鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大型鑄鋼件鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大型鑄鋼件的生產(chǎn)中為了更好地發(fā)揮冒口的作用，在鑄件向冒口的過渡部位往 往要采用金屬補(bǔ)貼以實(shí)現(xiàn)鑄件模數(shù)和冒口模數(shù)的過渡，也即鑄件厚度向冒口厚度的過渡， 以便在鑄件和冒口之間形成順序凝固。但是金屬補(bǔ)貼占用大量的金屬熔體，從而降低了鑄 件的工藝出品率，同時(shí)金屬補(bǔ)貼在凝固后和鑄件形成一體，還需要切割去除，由于其結(jié)合面 大，清理難度大、工作量大且工作環(huán)境惡劣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種鑄件凝固用保溫結(jié) 構(gòu)，其能保證鑄件和冒口之間的順序凝固，省去了金屬補(bǔ)貼，從而降低了液態(tài)金屬的能耗， 提高了鑄件的工藝出品率。
[0004] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)，其能省去大量的清理工 作，改善了工人的工作環(huán)境和工作條件，有利于工人的健康。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)，其包括冒口套、兩個(gè) 第一保溫層和兩個(gè)第二保溫層。
[0006] 冒口套呈筒形并具有內(nèi)壁面、外壁面以及底壁面，內(nèi)壁面形成空腔，置于砂型的型 腔的冒口套收容部內(nèi)。
[0007] 兩個(gè)第一保溫層置于砂型的型腔的第一保溫層收容部內(nèi)，各第一保溫層具有：外 壁面，沿Z向位于冒口套的對應(yīng)一側(cè)的外壁面的正下方；內(nèi)壁面，沿X向位于冒口套的對應(yīng) 一側(cè)的內(nèi)壁面內(nèi)側(cè)并沿Z向向X向內(nèi)側(cè)傾斜延伸；以及頂壁面，位于冒口套的對應(yīng)一側(cè)的底 壁面的下方并連接于冒口套的底壁面且沿X向內(nèi)側(cè)露出于冒口套的空腔內(nèi)。
[0008] 兩個(gè)第二保溫層置于砂型的型腔的第二保溫層收容部內(nèi)，各第二保溫層具有：外 壁面，沿Z向向X向內(nèi)側(cè)傾斜延伸且在頂部處與第一保溫層的內(nèi)壁面貼合并連接，外壁面的 傾斜度與對應(yīng)的第一保溫層的內(nèi)壁面的傾斜度相同；頂壁面，與第一保溫層的頂壁面齊平； 底壁面，位于外壁面的Z向的末端；第一內(nèi)壁面，自底壁面的X向內(nèi)側(cè)平行于Z向向上延伸； 以及第二內(nèi)壁面，從第一內(nèi)壁面的上端向X向外側(cè)傾斜地延伸至頂壁面。
[0009] 砂型的型腔還具有板形鑄件成型腔，其連通于冒口套收容部和兩個(gè)第二保溫層收 容部并以長方形形式沿Y向的相反兩側(cè)突出于冒口套收容部和兩個(gè)第二保溫層收容部并 沿Z向向下突出，熔融的鑄件材料經(jīng)由冒口套的內(nèi)腔澆注到板形鑄件成型腔中并凝固，以 形成板形的鑄件，且鑄件在第二保溫層的第二內(nèi)壁面與第一壁面和頂壁面的延長線形成的 角部處形成倒角。
[0010] 冒口套、第一保溫層和第二保溫層由同一保溫材料制成，且保溫材料的性能滿 足：保溫材料的耐火度等于或大于1600°C ;保溫材料的高溫強(qiáng)度在1500°C持續(xù)3小時(shí)條 件下等于或大于1.0 MPa ;保溫材料的熱膨脹系數(shù)在200°C~1600 °C條件下小于或等于 1. 0 X 10 6/°C。保溫材料和砂型的材料性能之間的關(guān)系滿足：
[0012] 式I中，λ。、λ 別為砂型和保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，P。、P i分別為砂型和保溫材 料的密度，c。、C1分別為砂型和保溫材料的比熱。
[0013] 本發(fā)明的有益效果如下：在本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)中，冒口套、第一保溫層 以及第二保溫層均由同一保溫材料制成，具有良好的保溫性能和高溫?zé)岱€(wěn)定性。在鑄造過 程中，冒口套、第一保溫層以及第二保溫層的保溫性能保證了鑄件和冒口之間的順序凝固， 省去了金屬補(bǔ)貼的清理，節(jié)約了金屬熔液，從而降低了能耗，提高了鑄件的工藝出品率。同 時(shí)，由于省去了大量的金屬補(bǔ)貼清理工作，從而改善了工人的工作環(huán)境和工作條件，有利于 工人的健康。
【附圖說明】
[0014] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)在砂型中所用的型腔的平面示意圖；
