一种大型空心磨球的消失模铸造系统的制作方法

本实用新型涉及消失模铸造技术领域，更具体地说，涉及一种大型空心磨球的消失模铸造系统。

背景技术：

EM型中速磨机是英国B&W公司生产的中速球式磨机，六十年代初由国外引进我国，九十年代末我国在引进基础上开发国产的EM型中速磨机，现已成为我国电力和矿山行业的主要粉磨设备。其主要粉磨原理是磨球在上、下磨环间滚动，将进入磨道间的矿物粉碎，因此磨球和磨环是其主要的易损件。根据设备的大小通常放置5～10个磨球，我国在七十年代在国外引进磨球的基础上开发了自主的EM型中速磨机磨球，但当时的磨球直径较小(一般直径小于500mm)，且磨球材质以高碳CrNiMo钢为主。随着设备的大型化，其磨球尺寸也增大，外径由600mm至1150mm。为了减轻重量，这些磨球均设置为空心的，其壁厚由100mm至150mm，重量由0.62吨至3.6吨，并设置5个工艺孔，孔径从90mm到100mm，磨球的剖面示意图如图1所示，图中：1、空心磨球本体，2、工艺孔。

对于大型空心磨球的加工通常采用消失模铸造工艺，而如何减少浇铸缺陷、提高浇铸质量对于磨球后续使用性能影响重大，目前大型空心磨球的铸造加工普遍存在铸造不均匀、铸造缺陷多等问题，严重影响企业生产效益，也对铸造加工工艺提出了更高的要求。

经检索，中国专利申请号：2014201118256，申请日：2014年3月12日，发明创造名称为：一种大型空心磨球的消失模铸造系统，该申请案公开了一种大型空心磨球的消失模铸造系统，本实用新型中浇注包底部的出钢口与砂箱上的冒口相连通，合金加入机构的出料口也与冒口相连接，该冒口通过前浇道连通至反应室，反应室的底部通过后浇道与泡沫塑料模样相连；泡沫塑料模样为空心球体结构，其内部设有抽气支撑机构，该抽气支撑机构包括支撑件和抽气支管，支撑件为圆环管状结构，抽气支管与支撑件的侧壁相固连，且与支撑件的内部空腔相连通，该支撑件的侧壁上开设有抽气孔，抽气支管与抽真空装置相连接，支撑件水平设置在泡沫塑料模样内部的型砂中。该申请案有助于解决空心磨球韧性不足和传统砂型铸造砂芯偏移，球壁不均匀的问题，但对于磨球其他的铸造缺陷问题仍有待进一步优化。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中大型空心磨球铸造缺陷多、影响生产效益的不足，提供了一种大型空心磨球的消失模铸造系统，可以有效保障铸造质量，并减少铸造缺陷产生，提高企业生产效益。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，包括模型，还包括依次相连通的竖浇道、横浇道和分浇道，竖浇道顶部设有浇口杯，竖浇道底部与横浇道的中部相连，横浇道沿模型的外周弧面方向环绕分布在模型的一侧中部位置，横浇道的两端分别通过分浇道与模型相连；模型的顶部两侧对称设有斜颈冒口。

更进一步地，斜颈冒口包括连接部和盛放部，盛放部的开口大小由下向上逐渐扩大，盛放部底部通过连接部与模型相连，且连接部的连接端为与模型外壁面相配合的弧形结构。

更进一步地，分浇道在横浇道的两端对称分布，且分浇道沿靠近模型的方向截面尺寸逐渐缩小。

更进一步地，盛放部的内壁为弧形光滑内壁。

更进一步地，盛放部顶部设有防护部，防护部的开口大小由下向上逐渐缩小。

更进一步地，斜颈冒口的外周包覆设有保温套。

更进一步地，浇口杯为漏斗形结构，且浇口杯的内壁为弧形光滑内壁。

更进一步地，浇口杯内设有滤网。

更进一步地，滤网为向上凸起的弧形结构。

更进一步地，滤网为陶瓷材质。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，模型的顶部两侧对称设有斜颈冒口，可以对易产生铸造缺陷的最高位置进行有效补缩，具有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用，能有效保障空心磨球的铸造质量，减少铸造缺陷。

(2)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，斜颈冒口的盛放部的开口大小由下向上逐渐扩大，使得盛放部的宽度有效增加，同等金属液情况下，盛放部内金属液高度明显降低，有助于降低上下层金属液的温差，从而使得能用于有效补缩的金属液含量增多，补缩效果得到改善，也有助于减少补缩金属液用量，降低生产成本。

(3)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，斜颈冒口的外周还包覆设有保温套，有助于减少热量散失，减缓斜颈冒口内部金属液的凝固，进一步提高补缩效率，减少缩孔缩松等铸造缺陷。

(4)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，分浇道沿靠近模型的方向截面尺寸逐渐缩小，能减少分浇道与模型外壁的接触面积，后续浇铸完成后便于将分浇道从加工出的磨球产品上敲除，避免对磨球外壁造成明显损伤，有助于提高磨球外壁质量。

