墨铸铁容器凝固时石墨衰退问题。
[0015]本专利技术铸型的顶部设置石墨冷铁和呋喃树脂砂芯，且呋喃树脂砂芯的顶部设置开有铁板排气孔的铁板，铁液中的气体能够从石墨冷铁和呋喃树脂砂芯中逸出，相比于公开号为CN110014123B的专利，型腔内部的铁液达到一定压力后会从出气冒口逸出，本专利技术能够使得型腔内铁液的压力更大，得到组织更加致密的球墨铸铁铸件。
[0016]石墨冷铁采用高导热炭砖加工制作，石墨冷铁应保留30
‑
50mm间隙并填入树脂砂，能够保证铸型的退让性，避免铸件收缩受阻。
[0017]本专利技术生产的百吨级乏燃料贮运一体化球墨铸铁容器，UT（超声波）探伤可达到专用探伤标准要求，解剖检测，铸件厚度内、外石墨形态、石墨等级无较大差别，组织均匀，性能良好。
附图说明
[0018]图1是本专利技术结构示意图；其中，1、浇口杯，2、浇道，3、金属型，4、砂箱，5、铁板，6、铁板排气孔，7、顶部呋喃树脂砂芯，8、石墨冷铁，9、内部呋喃树脂砂芯，10、石墨冷铁间隙，11、循环水管道。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：如图1所示，一种铸造百吨级乏燃料容器的模具，包括内部填充呋喃树脂砂的砂箱4，所述砂箱4的顶部固定设置有铸型和双包双浇注系统，双包双浇注系统分立于铸型两侧、用于向铸型内部浇注铁液，包括两套浇口杯1和连接浇口杯1和铸型型腔口的浇道2，所述浇道2包括直浇道、横浇道和内浇道，且横浇道位于砂箱4的内部。铁液通过双包双浇注系统同时浇注入铸型中，浇注时间为90～120s。
[0020]所述铸型包括固定于砂箱4上的金属型3和设置于金属型3内部的内部呋喃树脂砂
芯9，所述金属型3的材质为球墨铸铁，厚度为200～300mm，且金属型3的顶部设置顶部呋喃树脂砂芯7；所述顶部呋喃树脂砂芯7的内侧与内部呋喃树脂砂芯9的外表面分别砌筑石墨冷铁8，石墨冷铁8采用高导热炭砖加工而成，相邻的石墨冷铁8之间保留有30～50mm的石墨冷铁间隙10，且石墨冷铁间隙10内部填充呋喃树脂砂；型腔内部铁液中的气体通过石墨冷铁和呋喃树脂砂向外逸出。
[0021]所述顶部呋喃树脂砂芯7的外侧设置铁板5，所述铁板5上均布铁板排气孔6。所述铁板5的厚度为100～200mm，保证一定的强度。铁液浇注时铁板5的顶部设置有座放压重，且座放压重的重量为浇注铁液的2～3倍，防止石墨膨胀时铸型膨胀。
[0022]内部呋喃树脂砂芯9的内部铺设循环水管道11，循环水管道11延伸至砂箱4的外部与冷却塔连接。铁液浇注完毕后向循环水管道11内通入15～30℃冷却水，通水时间12～24h，通水量5
‑
10t/h。
[0023]具体包括以下步骤：S1、准备砂箱4，使用呋喃树脂砂造型，将双包双浇注系统按照具体图纸要求摆放到位，将循环水管道11固定，使用呋喃树脂砂填满砂箱4，使用专用捣实工具捣实。
[0024]S2、待呋喃树脂砂硬化后，将内壁石墨冷铁8，按照图纸直径、高度要求，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，其特征在于：铁液通过双包双浇注系统同时浇注入铸型中，浇注时间为90～120s，浇注完毕后2h凝固，12～24h开箱得到乏燃料贮运一体化金属容器；所述铸型包括固定于砂箱（4）上的金属型（3）和设置于金属型（3）内部的内部呋喃树脂砂芯（9），所述金属型（3）的顶部设置顶部呋喃树脂砂芯（7），且顶部呋喃树脂砂芯（7）的内侧设置石墨冷铁（8）、外侧设置铁板（5），所述铁板（5）上均布铁板排气孔（6）。2.根据权利要求1所述的一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，其特征在于：所述内部呋喃树脂砂芯（9）的外表面设置有石墨冷铁（8）。3.根据权利要求1或2所述的一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，其特征在于：所述石墨冷铁（8）采用高导热炭砖加工而成，且相邻的石墨冷铁（8）之间保留有30～50mm的石墨冷铁间隙（10），且内部填充呋喃树脂砂。4.根据权利要求1所述的一种百吨级乏燃料容器的铸造成型方法，其特征在于：所述内部呋喃树脂砂芯（9）的内部铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，杨昱东，王洪祥，刘建宁，杨威，冯栋，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：