[0015] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)放置于砂型的型腔之前的平面示意圖；
[0016] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)放置于砂型的型腔中并澆注后的平面 示意圖；
[0017] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)的完整平面示意圖，其中虛線圍成的部 分為澆注凝固后形成的倒角；
[0018] 圖5是在澆注鑄件之后根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)與鑄件的立體圖。
[0019] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0020] 1冒口套 34第一內(nèi)壁面
[0021] 11內(nèi)壁面 35第二內(nèi)壁面
[0022] 12外壁面 f倒角
[0023] 13底壁面 Π 頂部
[0024] 14空腔 C鑄件
[0025] 2第一保溫層 S砂型
[0026] 21外壁面 Sl型腔
[0027] 22內(nèi)壁面 Sll冒口套收容部
[0028] 23頂壁面 S12第一保溫層收容部
[0029] 3第二保溫層 S13第二保溫層收容部
[0030] 31外壁面 S14板形鑄件成型腔
[0031] 32頂壁面
[0032] 33底壁面
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)。
[0034] 參照圖1至圖5,根據(jù)本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)包括冒口套1、兩個(gè)第一保溫 層2和兩個(gè)第二保溫層3。
[0035] 冒口套1呈筒形并具有內(nèi)壁面11、外壁面12以及底壁面13,內(nèi)壁面11形成空腔 14,置于砂型S的型腔Sl的冒口套收容部Sll內(nèi)。
[0036] 兩個(gè)第一保溫層2置于砂型S的型腔Sl的第一保溫層收容部S12內(nèi)，各第一保溫 層2具有：外壁面21，沿Z向位于冒口套1的對應(yīng)一側(cè)的外壁面12的正下方；內(nèi)壁面22,沿 X向位于冒口套1的對應(yīng)一側(cè)的內(nèi)壁面11內(nèi)側(cè)并沿Z向向X向內(nèi)側(cè)傾斜延伸；以及頂壁面 23,位于冒口套1的對應(yīng)一側(cè)的底壁面13的下方并連接于冒口套1的底壁面13且沿X向 內(nèi)側(cè)露出于冒口套1的空腔14內(nèi)。
[0037] 兩個(gè)第二保溫層3置于砂型S的型腔Sl的第二保溫層收容部S13內(nèi)，各第二保溫 層3具有：外壁面31，沿Z向向X向內(nèi)側(cè)傾斜延伸且在頂部處與第一保溫層2的內(nèi)壁面22 貼合并連接，外壁面31的傾斜度與對應(yīng)的第一保溫層2的內(nèi)壁面22的傾斜度相同；頂壁面 32,與第一保溫層2的頂壁面23齊平；底壁面33,位于外壁面31的Z向的末端；第一內(nèi)壁 面34,自底壁面33的X向內(nèi)側(cè)平行于Z向向上延伸；以及第二內(nèi)壁面35,從第一內(nèi)壁面34 的上端向X向外側(cè)傾斜地延伸至頂壁面32。
[0038] 其中，砂型S的型腔Sl還具有板形鑄件成型腔S14,其連通于冒口套收容部Sll和 兩個(gè)第二保溫層收容部S13并以長方形形式沿Y向的相反兩側(cè)突出于冒口套收容部Sll和 兩個(gè)第二保溫層收容部S13并沿Z向向下突出，熔融的鑄件材料經(jīng)由冒口套1的內(nèi)腔14澆 注到板形鑄件成型腔S14中并凝固，以形成板形的鑄件C，且鑄件C在第二保溫層3的第二 內(nèi)壁面35與第一壁面34和頂壁面32的延長線形成的角部處形成倒角f。
[0039] 冒口套1、第一保溫層2和第二保溫層3由同一保溫材料制成，且保溫材料的性能 滿足：保溫材料的耐火度等于或大于1600°C ;保溫材料的高溫強(qiáng)度在1500°C持續(xù)3小時(shí) 條件下等于或大于1.0 MPa ;保溫材料的熱膨脹系數(shù)在200°C~1600°C條件下小于或等于 1. 0 X 10 6/°C。保溫材料和砂型S的材料性能之間的關(guān)系滿足：
[0041] 式I中，λ 0、λ汾別為砂型S和保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，P。、PAv別為砂型S和保 溫材料的密度，C。、C1分別為砂型S和保溫材料的比熱。
[0042] 在本發(fā)明的鑄件凝固用保溫結(jié)構(gòu)中，冒口套1、第一保溫層2以及第二保溫層3均 由同一保溫材料制成，具有良好的保溫性能和高溫?zé)岱€(wěn)定性。在鑄造過程中，冒口套1、第一 保溫層2以及