專利名稱：一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及高爐熱風(fēng)爐支柱鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯。
背景技術(shù)：
[0002]高爐熱風(fēng)爐支柱是熱風(fēng)爐爐箅子系統(tǒng)的主要鑄件，用來(lái)承載其上方的爐箅子及格子磚蓄熱體。目前國(guó)內(nèi)外高爐熱風(fēng)爐支柱結(jié)構(gòu)大多是中部為筒型、上下帶法蘭的形式，支柱高度為1500 3500mm，直徑250 400mm，材質(zhì)大多為RTCr或RTCr2，壁厚尺寸公差要求 O +3mm，其砂型采用冷硬樹(shù)脂砂制作，按平做平澆工藝生產(chǎn)，由于鐵水浮力的作用，造成冷硬樹(shù)脂砂芯中段上浮，使支柱筒身部位壁厚一側(cè)減薄，另一側(cè)加厚，尺寸超差，壁厚很難保證均勻，鑄后造成大量的廢品。而如果采用立澆工藝方法，雖然能克服浮力的影響，使壁厚尺寸精度得以保證，但是降低了工作效率，同時(shí)浪費(fèi)材料。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，修正砂芯結(jié)構(gòu)和尺寸，克服浮力的影響，使鑄造出來(lái)的熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品尺寸精度能夠達(dá)到技術(shù)要求。[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是[0005]一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯，在砂芯中段設(shè)置反變形弧段，該弧段水平中心的最大撓度f(wàn)c的計(jì)算公式為[0006]fc =5ql4/384EI=5(Fff-Gm)l3/384EI ；[0007]式中q為作用于砂芯上的均布載荷，單位為N/m ；[0008]I為兩芯頭間砂芯長(zhǎng)度，單位為m ；[0009]E為材料的彈性模量，單位為GN/m2 ;[0010]I為芯鐵橫截面的慣性矩，單位為m4 ；[0011]Fff為砂芯受鐵水的浮力，單位為N ;[0012]Gi為砂芯自重,單位為N。[0013]所述芯頭相對(duì)砂芯偏心設(shè)置，芯頭中心軸線高于砂芯中心軸線，其偏心量b為 2mm-4mm,抵消燒注時(shí)砂芯整體上抬造成的變形量。[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是解決了澆注鐵水時(shí)，由于鐵水浮力引起的熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品筒身部位壁厚變薄，尺寸超差的問(wèn)題，使鑄造出來(lái)的熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品壁厚尺寸精度能夠達(dá)到技術(shù)要求，減少了大量廢品，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。


[0015]圖I是高爐熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品澆注狀態(tài)示意圖；[0016]圖2是本實(shí)用新型砂芯結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖3是圖2的左視圖。圖中1-砂芯2-支柱本體3-外型4-注入水口 5-芯頭具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明見(jiàn)圖1，是高爐熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品澆注狀態(tài)示意圖，采用常規(guī)的平做平澆工藝，包括外型和砂芯的制作，砂芯兩側(cè)設(shè)有芯頭，砂芯I位于支柱本體2的心部，支柱本體2外部為冷硬樹(shù)脂砂制作的外型3，外型筒身中部設(shè)注入水口 4。待型砂硬化后起箱、刷涂料，制做好外型型腔。將制做好的冷硬樹(shù)脂砂的砂芯I放到外砂型型腔內(nèi)。外型的上下砂型采用定位銷(xiāo)定位和固定，提聞定位精度。見(jiàn)圖2，為了保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度，根據(jù)砂芯的長(zhǎng)度，制作芯盒時(shí)，對(duì)應(yīng)澆注時(shí)砂芯中段的彎曲變形量，在其砂芯中段設(shè)置反變形弧段，該弧段水平中心的最大撓度f(wàn)c 的計(jì)算公式為fc =5ql4/384EI=5 (F-Gm) 13/384EI ；式中q為作用于砂芯上的均布載荷，單位為 N/m ；1為兩芯頭間砂芯長(zhǎng)度，單位為m ;E為材料的彈性模量，單位為G N/m2 ；1為芯鐵橫截面的慣性矩，單位為m4 ;Fff為砂芯受鐵水的浮力，單位為N ;G^為砂芯自重,單位為N。如當(dāng)芯鐵材質(zhì)采用球墨鑄鐵時(shí)，芯鐵直徑100mm，砂芯直徑248mm，兩芯頭間砂芯長(zhǎng)度3000mm，F(xiàn)ffS砂芯受鐵水的浮力為10578 N5Gi為砂芯自重為4038 N，球墨鑄鐵E取為160G N /m2，芯鐵截面的慣性矩I=Jld4/64=4. 9087xl0_6 m4，砂芯中點(diǎn)的撓度f(wàn)c計(jì)算為Fc=5X (Fff-Gm)l3/384EI =5 (10578-4038) 33/384X 160 X IO9X 4. 9087xl(T6=
2.93mm。見(jiàn)圖3，芯頭5相對(duì)砂芯I偏心設(shè)置，芯頭5中心軸線高于砂芯I中心軸線，其偏心量b為2_-4_，抵消澆注時(shí)砂芯整體上抬造成的變形量。芯頭5下部為方形，方便定位。
權(quán)利要求1.一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯，其特征在于，在砂芯中段設(shè)置反變形弧段，該弧段水平中心的最大撓度f(wàn)c的計(jì)算公式為fc =5ql4/384EI=5(Fff-G重)13/384EI ； 式中q為作用于砂芯上的均布載荷，單位為N/m ； I為兩芯頭間砂芯長(zhǎng)度，單位為m; E為材料的彈性模量，單位為GN/m2; I為芯鐵橫截面的慣性矩，單位為Hl4 ; Fff為砂芯受鐵水的浮力，單位為N; Gi為砂芯自重,單位為N。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯，其特征在于，所述芯頭相對(duì)砂芯偏心設(shè)置，芯頭中心軸線高于砂芯中心軸線，其偏心量b為抵消澆注時(shí)砂芯整體上抬造成的變形量。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高爐熱風(fēng)爐支柱鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種保證高爐熱風(fēng)爐支柱壁厚精度的鑄造砂芯，其特征在于，在砂芯中段設(shè)置反變形弧段，該弧段水平中心的最大撓度f(wàn)c的計(jì)算公式為fc=5ql4/384EI=5(F浮-G重)l3/384EI。所述芯頭相對(duì)砂芯偏心設(shè)置，芯頭中心軸線高于砂芯中心軸線，其偏心量b為2mm-4mm，抵消澆注時(shí)砂芯整體上抬造成的變形量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是解決了鐵水浮力引起的熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品筒身部位壁厚變薄，尺寸超差的問(wèn)題，使鑄造出來(lái)的熱風(fēng)爐支柱產(chǎn)品壁厚尺寸精度能夠達(dá)到技術(shù)要求，減少了大量廢品。
文檔編號(hào)B22C9/10GK202804093SQ201220384209
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者穆成雙 申請(qǐng)人:鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司