CN103954138A - 一种铜铁水套及其铸造成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜铁水套及其铸造成型方法，该铜铁水套包括基体，所述基体内设有紫铜管，所述紫铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体内设有和所述基体一体成型的钢板框；所述钢板框由设在所述基体内和所述基体一体成型的钢板相互对接构成，所述钢板上焊接有爪钉；该铜铁水套的铸造成型方法，包括以下步骤；造型；预埋钢板；弯管；预热；预埋紫铜管；熔化；浇注；开箱；锯冒口；机加工；打磨后成品报验；本发明铜铁水套集合铜水套和铁水套优点于一体，不仅具有较好结构强度，使用寿命长，且具有优良的导热性能，冷却效果好。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炉及高温炉上所用铜水套，具体涉及一种铜铁水套及其铸造成型方法。
背景技术
铜水套是一种以铜为材质的冷却水套，用于冶金炉及高温炉上的冷却设备，包括壁体，进水管道及出水管道，在壁体内设有冷却铜管，冷却铜管与进水管道及出水管道为一体式结构，是以水为热交换介质，利用铜的导热性能，传递冶金炉窑本体温度，是冶金炉窑上重要的冷却装置。在冶金行业得到广泛应用。
铜水套和铁水套相比，具有更好的导热性能，冷却效果较好，能为冶金炉窑提供更好的保护；但铜水套结构强度比铁水套差，使用寿命相对铁水套要短一些，成本高一些。
针对这种情况，申请人在铜水套壁体内预埋钢板框，取名铜铁水套；铜铁水套不仅具有铜水套一样的优良导热性能，同时具有好的结构强度，使用寿命长。但由于铜与铁的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等都有很大的不同，钢板框和壁体易出现结合不良的缺陷。
同时使用常用铜水套制造方法制造铜铁水套，易造成以下问题：一是在铜铁水套冷却过程中，预埋钢板与铜本体结合面处有严重的裂缝倾向。二是在钢板的转角处，因收缩受阻，易发生翘曲现象。这两者问题均会使板框和壁体结合不良，影响二者间的连接强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅具有优良导热性能，冷却效果好，且结构强度较好，使用寿命长的铜铁水套及其铸造成型方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该铜铁水套，包括基体，所述基体内设有紫铜管，所述紫铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体内设有和所述基体一体成型的钢板框；所述钢板框由设在所述基体内和所述基体一体成型的钢板相互对接构成，所述钢板上焊接有爪钉。
进一步地，所述钢板相对接端端面为45度斜面，且钢板相对接端端面相接触。
进一步地，所述爪钉相互间间隔200mm。
进一步地，所述爪钉为Y型结构。
该铜铁水套的铸造成型方法，包括以下步骤；
造型：将木模具放置造型平板上，将砂箱放置其上，制作型腔；
预埋钢板：在钢板上焊接爪钉，焊接好后钢板牢固固定在型腔中，钢板转角相接处留有收缩间隙；
弯管：紫铜管弯制成预定形状；
预热：将固定好钢板的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好铜管，盖上盖箱，并固定牢固；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后钢板牢固固定在基体上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；
打磨后成品报验。
进一步地，预埋钢板时，钢板转角相接处留出的收缩间隙为两倍钢板收缩值。
进一步地，钢板上每间隔200mm焊接爪钉。
进一步地，机加工时，钢板和基体加工成在同一平面上。
进一步地，所述爪钉为Y型结构。
本发明的优点在于：该铜铁水套，通过在基体内设置铁板框，钢板框由设在基体内和基体一体成型的钢板相互对接构成，钢板上焊接有爪钉；爪钉和基体牢固结合，保证了钢板和基体的结合度，进而保证钢板和基体具有良好的连接强度；该铜铁水套不仅具有较好结构强度，使用寿命长，且具有优良的导热性能，具备好的冷却效果。
该铜铁水套的铸造成型方法，预埋钢板前钢板上焊接爪钉，这样避免钢板与铜本体结合面冷却后产生裂缝，保证钢板和基体具有良好的连接强度；钢板和型腔一起预热，进一步地保证钢板和基体具有良好的连接强度。
进一步地，钢板转角相接处按铜铸件收缩率留出收缩间隙，使其有空间收缩，进而避免钢板因收缩受阻，发生翘曲现象，进一步的保证保证钢板和基体具有良好的连接强度；进而保证铜铁水套具有较好结构强度，使用寿命长。
该铜铁水套集合铜水套和铁水套优点于一体，不仅具有较好结构强度，使用寿命长，且具有优良的导热性能，冷却效果好。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明铜铁水套的结构示意图。
图2为图1铜铁水套的A-A截面结构示意图。
图3为图2中铜铁水套的钢板和爪订连接结构放大图。
上述图中的标记均为：
1、基体，2、紫铜管，3、钢板，4、凸台，5、爪钉，6、收缩间隙。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图3所示，该铜铁水套，包括基体1，基体1内设有紫铜管2，紫铜管2连接有进水管道和出水管道，基体1内设有和基体1一体成型的钢板框；钢板框由设在基体1内和基体1一体成型的钢板3相互对接构成，钢板3上焊接有爪钉5。不仅铁板框能增加铜铁水套结构强度，且铁板上焊接的爪钉5与基体1牢固结合，保证钢板3和基体1的结合度，保证钢板3和基体1具有良好的连接强度；这样在保证铜铁水套具有较好结构强度，延长使用寿命情况下，具有优良的导热性能，具备好的冷却效果。