(5)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，浇口杯内设有向上凸起的弧形的滤网，能有效滤除部分熔渣、杂质，防止其进入竖浇道中，避免因杂质夹杂而破坏铸件组织结构，甚至形成裂纹源、断裂失效等，从而保障铸造质量，减少铸造缺陷；滤网的凸起设置既有助于扩大过滤面积，增强过滤效果，也有助于使渣料杂质滚落至滤网两侧，防止堵塞过滤孔，提高过滤效率，进一步保障铸造质量。

(6)本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为空心磨球的剖面示意图；

图2为本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统的结构示意图；

图3为本实用新型的一种大型空心磨球的消失模铸造系统的俯视示意图；

图4为本实用新型中斜颈冒口的结构示意图；

图5为本实用新型中浇口杯的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、空心磨球本体；2、工艺孔；3、模型；4、竖浇道；5、横浇道；6、分浇道；7、斜颈冒口；701、连接部；702、盛放部；703、防护部；8、浇口杯；9、滤网。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，包括模型3和多级浇道，其中模型3的结构形状与图1中的空心磨球本体1相对应，模型3上也对应设有工艺孔2，多级浇道包括依次相连通的竖浇道4、横浇道5和分浇道6，具体如图2、图3所示，竖浇道4顶部设有浇口杯8，竖浇道4底部与横浇道5的中部相连，横浇道5沿模型3的外周弧面方向环绕分布在模型3的一侧中部位置，横浇道5的两端分别通过分浇道6与模型3相连；模型3的顶部两侧对称设有斜颈冒口7。

如图4所示，本实施例中斜颈冒口7包括连接部701和盛放部702，盛放部702的开口大小由下向上逐渐扩大，盛放部702底部通过连接部701与模型3相连，且连接部701的连接端为与模型3外壁面相配合的弧形结构；进一步地，盛放部702的内壁为弧形光滑内壁，盛放部702顶部设有防护部703，防护部703的开口大小由下向上逐渐缩小。

本实施例中斜颈冒口7的外周还包覆设有保温套(图中未画出)，保温套具体可采用氮化硅材质或石棉垫等，斜颈冒口7的设置有助于在浇铸时补给金属液，尤其是设置在模型3顶部两侧，可以对易产生铸造缺陷的最高位置进行有效补缩，具有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用，能有效保障空心磨球的铸造质量，减少铸造缺陷。而保温套的包覆设置有助于减少热量散失，减缓斜颈冒口7内部金属液的凝固，进一步提高补缩效率，减少缩孔缩松等铸造缺陷。

需要说明的是，本实施例中盛放部702采用由下向上逐扩式设计，与传统的具有同等底面积的直筒型设计不同，可以在提高补缩的效果的同时减少补缩金属液用量，具体为在同等的补缩金属液含量下，在传统的直筒型冒口内金属液高度较高，上下层金属液的温差明显，上层金属液难以有效补缩，而本实施例中的渐括式设计使得盛放部702的宽度有效增加，同等金属液情况下，盛放部702内金属液高度明显降低，有助于降低上下层金属液的温差，从而使得能用于有效补缩的金属液含量增多，补缩效果得到改善，也有助于减少补缩金属液用量，降低生产成本。

本实施例中盛放部702的内壁为弧形光滑内壁，有助于缓和金属液在盛放部702内壁的直接冲击，保障金属液平稳流动，并减少金属液飞溅，而顶部防护部703的渐缩式设计有助于进一步避免金属液飞溅问题。

本实施例中分浇道6在横浇道5的两端对称分布，且分浇道6沿靠近模型3的方向截面尺寸逐渐缩小，横浇道5的环绕设计和分浇道6的对称分布(保障每个分浇道6与模型3之间距离相同)均有助于保障对模型3的均匀性浇铸，而分浇道6的渐缩式设计不仅有助于适当提高浇铸速度，减少浇铸缺陷，更能减少分浇道6与模型3外壁的接触面积，后续浇铸完成后便于将分浇道6从加工出的磨球产品上敲除，避免对磨球外壁造成明显损伤，有助于提高磨球外壁质量。

实施例2

本实施例的一种大型空心磨球的消失模铸造系统，基本结构同实施例1，进一步地，本实施例中浇口杯8为漏斗形结构，且浇口杯8的内壁为弧形光滑内壁，如图5所示，且浇口杯8内设有向上凸起的弧形的滤网9，且滤网9具体可采用陶瓷材质(抑或不与金属液反应的其他材质)。

本实施例中浇口杯8的漏斗状设计有助于适当提高浇铸液的进浇速度，减少浇铸液的初始温降，减少浇铸缺陷，保障浇铸质量，同理，浇口杯8的弧形内壁设计在承接金属液时能减少直接冲击，防止飞溅，方便浇铸；而滤网9能有效滤除部分熔渣、杂质，防止其进入竖浇道4中，避免因杂质夹杂而破坏铸件组织结构，甚至形成裂纹源、断裂失效等，从而保障铸造质量，减少铸造缺陷；滤网9的凸起设置既有助于扩大过滤面积，增强过滤效果，也有助于使渣料杂质滚落至滤网9两侧，防止堵塞过滤孔，提高过滤效率，进一步保障铸造质量。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。