專利名稱：鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特種鑄造方法，特別是涉及一種鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)部鑄有冷卻水管的大型鑄件常見于高爐冷卻壁、高壓煤氣化爐水冷爐壁、銅冶 煉用閃速爐冷卻水套及冶金大型電爐電極夾持器等領(lǐng)域，利用鑄件內(nèi)預(yù)埋的冷卻水管來散 熱，達(dá)到使鑄件能在高溫下長(zhǎng)期工作的目的。預(yù)埋管一般為銅管或鋼管。為使鑄入的冷卻水 管和鑄件之間有優(yōu)良的導(dǎo)熱能力，預(yù)埋管和鑄件基體之間必須緊密接觸，不允許有空氣層， 氧化皮等影響熱傳導(dǎo)的中間層存在，預(yù)埋管和基體間應(yīng)有一定程度的冶金結(jié)合。這就給復(fù) 合鑄造工藝帶來極大的困難，以埋純銅管式高爐銅冷卻壁為例，基體是純銅，其鑄造溫度約 1200°C，預(yù)埋管為T2銅管，熔點(diǎn)約為1083°C，如在鑄造時(shí)預(yù)埋T2銅管不加任何保護(hù)，預(yù)埋管 必然被鑄入的1200°C高溫銅水熔化。為解決這一問題，鑄造工作者一般采用二種方法來解 決，其一是采用熔點(diǎn)更高的預(yù)埋管如鋼管或鎳銅管(蒙乃爾管)，但鋼管和鎳銅管的導(dǎo)熱系 數(shù)遠(yuǎn)低于純銅，不利于散熱。其二是在鑄造時(shí)對(duì)預(yù)埋管冷卻，冷卻方式一般有管內(nèi)通水、通 蒸汽、通空氣(或氨氣)、充填熔鹽或低熔點(diǎn)金屬等。利用這些流動(dòng)的介質(zhì)帶走熱量冷卻預(yù) 埋管，或利用鹽或低熔點(diǎn)金屬的熔化潛熱來吸收熱量，防止預(yù)埋管過熱熔化。這些方法各有 優(yōu)缺點(diǎn)，其中最常用的是通入水、空氣、水蒸氣等流動(dòng)介質(zhì)冷卻?？諝獾臒峤粨Q能力較低，帶 走的熱量有限，對(duì)于大型鑄件不很適用；連續(xù)通水由于冷卻強(qiáng)度過大，則使預(yù)埋管和鑄件基 體之間易形成冷隔缺陷；鹽或低熔點(diǎn)金屬最后不易清除；蒸汽冷卻法的冷卻能力介于水與 空氣冷卻法之間，又易于，但一般鑄造廠不具備大型鍋爐的條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種容易實(shí)現(xiàn)的，冷卻強(qiáng)度介于水與蒸汽冷卻 強(qiáng)度之間的一種內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，包括以下步驟(1)將一個(gè)或多個(gè)帶有多個(gè)小孔的細(xì)金屬軟管放入鑄件埋管中，所述細(xì)金屬軟管 與所述鑄件埋管之間留有空隙，所述細(xì)金屬軟管與所述鑄件埋管一起彎成一定形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的所述鑄件埋管放入砂型，將所述細(xì)金屬 軟管與供水系統(tǒng)相連接；(3)將金屬熔液注入砂型，同時(shí)利用所述供水系統(tǒng)向所述細(xì)金屬軟管中通水，澆注 完畢后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進(jìn)行落砂清理，得到所述鑄件。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，向所述細(xì)金屬軟 管中通水時(shí)，調(diào)節(jié)水壓0. 5 0. 8Mpa，流量161/min。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，待鑄件冷卻后， 進(jìn)行落砂清理前，將所述細(xì)金屬軟管取出。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，待鑄件冷卻后，進(jìn)行落砂清理前，將所述細(xì)金屬軟管留在所述鑄件埋管中。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述細(xì)金屬軟管采用銅、不銹鋼、 碳鋼、鐵或鋁。本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，在鑄造時(shí)，高于自然蒸汽壓力的高壓水 通過小孔噴入鑄件埋管內(nèi)并吸收熔化金屬熱量而沸騰自生成蒸汽。內(nèi)生蒸氣可沿埋管一個(gè) 方向也可以兩個(gè)方向流動(dòng)，埋管長(zhǎng)時(shí)向兩個(gè)方向流動(dòng)可縮短蒸汽排出的距離，減小管內(nèi)壓 力，內(nèi)生蒸汽不斷冷卻埋管而使其不被高溫金屬熔化。本發(fā)明的鑄件內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方 法可以有效的防止鑄件埋管的局部過熱熔化，并使鑄件埋管和鑄件基體間有最佳的相互擴(kuò) 散，形成理想的冶金結(jié)合。本發(fā)明的鑄件內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法安全高效、簡(jiǎn)單易行、值得 大范圍推廣。


圖1為本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法的實(shí)施示意圖；
