专利名称：一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法
技术领域：
本发明涉及高炉热风炉支柱铸造领域，尤其涉及一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法。
背景技术：
高炉热风炉支柱是热风炉炉箅子系统的主要铸件，用来承载其上方的炉箅子及格子砖蓄热体。目前国内外高炉热风炉支柱结构大多是中部为筒型、上下带法兰的形式，支柱高度为1500 3500mm，直径250 400mm，材质大多为RTCr或RTCr2，壁厚尺寸公差要求O +3mm，其砂型采用冷硬树脂砂制作，按平做平浇工艺生产，由于铁水浮力的作用，造成冷硬树脂砂芯中段上浮，使支柱筒身部位壁厚一侧减薄，另一侧加厚，尺寸超差，壁厚很难保证均匀，铸后造成大量的废品。而如果采用立浇工艺方法，虽然能克服浮力的影响，使壁厚尺寸精度得以保证，但是降低了工作效率，同时浪费材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法，克服现有技术的不足，修正砂芯结构和尺寸，克服浮力的影响，使铸造出来的热风炉支柱产品尺寸精度能够达到技术要求。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法，包括外型和砂芯的制作，砂芯两侧设有芯头，根据砂芯的长度，制作芯盒时，对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量，在其砂芯中段设置反变形弧段，该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为fc =5ql4/384EI=5(Fff-Gm)l3/384EI ；式中q为作用于砂芯上的均布载荷，单位为N/m ；I为两芯头间砂芯长度，单位为m;E为材料的弹性模量，单位为GN/m2 ；I为芯铁横截面的惯性矩，单位为m4 ；Fff为砂芯受铁水的浮力，单位为N;G重为砂芯自重,单位为N。所述芯头相对砂芯偏心设置，芯头中心轴线高于砂芯中心轴线，其偏心量b为2mm-4mm,抵消烧注时砂芯整体上抬造成的变形量。与现有技术相比，本发明的有益效果是解决了浇注铁水时，由于铁水浮力引起的热风炉支柱产品筒身部位壁厚变薄，尺寸超差的问题，使铸造出来的热风炉支柱产品壁厚尺寸精度能够达到技术要求，减少了大量废品，提高了生产效率，实现节能降耗。
图I是本发明高炉热风炉支柱产品浇注状态示意图2是本发明砂芯结构示意图；图3是图2的左视图。图中1-砂芯2-支柱本体3-外型4-注入水口 5-芯头
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明见图1，是本发明高炉热风炉支柱产品浇注方法示意图，采用常规的平做平浇工艺，包括外型和砂芯的制作，砂芯两侧设有芯头，砂芯I位于支柱本体2的心部，支柱本体2外部为冷硬树脂砂制作的外型3，外型筒身中部设注入水口 4。待型砂硬化后起箱、刷涂料，制做好外型型腔。将制做好的冷硬树脂砂的砂芯I放到外砂型型腔内。外型的上下砂型采用定位销定位和固定，提高定位精度。 见图2，为了保证高炉热风炉支柱壁厚精度，根据砂芯的长度，制作芯盒时，对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量，在其砂芯中段设置反变形弧段，该弧段水平中心的最大挠度fc 的计算公式为fc =5ql4/384EI=5 (F-Gm) 13/384EI ；式中q为作用于砂芯上的均布载荷，单位为 N/m ；1为两芯头间砂芯长度，单位为m ;E为材料的弹性模量，单位为G N/m2 ；1为芯铁横截面的惯性矩，单位为m4 ;Fff为砂芯受铁水的浮力，单位为N ;G^为砂芯自重,单位为N。如当芯铁材质采用球墨铸铁时，芯铁直径100mm，砂芯直径248mm，两芯头间砂芯长度3000mm，FffS砂芯受铁水的浮力为10578 N5Gi为砂芯自重为4038 N，球墨铸铁E取为160G N /m2，芯铁截面的惯性矩I=Jld4/64=4. 9087xl0_6 m4，砂芯中点的挠度fc计算为Fc=5X (Fff-Gm)l3/384EI =5 (10578-4038) 33/384X 160 X IO9X 4. 9087xl(T6=
2.93mm。见图3，芯头5相对砂芯I偏心设置，芯头5中心轴线高于砂芯I中心轴线，其偏心量b为2_-4_，抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。芯头5下部为方形，方便定位。
权利要求
1.一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法，包括外型和砂芯的制作，砂芯两侧设有芯头，其特征在于，根据砂芯的长度，制作芯盒时，对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量，在其砂芯中段设置反变形弧段，该弧段水平中心的最大挠度fC的计算公式为fc =5ql4/384EI=5(Fff-G重)13/384EI ； 式中q为作用于砂芯上的均布载荷，单位为N/m ； I为两芯头间砂芯长度，单位为m; E为材料的弹性模量，单位为GN/m2; I为芯铁横截面的惯性矩，单位为Hl4 ; Fff为砂芯受铁水的浮力，单位为N; Gi为砂芯自重,单位为N。
2.根据权利要求书I所述的一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法，其特征在于，所述芯头相对砂芯偏心设置，芯头中心轴线高于砂芯中心轴线，其偏心量b为抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。
全文摘要
本发明涉及高炉热风炉支柱铸造领域，尤其涉及一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法，包括外型和砂芯的制作，砂芯两侧设有芯头，其特征在于，对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量，在其砂芯中段设置反变形弧段，该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为fc =5ql4/384EI=5(F浮-G重)l3/384EI。所述芯头相对砂芯偏心设置，芯头中心轴线高于砂芯中心轴线，其偏心量b为2mm-4mm，抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。与现有技术相比，本发明的有益效果是解决了铁水浮力引起的热风炉支柱产品筒身部位壁厚变薄，尺寸超差的问题，使铸造出来的热风炉支柱产品壁厚尺寸精度能够达到技术要求，减少了大量废品。
文档编号B22C9/24GK102836965SQ201210277390
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者穆成双 申请人:鞍钢重型机械有限责任公司