[发明专利]一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法

说明书

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0～+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(F_浮-G_重)l³/384EI；

式中：q为作用于砂芯上的均布载荷，单位为  N/m  ；

l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；

F_浮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。

附图说明

图1是本发明高炉热风炉支柱产品浇注状态示意图；

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1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1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_浮-G_重)l³/384EI；

式中：q为作用于砂芯上的均布载荷，单位为  N/m；l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；I为芯铁横截面的惯性矩，单位为 m⁴；F_浮为砂芯受铁水的浮力，单位为N；G_重为砂芯自重，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，F_浮为砂芯受铁水的浮力为 10578 N；G_重为砂芯自重为 4038 N，球墨铸铁E取为160G N /m²，芯铁截面的惯性矩I=Лd4/64=4.9087x10^-6 m⁴，砂芯中点的挠度fc计算为：