具體實(shí)施例方式如圖1所示，利用本發(fā)明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法鑄造埋純銅管式高爐銅 冷卻壁，包括以下步驟(1)在材質(zhì)為不銹鋼的直徑為1厘米的細(xì)金屬軟管2上鉆多個(gè)直徑為1. 5毫米的 小孔3，小孔與小孔之間相距30厘米，之后將細(xì)金屬軟管2放入鑄件埋管4中，細(xì)金屬軟管 2與鑄件埋管4之間留有空隙，細(xì)金屬軟管2與材質(zhì)為銅的直徑為40毫米的鑄件埋管4 一 起彎成如圖1所示形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的鑄件埋管4放入砂型，合箱后將細(xì)金屬 軟管2的一端與供水系統(tǒng)相連接，供水系統(tǒng)上安裝壓力與流量調(diào)節(jié)閥；(3)將電解銅放入感應(yīng)電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清后將金屬熔液 注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C，同時(shí)利用供水系統(tǒng)向細(xì)金屬軟管2中通水，調(diào) 節(jié)調(diào)壓閥使水壓控制在0.5 0. 8Mpa，流量控制在161/min，澆注完畢后繼續(xù)向細(xì)金屬軟管 2中通水10 30分鐘，待鑄件全部凝固后停止供水，冷卻后將細(xì)金屬軟管2抽出并進(jìn)行落 砂清理，即得到埋純銅管式高爐銅冷卻壁。在鑄造時(shí)，高于自然蒸汽壓力的高壓水流通過小孔3噴入鑄件埋管4內(nèi)并吸收熔 化金屬熱量而沸騰自生成蒸汽。蒸氣沿鑄件埋管4流動(dòng)，不斷冷卻鑄件埋管4而使其不被 高溫金屬熔化。噴入的冷卻水量可根據(jù)澆鑄的熔化金屬量和澆鑄溫度來計(jì)算和控制。本發(fā) 明的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法可以有效的防止鑄件埋管4的局部過熱熔化，并使鑄件 埋管4和鑄件基體間有最佳的相互擴(kuò)散，形成理想的冶金結(jié)合。其中步驟(1)中的細(xì)金屬軟管2可以采用銅、不銹鋼、碳鋼、鐵或鋁等多種金屬材 料。步驟⑶也可以是將電解銅放入感應(yīng)電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清后將 金屬熔液注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C，同時(shí)利用供水系統(tǒng)向細(xì)金屬軟管2 中通水，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥使水壓控制在0. 5 0. 8Mpa，流量控制在161/min，澆注完畢后繼續(xù)向 細(xì)金屬軟管2中通水10 30分鐘，待鑄件全部凝固后停止供水，冷卻后將細(xì)金屬軟管2留 在鑄件埋管4中并進(jìn)行落砂清理，即得到埋純銅管式高爐銅冷卻壁。
以上所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn) 行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做 出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將一個(gè)或多個(gè)帶有多個(gè)小孔的細(xì)金屬軟管放入鑄件埋管中，所述細(xì)金屬軟管與所 述鑄件埋管之間留有空隙，所述細(xì)金屬軟管與所述鑄件埋管一起彎成一定形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的所述鑄件埋管放入砂型，將所述細(xì)金屬軟管 與供水系統(tǒng)相連接；(3)將金屬熔液注入砂型，同時(shí)利用所述供水系統(tǒng)向所述細(xì)金屬軟管中通水，澆注完畢 后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進(jìn)行落砂清理，得到所述鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，向所述細(xì)金屬軟管中通水時(shí)，調(diào)節(jié)水壓0. 5 0. 8Mpa，流量161/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，待鑄件冷卻后，進(jìn)行落砂清理前，將所述細(xì)金屬軟管取出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，待鑄件冷卻后，進(jìn)行落砂清理前，將所述細(xì)金屬軟管留在所述鑄件埋管中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述細(xì)金屬 軟管采用銅、不銹鋼、碳鋼、鐵或鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟中 的所述金屬熔液注入砂型是將電解銅放入感應(yīng)電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清 后將金屬熔液注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鑄件的內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法，包括以下步驟將一個(gè)或多個(gè)帶有多個(gè)小孔的細(xì)金屬軟管放入鑄件埋管中，細(xì)金屬軟管與鑄件埋管之間留有空隙，細(xì)金屬軟管與鑄件埋管一起彎成一定形狀；造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的鑄件埋管放入砂型，將細(xì)金屬軟管與供水系統(tǒng)相連接；將金屬熔液注入砂型，同時(shí)利用供水系統(tǒng)向細(xì)金屬軟管中通水，澆注完畢后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進(jìn)行落砂清理，得到鑄件。本發(fā)明的鑄件內(nèi)生蒸汽冷卻鑄造方法安全高效、簡(jiǎn)單易行、值得大范圍推廣。
文檔編號(hào)B22D19/00GK102107271SQ20101061972
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者李秀梅, 王東, 王肇飛, 王風(fēng)德, 陸明峰 申請(qǐng)人:煙臺(tái)萬隆真空冶金有限公司