[发明专利]熔模铸造模壳焙烧节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及熔模铸造模壳焙烧节能方法。

背景技术

无论是单独采用水玻璃、硅酸乙酯或硅溶胶为粘结剂，或者二种复合的熔模铸造，都必须把失腊后模壳进行低温干燥及900-1100℃高温焙烧，使它陶瓷化，达到提高强度，增加透气性的要求。目前，国内多数工厂采用煤加热进行模壳干燥和焙烧，由于环保达不了标，不得不被放弃；天然气由于供应没有保证，不能被广泛采用；因此，多数厂正在或准备采用电加热。电加热干燥和焙烧模壳在实际作业中，由于系统热效率低，耗电量约为300-500KHW/吨钢水，约为熔炼的能耗的60-80％，约占铸造总能耗的20-30％。此外，由于模壳中水分蒸发和分解，会使电阻丝产生氢脆效应，为保护电阻丝而增加保护套会使设备成本增加，电效率进一步降低。因此，这项技术亟待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种系统热效率高、能耗低、成本低的节能型熔模铸造模壳干燥焙烧方法。

本发明的技术方案是，提供一种熔模铸造模壳焙烧节能方法：利用浇铸液态金属后模壳的蓄热，对脱腊后的模壳进行干燥和焙烧。

把待干燥和焙烧的常温模壳，以待浇铸状态放置在耐热钢托盘上，然后被放在一台保温性能良好，设有双层辊道支承托盘的连续式热交换炉上层；在它的底层，放置浇铸液态金属后的高温模壳；这两种模壳进行逆向运行实现充分热交换，完成模壳的干燥和焙烧程序。

焙烧好的模壳将连同托盘在一起，送到由三个标准砂箱组成的，包括模壳上，下料，浇铸和落砂三个工位的联动机，在上，下料工位还可以根据需要进行填砂和振实，实现填砂，振实，浇铸及落砂过程机械化。

采用一种用耐热钢铸成的，运行于模壳焙烧，浇铸，落砂各个工序的空格托盘。

采用一台连接热交换炉和三工位联动机的托盘专用装卸料机。

在模壳焙烧，金属熔化，浇铸及落砂工序实行24小时连续工作制。

采用以上方法后，本发明与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：本发明用于浇铸温度在1500℃，比热容为0.837及其以上的各种金属时效果显著，当浇铸温度或热比容降低时，效果会相应降低。为了方便，本说明以采用水玻璃制壳工艺，生产中，小型铸钢件作为实施实例进行叙述。按一般情况，模壳的重量为钢水的50％，它的含水量为10％。把这部分水干燥，气化并把它焙烧到900℃需要的热量为：0.50×0.1×2260+1.049×900×0.5＝585.05千焦/公斤钢水。(注：式中2260为水的汽化热；1.049为模壳的平均比热容)。当钢水温度为1560℃，浇铸后模壳保留的热量为：1510×0.703+50×0.837+272＝1375.38千焦/公斤钢水(注：式中0.703和0.837分别为钢和钢水的比热容，272为钢的熔化潜热)。它和模壳焙烧需要的热量之比为100∶42.5。采用连续作业，并在运输设施中考虑保温措施，使模壳出炉到浇铸前温度降不低于650℃。则浇铸后模壳和铸件的平均温度为：1375.38+1.049×650×0.5/(1.049×0.5+0.703)＝1716.3/1.227＝1398.78℃。采取类似措施，控制浇铸后的模壳，进入热交换炉前整体温度降不大于150℃，保持在1248℃左右，使它有足够的温度梯度来干燥和焙烧模壳。当工艺要求进一步降低浇铸前模壳温度时，浇铸后模壳温度也将相应降低。以上数据表明，利用浇铸钢水后模壳保留的热量，对新模壳进行干燥和焙烧在理论上是可行的。这是因为：在一个密闭的炉子内进行二种模壳热交换并达到42.5％的热效率并不困难。问题的关键在于：二种模壳进入热交换炉以前，必须经过多次传送，从而导致热量损失，当热损失超过额定值，将达不到预期的目标。因此，在采用本发明时必须在整体设计中采取保温措施，并实现填砂，浇铸，落砂综合机械化，尽量减少传输环节以及每个环节的热损失，确保整体热交换的效率大于42.5％。

附图说明

附图1为实施本发明相关装置平面布置示意图；

附图2为图1的A-A剖面示意图；

附图3为图1的B-B剖面示意图；

附图4为本发明的三工位联动机的结构示意图；

附图5为图4的C-C剖面示意图；

附图6为图4的D-D剖面示意图；

附图7为图4的E-E剖面示意图。

如图所示：1托盘，2热交换炉，3，6升降机构，4托盘推出机，5托盘拉出机，7托盘装卸机，8三工位联动机，9填充砂斗，10三维振动器，11托盘推出机，12托盘拉出机，13电动浇铸包，14感应熔化炉，15排气口。

具体实施方式