铸件凝固用保温结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大型铸钢件铸造技术领域，尤其涉及一种铸件凝固用保温结构。
【背景技术】
[0002] 在大型铸钢件的生产中为了更好地发挥冒口的作用，在铸件向冒口的过渡部位往 往要采用金属补贴以实现铸件模数和冒口模数的过渡，也即铸件厚度向冒口厚度的过渡， 以便在铸件和冒口之间形成顺序凝固。但是金属补贴占用大量的金属熔体，从而降低了铸 件的工艺出品率，同时金属补贴在凝固后和铸件形成一体，还需要切割去除，由于其结合面 大，清理难度大、工作量大且工作环境恶劣。
【发明内容】
[0003] 鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种铸件凝固用保温结 构，其能保证铸件和冒口之间的顺序凝固，省去了金属补贴，从而降低了液态金属的能耗， 提高了铸件的工艺出品率。
[0004] 本发明的另一个目的在于提供一种铸件凝固用保温结构，其能省去大量的清理工 作，改善了工人的工作环境和工作条件，有利于工人的健康。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种铸件凝固用保温结构，其包括冒口套、两个 第一保温层和两个第二保温层。
[0006] 冒口套呈筒形并具有内壁面、外壁面以及底壁面，内壁面形成空腔，置于砂型的型 腔的冒口套收容部内。
[0007] 两个第一保温层置于砂型的型腔的第一保温层收容部内，各第一保温层具有：外 壁面，沿Z向位于冒口套的对应一侧的外壁面的正下方；内壁面，沿X向位于冒口套的对应 一侧的内壁面内侧并沿Z向向X向内侧倾斜延伸；以及顶壁面，位于冒口套的对应一侧的底 壁面的下方并连接于冒口套的底壁面且沿X向内侧露出于冒口套的空腔内。
[0008] 两个第二保温层置于砂型的型腔的第二保温层收容部内，各第二保温层具有：外 壁面，沿Z向向X向内侧倾斜延伸且在顶部处与第一保温层的内壁面贴合并连接，外壁面的 倾斜度与对应的第一保温层的内壁面的倾斜度相同；顶壁面，与第一保温层的顶壁面齐平； 底壁面，位于外壁面的Z向的末端；第一内壁面，自底壁面的X向内侧平行于Z向向上延伸； 以及第二内壁面，从第一内壁面的上端向X向外侧倾斜地延伸至顶壁面。
[0009] 砂型的型腔还具有板形铸件成型腔，其连通于冒口套收容部和两个第二保温层收 容部并以长方形形式沿Y向的相反两侧突出于冒口套收容部和两个第二保温层收容部并 沿Z向向下突出，熔融的铸件材料经由冒口套的内腔浇注到板形铸件成型腔中并凝固，以 形成板形的铸件，且铸件在第二保温层的第二内壁面与第一壁面和顶壁面的延长线形成的 角部处形成倒角。
[0010] 冒口套、第一保温层和第二保温层由同一保温材料制成，且保温材料的性能满 足：保温材料的耐火度等于或大于1600°C ;保温材料的高温强度在1500°C持续3小时条 件下等于或大于1.0 MPa ;保温材料的热膨胀系数在200°C~1600 °C条件下小于或等于 1. 0 X 10 6/°C。保温材料和砂型的材料性能之间的关系满足：
[0012] 式I中，λ。、λ 别为砂型和保温材料的导热系数，P。、P i分别为砂型和保温材 料的密度，c。、C1分别为砂型和保温材料的比热。
[0013] 本发明的有益效果如下：在本发明的铸件凝固用保温结构中，冒口套、第一保温层 以及第二保温层均由同一保温材料制成，具有良好的保温性能和高温热稳定性。在铸造过 程中，冒口套、第一保温层以及第二保温层的保温性能保证了铸件和冒口之间的顺序凝固， 省去了金属补贴的清理，节约了金属熔液，从而降低了能耗，提高了铸件的工艺出品率。同 时，由于省去了大量的金属补贴清理工作，从而改善了工人的工作环境和工作条件，有利于 工人的健康。
【附图说明】
