水平连续铸造铸铁管型材的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的水平连续铸造铸铁管型材的装置，包括保温炉、浇口、在保温炉下部的炉体壁处水平设置的外结晶器以及内结晶器，内结晶器的一端伸入外结晶器内，另一端垂直固定在保温炉的耐火砖中，内结晶器分为三部分，一部分水平伸入外结晶器内，中间部分水平处在保温炉的熔融液中，另一部分垂直固定在保温炉的耐火砖中。水平连续铸造铸铁管型材在水冷石墨型内结晶器和水冷石墨型外结晶器中冷却凝固成型。该装置具有能够实现水平连续铸造铸铁管型材，可以单流、双流或多流连续铸造，铸铁管型材表面光洁，内部组织致密，而且整个系统使用安全，操作方便，生产效率高，节约能源，也适用于其它金属及合金的管型材水平连续铸造。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶金铸造
，涉及一种水平连铸装置，具体涉及 一种水平连续铸造铸铁管型材的装置。技术背景铸铁型材由于具有良好的耐压性能和机械加工性能，其应用量和应用领 域不断扩大，尤其应用于加工各种机械用的旋转体零件以及各种异形零件， 例如法兰、圆环、三角皮带轮、柱塞等。但是由于铸铁型材心部的材质相对 较软，加工的套类零件内表面相对外表面材质较软，不能体现出铸铁型材的 高强度高致密性及低成本的优势，使其应用受到一定限制，而且使用现有铸 铁型材加工套类及发兰类零件时，要将芯部掏空，造成材料极大浪费。如果直接采用铸铁管型材来加工套类或发兰类零件，就会大大节约成 本。现有的铸铁管型材的铸造，通常采用以下方式-(1) 立式半连续铸造。由于金属液直接浇入结晶器，夹杂、夹渣等缺 陷不能完全避免，因此不能用于重要机械零件的加工，并且不能生产内孔尺 寸较小的管材。(2) 离心铸造。由于离心铸造会在铸铁管内表面存在较厚的一层缺陷 层，因此，这种方法生产的铸铁管材不能用于加工高精密的零件和对气密性 有较高要求的零件。另外，这种方法生产的铸铁管材长度有限，受工艺限制， 不能在一台离心机上同时生产任意长度的铸铁管材。(3) 水平连续铸造。在专利号ZL02282186.4,专利技术名称为《空心铸铁型材及水平连铸装置》(公开号CN2589125,公开日2003.12.03)和专利号 ZL02287947.1，专利技术名称为《铸铁水平连铸机内结晶器》(公开号CN2586552， 公开日2003.11.19)的文本中，分别公开了采用水平连续铸造工艺制备空心 铸铁型材的装置和内结晶器的结构。但是其采用的是内结晶器在保温炉后壁 上固定的结构，结晶器为悬臂式伸在保温炉下部铁水中，根据伯努力方程， 该种布置方式极易造成内结晶器的上浮和变形，使铸造出的管材内径与外径 不同心、芯部不均匀。另外，尽管采用了绝热材料对石墨套进行了隔离，但 对铁水的降温作用较难避免。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种水平连续铸造铸铁管型材的装置，解决 了现有技术中连续铸造铸铁管型材时易产生偏心的缺陷。本技术所采用的技术方案是， 一种水平连续铸造铸铁管型材的装 置，包括保温炉、浇口、在保温炉下部的炉体壁处水平设置的外结晶器以及 内结晶器，内结晶器的一端伸入外结晶器内，另一端垂直固定在保温炉的耐 火砖中，内结晶器分为三部分， 一部分水平伸入外结晶器内，中间部分水平 处在保温炉的熔融液中，另一部分垂直固定在保温炉的耐火砖中。本技术的特点还在于，外结晶器从外向内依次设置为外结晶器钢套和外结晶器石墨套，外结晶器钢套上分别设置有外结晶器进水口和外结晶器出水口，使冷却水进出循环方向与熔融液流出方向相反。外结晶器的一端伸入保温炉内，有10 50mm浸泡在熔融液中。 内结晶器由外向内依次为内结晶器石墨套和内结晶器钢套外管、内结晶器钢套内管，内结晶器出水口与水冷钢套外管相接，内结晶器进水口与内结晶器钢套内管相接。内结晶器伸入外结晶器的部分包裹内结晶器石墨套，垂直部分及部分水 平部分包裹陶瓷套管。内结晶器石墨套的外径设置一定锥度，锥度值为l: 100 1: 400，在保 温炉内的一端直径大，在保温炉外的一端直径小。本技术的装置可以连铸出铸铁管型材，在相应领域替代铸铁型材加 工重要套类、管类和法兰零部件，充分发挥铸铁水平连续铸造的工艺优势和 材质优点，减少加工量，降低成本。铸造出的铸铁管型材不仅表面光洁，内 部组织致密，而且避免了内外径不同心的现象。