一种框架式铜水套及其铸造成型方法
【专利摘要】本发明公开了一种框架式铜水套及其铸造成型方法，该框架式铜水套，包括基体，在所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体四周设有和所述基体一体成型的铁框架；该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；造型；预埋槽钢；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；本发明在提高铜水套的结构强度，提高铜水套的使用寿命的同时；保证了槽钢和基体的连接强度；进而进一步保证框架式铜水套的结构强度。
【专利说明】一种框架式铜水套及其铸造成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金炉及高温炉上使用的铜水套，更具体地说，涉及一种框架式铜水 套及其铸造成型方法。
【背景技术】
[0002] 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。铜水套以水为热交换介质，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。
[0003] 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。
[0004] 针对这种情况， 申请人:在铜水套壁体外围四周设置铁框架，构成框架式铜水套，以 提高铜水套强度。但铜与铁的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等都有很大的不同， 这种框架式铜水套，铁框架和基体易出现结合度不良的缺陷，影响铁框架和基体的连接强 度。
[0005] 同时，采用现有铜水套的制造方法制作这种框架式铜水套，易造成以下问题：一是 在铜水套冷却过程中，预埋槽钢与铜本体结合面处有严重的裂缝倾向，影响槽钢与铜水套 本体的连接强度。二是在槽钢的转角处，因收缩受阻，发生翘曲现象，进一步影响槽钢与铜 水套本体的连接强度。三是因槽钢在铜水套本体中冷却收缩规律不好掌握，导致铜水套外 形尺寸不易控制。
【发明内容】
[0006] 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，使用寿命长的框架式铜水套及其制作方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0008] 该框架式铜水套，包括基体，在所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进 水管道和出水管道，所述基体外围设有和所述基体一体成型的铁框架；所述铁框架包括设 在所述基体外围和所述基体一体成型的槽钢，在所述槽钢内焊接有圆钢。
[0009] 进一步地，所述圆钢相互间间隔250mm。
[0010] 进一步地，所述基体外围所设槽钢相对接，所述槽钢相对接端端面为45度斜面， 且所述槽钢相对接端端面相接触。
[0011] 该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；
[0012] 造型：将木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔；
[0013] 预埋槽钢：在槽钢内焊接圆钢，焊接好后槽钢牢固固定在型腔中，槽钢转角相接处 留出收缩间隙；
[0014] 弯管：弯制紫铜管至设定形状；
[0015] 预热：将固定好槽钢的砂箱放入烘房中烧制，温度360°C下保温6?7小时，至砂 箱干燥无水分；
[0016] 预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，盖上盖箱 后固定牢固；
[0017] 熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140?1160°C紫铜液出炉，倾倒至预热 过的浇包中；
[0018] 浇注：浇注速度控制在l.Om/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢牢固固定在基 体上；
[0019] 开箱：烧注完10?15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
[0020] 锯冒口 ：将毛坯冒口锯掉；
[0021] 机加工：按要求对毛坯进行机加工；
[0022] 打磨后成品报验。
[0023] 进一步地，预埋槽钢时，槽钢转角相接处留出的收缩间隙为两倍槽钢收缩值。
[0024] 进一步地，槽钢内每间隔250mm焊接圆钢。
[0025] 进一步地，机加工时，槽钢和基体加工成在同一平面上。
[0026] 进一步地，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10?15mm。
[0027] 本发明的优点在于：该框架式铜水套，通过在铜水套壁体外围设置铁框架，构成框 架式铜水套，框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，圆钢起到固定槽钢的作用，保证槽钢的 强度，进而保证槽钢与基体结合度好；铁框架能够提高铜水套的结构强度，提高铜水套的使 用寿命，进而降低使用成本；同时该铜水套具有优良的导热性能，具有好的冷却效果。
[0028] 该框架式铜水套铸造成型方法，铁框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，保证槽 钢的结构强度；进一步地且槽钢在浇注前和型腔同时预热；这样避免槽钢与基体结合面冷 却后产生裂缝，保证槽钢和基体的连接强度；在槽钢转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙， 使铁框架在铸造时有空间收缩，进而防止槽钢浇注后发生翘曲，保证槽钢和基体结合良好， 保证槽钢和基体的连接强度；进而进一步保证框架式铜水套的结构强度。
[0029] 进一步的，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10?15_， 易于控制铜水套的装配在可控制范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 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：
[0031] 图1为本发明框架式铜水套的结构示意图。
[0032] 图2为图1框架式铜水套去掉顶部槽钢后的俯视图。
[0033] 上述图中的标记均为：
[0034] 1、基体，2、冷却铜管，3、槽钢，4、圆钢，5、收缩间隙。
【具体实施方式】
[0035] 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。