[0014] 图1是根据本发明的铸件凝固用保温结构在砂型中所用的型腔的平面示意图；
[0015] 图2是根据本发明的铸件凝固用保温结构放置于砂型的型腔之前的平面示意图；
[0016] 图3是根据本发明的铸件凝固用保温结构放置于砂型的型腔中并浇注后的平面 示意图；
[0017] 图4是根据本发明的铸件凝固用保温结构的完整平面示意图，其中虚线围成的部 分为浇注凝固后形成的倒角；
[0018] 图5是在浇注铸件之后根据本发明的铸件凝固用保温结构与铸件的立体图。
[0019] 其中，附图标记说明如下：
[0020] 1冒口套 34第一内壁面
[0021] 11内壁面 35第二内壁面
[0022] 12外壁面 f倒角
[0023] 13底壁面 Π 顶部
[0024] 14空腔 C铸件
[0025] 2第一保温层 S砂型
[0026] 21外壁面 Sl型腔
[0027] 22内壁面 Sll冒口套收容部
[0028] 23顶壁面 S12第一保温层收容部
[0029] 3第二保温层 S13第二保温层收容部
[0030] 31外壁面 S14板形铸件成型腔
[0031] 32顶壁面
[0032] 33底壁面
【具体实施方式】
[0033] 下面参照附图来详细说明根据本发明的铸件凝固用保温结构。
[0034] 参照图1至图5,根据本发明的铸件凝固用保温结构包括冒口套1、两个第一保温 层2和两个第二保温层3。
[0035] 冒口套1呈筒形并具有内壁面11、外壁面12以及底壁面13,内壁面11形成空腔 14,置于砂型S的型腔Sl的冒口套收容部Sll内。
[0036] 两个第一保温层2置于砂型S的型腔Sl的第一保温层收容部S12内，各第一保温 层2具有：外壁面21，沿Z向位于冒口套1的对应一侧的外壁面12的正下方；内壁面22,沿 X向位于冒口套1的对应一侧的内壁面11内侧并沿Z向向X向内侧倾斜延伸；以及顶壁面 23,位于冒口套1的对应一侧的底壁面13的下方并连接于冒口套1的底壁面13且沿X向 内侧露出于冒口套1的空腔14内。
[0037] 两个第二保温层3置于砂型S的型腔Sl的第二保温层收容部S13内，各第二保温 层3具有：外壁面31，沿Z向向X向内侧倾斜延伸且在顶部处与第一保温层2的内壁面22 贴合并连接，外壁面31的倾斜度与对应的第一保温层2的内壁面22的倾斜度相同；顶壁面 32,与第一保温层2的顶壁面23齐平；底壁面33,位于外壁面31的Z向的末端；第一内壁 面34,自底壁面33的X向内侧平行于Z向向上延伸；以及第二内壁面35,从第一内壁面34 的上端向X向外侧倾斜地延伸至顶壁面32。
[0038] 其中，砂型S的型腔Sl还具有板形铸件成型腔S14,其连通于冒口套收容部Sll和 两个第二保温层收容部S13并以长方形形式沿Y向的相反两侧突出于冒口套收容部Sll和 两个第二保温层收容部S13并沿Z向向下突出，熔融的铸件材料经由冒口套1的内腔14浇 注到板形铸件成型腔S14中并凝固，以形成板形的铸件C，且铸件C在第二保温层3的第二 内壁面35与第一壁面34和顶壁面32的延长线形成的角部处形成倒角f。
[0039] 冒口套1、第一保温层2和第二保温层3由同一保温材料制成，且保温材料的性能 满足：保温材料的耐火度等于或大于1600°C ;保温材料的高温强度在1500°C持续3小时 条件下等于或大于1.0 MPa ;保温材料的热膨胀系数在200°C~1600°C条件下小于或等于 1. 0 X 10 6/°C。保温材料和砂型S的材料性能之间的关系满足：
[0041] 式I中，λ 0、λ汾别为砂型S和保温材料的导热系数，P。、PAv别为砂型S和保 温材料的密度，C。、C1分别为砂型S和保温材料的比热。
[0042] 在本发明的铸件凝固用保温结构中，冒口套1、第一保温层2以及第二保温层3均 由同一保温材料制成，具有良好的保温性能和高温热稳定性。在铸造过程中，冒口套1、第一 保温层2以及