整个系统使用安全，操作方 便，生产效率高，也适用于其它金属及合金的管型材水平连续铸造。利用本 装置可以生产的铸铁管型材材质为灰铸铁管型材、球墨铸铁管型材及合金铸 铁管型材。附图说明图1是本技术铸铁管型材的水平连铸装置的结构示意图； 图2是本技术中水冷石墨套内结晶器和水冷石墨套外结晶器与保温 炉安装的局部放大图；图3是本技术装置可铸造出不同形状铸铁管型材的截面示意图。 图中A、保温炉，B、外结晶器，C、内结晶器，D、牵引机组；1、炉 盖，2、炉盖修筑耐火砖，3、炉盖修筑耐火材料，4、浇口， 5、熔融金属液， 6、炉体修筑耐火材料，7、炉体修筑耐火砖，8、炉体壁，9、外结晶器出水 口， 10、外结晶器进水口， 11、外结晶器钢套，12、 二次喷雾冷却器，13、 牵引辊，14、管材，15、内结晶器进水口， 16、内结晶器出水口， 17、内结 晶器钢套内管，18、内结晶器陶瓷套管，19、内结晶器钢套外管，20、内结结晶器石墨套，22、螺母。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发朋进行详细说明。如图1所示，本技术的水平连续铸造装置，包括储存与保温铁水为 一体的保温炉A、水冷石墨型外结晶器B、水冷石墨型内结晶器C及牵引机 组D。保温炉A的炉盖1由炉盖修筑耐火砖2砌成，中间夹杂炉盖修筑耐火材 料3，炉体也是由炉体修筑耐火砖7和炉体修筑耐火材料6砌成。外结晶器B设置在保温炉A下部炉体壁8的外侧，外结晶器B由外向 内依次为水冷钢套11和外结晶器石墨套21，其中外结晶器石墨套21与钢套 11之间采用过盈配合在一起，水冷钢套11上设置外结晶器进水口 IO和外结 晶器出水口9，使冷却水进出循环方向与熔融液流出方向相反，外结晶器进 水口 IO置于远离保温炉A—侧，外结晶器出水口 9置于靠近保温炉A—侧。为了避免重力作用造成铸铁管型材的底部出现"疤皮"缺陷组织，外结晶器 石墨套21在保温炉A内的一端有10 50mm浸泡在熔融金属液5中。浸泡 在金属液中的一段可以是结晶器伸长段，也可以是隔离环伸长段。为了避免 漏炉事故，提高拉拔速度，外结晶器B远离保温炉A —侧外设置二次喷雾 冷却器12， 二次喷雾冷却器12喷出的水的起点要喷到管材14出口紧贴外结 晶器B处。内结晶器C固定在保温炉A底部的外壁上，内结晶器C由外向内依次 为内结晶器石墨套20和内结晶器钢套外管19、内结晶器钢套内管17。内结 晶器石墨套采用分段设置，其中形成铸铁管材内表面的部分采用石墨套，内 结晶器出水口 16与水冷钢套外管19相接，内结晶器进水口 15与内结晶器钢套内管17相接。内结晶器C的垂直部分及部分水平部分采用陶瓷套管18， 该部分包裹在保温炉炉体修筑耐火砖7及炉体修筑耐火材料6中。陶瓷套管 18的材质可采用ZrO， Si02、 A1203、 CB或NB等，内结晶器石墨套20及 陶瓷套管18通过螺母22固定。为了满足金属液凝固过程的体积收縮，内结 晶器石墨套20的外径设置一定锥度，锥度值为l: 100 1: 400，在保温炉 A内的一端尺寸(直径)大，在保温炉A外的一端尺寸(直径)小。铸铁管型材采用牵引机组D牵引。牵引机组D设置四个牵引辊13，四 个牵引辊13可以均是主动辊，也可以采用下辊主动，上辊从动。牵引工艺 为"拉一停一拉"，可以单流、双流或多流连续铸造铸铁管型材。根据产品需要，变换水冷石墨型内结晶器内石墨套的外径尺寸和水冷石 墨型外结晶器外石墨套的内径尺寸，可以生产内孔直径为040 200mm及相 当尺寸截面、外径尺寸为0 50 300mm及相当尺寸截面、壁厚为5 50mm 的铸铁管型材。铸铁管型材的形状也为多样，中心为圆形、矩形或多边形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平连续铸造铸铁管型材的装置，包括保温炉（Ａ）、浇口（４）、在保温炉（Ａ）下部的炉体壁处水平设置的外结晶器（Ｂ）以及内结晶器（Ｃ），其特征在于，所述内结晶器（Ｃ）的一端伸入外结晶器（Ｂ）内，另一端垂直固定在保温炉（Ａ）的耐火砖中，内结晶器（Ｃ）分为三部分，一部分水平伸入外结晶器（Ｂ）内，中间部分水平处在保温炉（Ａ）的熔融液中，另一部分垂直固定在保温炉（Ａ）的耐火砖中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭学锋，徐春杰，张忠明，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]