一种提高铸造顶头成材率的装置及方法与流程

1.本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种提高铸造顶头成材率的装置及方法。


背景技术：

2.在无缝钢管生产中，穿孔机工艺是将实心管坯轧制成中空毛管，穿孔机顶头是将实心管坯挤压穿透形变为中空毛管的热变形工具，顶头的制作一般采用砂型铸造。顶头砂型铸造的结构由上、下两部分沙箱组成，一部分是产品件顶头的沙箱，一部分是冒口沙箱。传统的冒口沙箱高度比较大，钢水浇铸后残留冒口柱体积较大，由于浇铸冷却清砂后，操作者会用气焊将产品件顶头和残留冒口柱分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱作为废料回收，造成顶头的成材率比较低，顶头制造成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种提高铸造顶头成材率的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种提高铸造顶头成材率的装置，顶头铸造的结构包括上沙箱和下沙箱两部分组成，所述上沙箱为冒口沙箱，所述下沙箱为产品件顶头沙箱，所述上沙箱内固定有冒口腔，所述冒口腔上固定有浇注口，所述下沙箱内设有顶头砂芯，所述顶头砂芯外围设有顶头腔，钢水经上沙箱和下沙箱内部设置的浇铸道，顺着下沙箱内的顶头砂芯进入顶头腔；
5.所述冒口腔内设置有冒口砂芯，所述冒口砂芯的直径小于所述冒口腔的直径。
6.进一步地，所述冒口腔沿着所述上沙箱设置1个或是多个。
7.进一步地，所述冒口砂芯为圆柱体状，且圆柱体内部设有多个至上而下的通孔。
8.进一步地，所述冒口砂芯由上、下一体的两部分组成，且所述冒口砂芯下部分为圆柱体结构，所述冒口砂芯的上部分为半圆体。
9.进一步地，所述冒口砂芯下部分的圆柱体的直径比所述冒口腔直径小二分之一或三分之一，所述冒口砂芯上部分的半圆体直径大于所述圆柱体直径。
10.进一步地，所述冒口砂芯上部分的半圆体与所述冒口腔内壁之间留有缝隙。
11.进一步地，所述冒口腔沿着所述上沙箱设置2个，且所述冒口腔内设有成相同或是不同形式的冒口砂芯。
12.进一步地，所述冒口腔体外围固定设有冒口腔套，冒口腔套由保温材料或是发热材料制成。
13.进一步地，所述上沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，冒口内处于液态的金属液及时补充到产品件顶头内，补缩高度为5cm—10cm,形成浇铸后冒口体积为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3。
14.一种提高铸造顶头成材率的方法，具体如下：
15.铸造过程中，吊车吊钢水包，经浇铸口倒钢水，钢水经上砂箱和下沙箱内部的浇铸
道，顺着下沙箱内的顶头砂芯进入顶头腔，钢水倒入上沙箱内的冒口腔顶部时停止浇铸，之后，产品件顶头由液态转变为固态时通过冒口砂芯的多个至上而下的通孔或是冒口砂芯与冒口腔之间的间隙产生体积收缩，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口腔体内尚处顶头于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小或没有残留冒口，然后产品件顶头进入下一道工序；
16.冒口腔的沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充的体积转化成补缩高度为5cm—10cm；
17.补充的高度由产品件顶头的体积和不同金属的特性决定,浇铸后残留的冒口柱体体积控制为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，操作者用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱体作为废料回收；浇铸清砂后残留冒口柱体是无用的，为降低铸造成本需要再设计，将冒口膜具高度从35cm缩短至10cm以内，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm以内高度。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：为降低铸造成本需要再设计，将冒口腔内设置冒口砂芯，所述冒口砂芯为比冒口腔体小的圆柱体，圆柱体内部为多个至上而下的通孔，这样设计减少了冒口腔内钢水的表面积，有效的防止了钢水的散热，起到了对钢水的保温目的，而且由于增加了冒口砂芯设计，减少了冒口腔的体积，提高了铸造顶头的成材率。
19.同时将冒口腔内设置冒口砂芯，所述冒口砂芯为上、下一体的两部分组成，所述冒口砂芯下部分为比冒口腔体小的圆柱体，上部分为半圆体，半圆体的直径大于圆柱体直径，半圆体与冒口腔体有缝隙。这样设计减少了冒口腔内钢水的表面积，上部的半圆形体对钢水有遮盖作用，有效的防止了钢水的散热，起到了对钢水的保温目的，而且由于增加了冒口砂芯设计，减少了冒口腔的体积，提高了铸造顶头的成材率。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是本发明另一状态的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.如图1-2所示，一种提高铸造顶头成材率的装置，顶头铸造的结构包括上沙箱2和下沙箱7两部分组成，所述上沙箱2为冒口沙箱，所述下沙箱7为产品件顶头沙箱，所述上沙箱2内固定有冒口腔3，所述冒口腔3上固定有浇注口1，所述下沙箱7内设有顶头砂芯6，所述顶头砂芯6外围设有顶头腔5，钢水经上沙箱2和下沙箱7内部设置的浇铸道，顺着下沙箱7内的顶头砂芯6进入顶头腔5；