进一步地，钢板3相对接端端面为45度斜面，且钢板3相对接端端面间相接触。钢板3转角相接处在铸造过程中按铜铸件收缩率留出收缩间隙6，使其有空间收缩，进而避免钢板3因收缩受阻，发生翘曲现象；在铸造成型后钢板3相对接端端面刚好接触，接端端面为45度斜面，钢板3对接后构成钢板框，保证钢板3和基体1具有良好的连接强度；进而保证铜铁水套具有较好结构强度，使用寿命长。
进一步地，爪钉5相互间间隔200mm，爪钉5如此设置后，在保证钢板3和基体1的结合度及连接强度的同时，能够最大限度控制成本。
进一步地，爪钉5为Y型结构。Y型结构结构能够保证爪钉5牢牢地和基体1结合，进而保证钢板3和基体1结合，保证钢板3和基体1的结合度及连接强度。
铜铁水套的基体1上设有凸台4，凸台4优选为八个，凸台4铸造好后中间钻孔，孔和螺栓连接起到固定铜铁水套的作用。
该铜铁水套的铸造成型方法，包括以下步骤；
造型：将木模具放置造型平板上，木模具按图纸尺寸放加工量和收缩率提前制作好，将砂箱放置其上，春砂制作型腔；
预埋钢板3：在钢板3上每隔200mm焊接一个爪钉5，爪钉5为Y型结构，Y型结构爪钉5使得钢板3和基体1在铸造后牢固结合，避免钢板3与基体1结合面冷却后产生裂缝；焊接好后钢板3牢固固定在型腔中，钢板3转角相接处留有收缩间隙；收缩间隙为两倍铜铸件收缩值，铜铸件收缩率为1％～2％，收缩间距使得钢板3在铸造时具有空间收缩，能避免钢板3发生翘曲，保证钢板3和基体1的结合度，进一步的保证连接强度；
弯管：紫铜管2弯制成预定形状；
预热：将固定好钢板3的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；钢板3和型腔一起预热，进一步地保证钢板3和基体1的结合度和连接强度；
预埋紫铜管2：将弯制好的紫铜管2放置在预热过的型腔中，固定好铜管，防止位移，盖上盖箱，并固定牢固，防止跑箱；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后钢板3牢固固定在基体1上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；钢板3和基体1加工成在同一平面上；
打磨后成品报验。
该铜铁水套的铸造成型方法，预埋钢板3前钢板3上焊接爪钉5，这样避免钢板3与铜本体结合面冷却后产生裂缝，保证钢板3和基体具有良好的连接强度；钢板3和型腔一起预热，进一步地保证钢板3和基体具有良好的连接强度。
进一步地，钢板3转角相接处按铜铸件收缩率留出收缩间隙，使其有空间收缩，进而避免钢板3因收缩受阻，发生翘曲现象，进一步的保证保证钢板3和基体具有良好的连接强度；进而保证铜铁水套具有较好结构强度，使用寿命长。该铜铁水套集合铜水套和铁水套优点于一体，不仅具有较好结构强度，使用寿命长，且具有优良的导热性能，冷却效果好。
铜铁水套的基体上设有凸台，凸台优选为八个，凸台铸造好后中间钻孔，孔和螺栓连接起到固定铜铁水套的作用。钢板3有四块，块与块之间按铜铸件收缩率留出间隙。爪钉5焊接在钢板3上，起到固定钢板3的作用。基体与钢板3表面留有机加工余量，铸造好后机加工，保证基体与钢板3表面平整。
本发明铜铁水套铸造成型方法，实用性可操作性强，工艺性好，能够为企业创造新的利润增长点。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铜铁水套，包括基体，所述基体内设有紫铜管，所述紫铜管连接有进水管道和出水管道，其特征在于：所述基体内设有和所述基体一体成型的钢板框；所述钢板框由设在所述基体内和所述基体一体成型的钢板相互对接构成，所述钢板上焊接有爪钉。
2.如权利要求1所述的铜铁水套，其特征在于：所述钢板相对接端端面为45度斜面，且钢板相对接端端面相接触。
3.如权利要求2所述的铜铁水套，其特征在于：所述爪钉相互间间隔200mm。
4.如权利要求3所述的铜铁水套，其特征在于：所述爪钉为Y型结构。
5.一种权利要求1所述的铜铁水套的铸造成型方法，其特征在于：包括以下步骤；
造型：将木模具放置造型平板上，将砂箱放置其上，制作型腔；
预埋钢板：在钢板上焊接爪钉，焊接好后钢板牢固固定在型腔中，钢板转角相接处留有收缩间隙；
弯管：紫铜管弯制成预定形状；
预热：将固定好钢板的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好铜管，盖上盖箱，并固定牢固；
熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后钢板牢固固定在基体上；
开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
机加工：按要求对毛坯进行机加工；
打磨后成品报验。
6.如权利要求5所述的铜铁水套的铸造成型方法，其特征在于：预埋钢板时，钢板转角相接处留出的收缩间隙为两倍钢板收缩值。
7.如权利要求6所述的铜铁水套的铸造成型方法，其特征在于：钢板上每间隔200mm焊接爪钉。
8.如权利要求5所述的铜铁水套的铸造成型方法，其特征在于：机加工时，钢板和基体加工成在同一平面上。
9.如权利要求5所述的铜铁水套的铸造成型方法，其特征在于：所述爪钉为Y型结构。
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