[0036] 如图1及图2所示，该框架式铜水套，包括基体1，在基体1内设有冷却铜管2,冷 却铜管2连接有进水管道和出水管道，基体1外围设有和基体1 一体成型的铁框架；铁框架 包括设在基体1外围和基体1 一体成型的槽钢3,在槽钢3内焊接有圆钢4。槽钢3焊接有 圆钢4,圆钢4起到固定槽钢3的作用，这样保证槽钢3的强度，避免槽钢3与基体1结合面 冷却后产生裂缝，保证槽钢3和基体1的结合度，进而保证槽钢3和基体1的连接强度。
[0037] 该框架式铜水套，基体1为铜材质，和冷却铜管2 -起构成铜水套，导热性能好，具 有较好的冷却效果；铁框架能够加强铜水套的结构强度，进而保证铜水套具有较长的使用 寿命。
[0038] 进一步地，圆钢4相互间间隔250mm。圆钢4这样排列后，能在最低成本基础上保 证槽钢3结构强度。
[0039] 进一步地，基体1四周所设槽钢3相互对接，槽钢3相对接端端面为45度斜面，且 槽钢3相对接端端面相接触。框架式铜水套铸造过程中在槽钢3转角相接处按铜铸件收缩 率留出间隙，使铁框架在铸造时有空间收缩，进而防止槽钢3浇注后发生翘曲，保证槽钢3 和基体1结合良好，保证槽钢3和基体1的连接强度；在框架式铜水套铸造成型后，槽钢3 相对接端端面相接触，且相对接端端面为45度斜面，槽钢3相互对接构成的铁框架，不仅结 构强度好，且和基体1结合度及连接强度好，进而保证框架式铜水套的结构强度好。
[0040] 该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；优选槽钢3为四块，
[0041] 造型：将木模具放置在造型平板上，木模具按图纸尺寸放加工量和收缩率提前制 作好，砂箱放置其上，春砂制作型腔；制作型腔时，控制基体1尺寸，使成型后铜水套装配间 隙放大10?15mm，以保证铜水套的装配在可控范围内；
[0042] 预埋槽钢3 :在槽钢3内焊接圆钢4,圆钢4起到固定槽钢3的作用，这样避免槽 钢3与基体1结合面冷却后产生裂缝，焊接好后槽钢3牢固固定在型腔中，槽钢3转角相 接处留出收缩间隙；收缩间隙优选为两倍槽钢3收缩值，槽钢3收缩值为铜铸件收缩率，为 1%?2% ;槽钢3转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙，使槽钢3铸造时有空间收缩，进而 防止槽钢3浇注后发生翘曲；
[0043] 弯管：弯制紫铜管至设定形状；
[0044] 预热：将固定好槽钢3的砂箱放入烘房中烧制，温度360°C下保温6?7小时，至 砂箱干燥无水分；槽钢3固定在型腔中，浇注前和型腔同时预热，能进一步避免槽钢3与基 体1结合面冷却后产生裂缝，进而保证槽钢3和基体1的连接强度；
[0045] 预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，，防止位 移，盖上盖箱后固定牢固，防止跑箱；
[0046] 熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140?1160°C紫铜液出炉，倾倒至预热 过的浇包中；浇包预热至内壁无水分即可；
[0047] 浇注：浇注速度控制在1. Om/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢3牢固固定在基 体1上；
[0048] 开箱：烧注完10?15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
[0049] 锯冒口 ：将毛坯冒口锯掉；
[0050] 机加工：按要求对毛坯进行机加工；槽钢3和基体1加工成在同一平面上；
[0051] 打磨后成品报验。
[0052] 冷却水管为紫铜管，紫铜管为两根双回路，每根为整根，中间不允许焊接。浇注前 按图纸形状弯制好，预埋在型腔中，并用固定好；浇注完后与基体1铸造成整体。槽钢3和 圆钢4提前焊接好，在浇注前预热并预埋在型腔中，浇注后与基体1、冷却水管结合为一整 体，从而构成框架式铜水套。
[0053] 槽钢3为四块，块与块之间按铜铸件收缩率留有收缩用间隙。圆钢4焊接在槽钢 3上，起到固定槽钢3的作用。槽钢3固定在型腔中，浇注前和型腔同时预热。
[0054] 该框架式铜水套铸造成型方法，实用性可操作性强，工艺性好。能够解决上述问 题，为企业创造新的利润增长点。
[0055] 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。
【权利要求】
1. 一种框架式铜水套，包括基体，所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水 管道和出水管道，其特征在于：所述基体外围设有和所述基体一体成型的铁框架；所述铁 框架包括设在所述基体外围和所述基体一体成型的槽钢，所述槽钢内焊接有圆钢。
2. 如权利要求1所述的框架式铜水套，其特征在于：所述圆钢相互间间隔250mm。
3. 如权利要求1或2所述的框架式铜水套，其特征在于：所述基体外围所设槽钢相互 对接，所述槽钢相对接端端面为45度斜面，且所述槽钢相对接端端面相接触。
4. 一种权利要求1所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：包括以下步骤； 造型：将木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔； 预埋槽钢：在槽钢内焊接圆钢，焊接好后槽钢牢固固定在型腔中，槽钢转角相接处留出 收缩间隙； 弯管：弯制紫铜管至设定形状； 预热：将固定好槽钢的砂箱放入烘房中烧制，温度360°C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，固定好紫铜管，盖上盖箱后固 定牢固； 熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140?1160°C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. 〇m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢牢固固定在基体上； 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。
5. 如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：预埋槽钢时，槽钢转 角相接处留出的收缩间隙为两倍槽钢收缩值。
6. 如权利要求5所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：槽钢内每间隔250mm 焊接圆钢。
7. 如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：机加工时，槽钢和基 体加工成在同一平面上。
8. 如权利要求4所述的框架式铜水套铸造成型方法，其特征在于：制作型腔时，控制基 体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10?15mm。
【文档编号】B22D19/00GK104089490SQ201410351093
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】陈殷舫, 陶红, 胡宗元, 管仲, 蒋明, 庄南海, 翟光俊 申请人:芜湖福记恒机械有限公司