26.所述冒口腔3内设置有冒口砂芯4，所述冒口砂芯4的直径小于所述冒口腔3的直径。
27.所述冒口腔3沿着所述上沙箱2设置1个或是多个。
28.所述冒口砂芯4为圆柱体状，且圆柱体内部设有多个至上而下的通孔。
29.为了便于在使用状态下，减少冒口腔的体积，提高铸造顶头的成材率，增加了冒口砂芯设计，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口砂芯4由上、下一体的两部分组成，且所述冒口砂芯4下部分为圆柱体结构，所述冒口砂芯4的上部分为半圆体。
30.为了便于在使用状态下，减少冒口腔内钢水的表面积，上部的半圆形体对钢水有遮盖作用，有效的防止了钢水的散热，起到了对钢水的保温目的，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口砂芯4下部分的圆柱体的直径比所述冒口腔3直径小二分之一或三分之一，所述冒口砂芯4上部分的半圆体直径大于所述圆柱体直径。
31.为了便于在使用状态下，冒口砂芯4与冒口腔3之间的间隙产生体积收缩，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口砂芯4上部分的半圆体与所述冒口腔3内壁之间留有缝隙。
32.为了便于在使用状态下实现浇铸的目的，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔3沿着所述上沙箱2设置2个，且所述冒口腔3内设有成相同或是不同形式的冒口砂芯4。
33.为了便于在使用状态下对冒口腔体进行保温处理，延长冒口腔体的冷却时间，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体3外围固定设有冒口腔套，冒口腔套由保温材料或是发热材料制成。
34.为了便于在使用状态下，铸清砂后残留冒口柱体是无用的，为降低铸造成本，所述上沙箱2尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，冒口内处于液态的金属液及时补充到产品件顶头内，补缩高度为5cm—10cm,形成浇铸后冒口体积为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3。
35.一种提高铸造顶头成材率的方法，包括如下步骤：
36.铸造过程中，吊车吊钢水包，经浇铸口1倒钢水，钢水经上砂箱2和下沙箱7内部的浇铸道，顺着下沙箱7内的顶头砂芯6进入顶头腔5，钢水倒入上沙箱2内的冒口腔3顶部时停止浇铸，之后，产品件顶头由液态转变为固态时通过冒口砂芯4的多个至上而下的通孔或是冒口砂芯4与冒口腔3之间的间隙产生体积收缩，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口腔体2内尚处顶头于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小或没有残留冒口，然后产品件顶头进入下一道工序；
37.冒口腔3的沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充的体积转化成补缩高度为5cm—10cm；
38.补充的高度由产品件顶头的体积和不同金属的特性决定,浇铸后残留的冒口柱体体积控制为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，操作者用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱体作为废料回收；浇铸清砂后残留冒口柱体是无用的，为降低铸造成本需要再设计，将冒口膜具高度从35cm缩短至10cm以内，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm以内高度。
39.具体实施例一
40.φ460规格顶头铸造为例，冒口沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液及时补充到产品件顶头内，补缩高度为5cm—10cm,这样浇铸后冒口体积为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，会用气焊将产品件顶头和冒口分离，然后产品件顶头进入下一道工序，冒口作为废料回收。为降低铸造成本需要再设计，将冒口腔内设置冒口砂芯，所述冒口砂芯为比冒口腔体小的圆柱体，圆柱体内部为多个至上而下的通孔。这样设计减少了冒口腔内钢水的表面积，有效的防止了钢水的散热，起到了对钢水的保温目的，而且由于增加了冒口砂芯设计，减少了冒口腔的体积，提高了铸造顶头的成材率。
41.具体实施例二
42.将冒口腔内设置冒口砂芯，所述冒口砂芯为上、下一体的两部分组成，所述冒口砂芯下部分为比冒口腔体小的圆柱体，上部分为半圆体，半圆体的直径大于圆柱体直径，半圆体与冒口腔体有缝隙。这样设计减少了冒口腔内钢水的表面积，上部的半圆形体对钢水有遮盖作用，有效的防止了钢水的散热，起到了对钢水的保温目的，而且由于增加了冒口砂芯设计，减少了冒口腔的体积，提高了铸造顶头的成材率。
43.工作过程:钢水包经浇铸口1倒钢水，钢水经上砂箱2和下沙箱7内部的浇铸道，顺着下沙箱7内的顶头砂芯6进入顶头腔5，钢水倒入上沙箱2内的冒口腔3顶部时停止浇铸。之后，产品件顶头由液态转变为固态时通过冒口砂芯4的多个至上而下的通孔和冒口砂芯4与冒口腔3之间的间隙产生体积收缩，使冒口内尚处顶头于液态的金属液及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小，然后产品件顶头进入下一道工序。这样就提高了产品件顶头的成材率。
44.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。