2023年12月29日发(作者:没关水龙头打一成语)
大型铸件多包浇注工艺 刘金旺 (石家庄强大泵业集团有限责任公司,;-I ̄L石家庄.050035) 摘要:根据铸件结构设计了浇冒口系统。采用7炉同时熔炼、双漏包铁水从两端浇注的工艺, 解决了铸造车间不能独立铸造大型铸件的难题。通过生产实践,取得了良好的效果,所浇铸件 的金相组织和力学性能满足技术要求。 关键词:多包浇注;铸造工艺;大型铸件 中图分类号:TG244 文献标识码:B 文章编号:1673—3320(2012)03—0021—03 Multi-ladles Pouring Process for Large Casting Liu Jinwang (Shijiazhuang Kingda Group Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050035,Hebei,China) Abstract:The running and feeding system was designed by casting sturcture.The process of smelting with seven furnaces and pouring from both ends with double bottom pouring ladles was adopted to solve the problem for producing large casting independently.The better result was gained by production practice,and the metallographic structure and mechanical property of the casting can meet the technical requirements. Key words:multi—ladles pouring;casting process;large casting 挖泥泵是目前疏浚行业的专业用泵。随着疏 浚行业的发展,挖泥船越来越大,产品也逐渐趋 于大型化。在浇注挖泥泵体类大型铸件时,受到 单个车间熔炼能力的限制,需要跨车间多炉多包 联合浇注才能满足要求。若过程控制和衔接不好 易导致大件质量问题。 渣浆铸造车间为了适应行业形势的发展,对 大型铸件多包浇注的技术进行了研究。以生产的 TK1200项目中的护套为研究对象,进行跨车间多 炉多包联合浇注。通过研究生产过程中联合开炉和 图1护套三维实体 浇注工艺,加强过程控制和衔接,制订科学合理的 1.2技术性能要求 操作控制规程,从而解决大型铸件浇注困难问题。 护套高铬铸铁件的金相组织为共晶碳化物+ 1 铸造工艺分析 马氏体基体+二次碳化物+少量残余奥氏体。要 1.1 铸件概况 求的供货态力学性能见表1。 材质KBTD,零件尺寸4 461 mmX3 934 mm× 表1 铸件供货态力学性能 1247n-an,零件质量20t,浇注质量28t。TK1200护 套三维实体示意如图1所示。 收稿日期:2011-12—17 作者简介:刘金旺(1981一),男,助理工程师,主要从事大型水泵铸件生产工艺和高铬铸铁熔炼的研究 2o12年第3期 I 21
1.3浇注系统设计 零件质量20 t,按照正常的铸造工艺出品率, 浇注质量应在28 t左右,故采用漏包双浇…。根据 浇注质量,包孔直径确定为70 mm,选择 吼:F直 :F横:F内=1:(1.5~2):(1~1.5):(2~4)的 封闭一开放式结合的浇注系统。根据浇道砖的规 格,确定直浇道 9O mm,横浇道 70 mm,内浇 道 5O mm。最终确定浇注系统F阻=F包孔=F横= 3 846 mm ,F直=6 359 mm ,F内=11 775 mm ; 孔:F直: : 内=1:1.65:1:3。 1.4 冒口设计 根据高铬抗磨白口铸铁的凝固特点,按照顺 序凝固原则,在护套最高部位设置顶冒口,不易 放顶冒口的部位设置侧冒口。按照比例法确定为 q5350 mm×800 mm冒口共11个。 1.5浇注温度和浇注时间 联合浇注大型铸件浇注温度的合理选择, 不仅关系到铸件的质量,而且直接影响着浇注是 否成功。正确选择浇注温度,既要考虑使铁水能 迅速注满型腔,避免铸件浇不足、冷隔、夹杂、 气孔等缺陷,同时又要考虑冒口正常补缩,避免 铸件产生缩孔、缩松、热裂及铸件表面皱皮等缺 陷。根据该种合金的特性,结合铸件结构和现场 浇注条件确定浇注温度为1 360~1 420口C【引。 浇注时间对铸件质量,尤其是多包浇注大型 铸件有重要影响。如果浇注时间太长,容易产生 浇不足和冷隔等缺陷,而且铸型上表面长时间受 强烈的烘烤,产生夹砂、粘砂的可能性增大,特 别是浇注位置上方有大平面时更易形成缺陷。如 果浇注时间太短,对型腔的冲击大,易带入气体 和渣粒,造成冲砂、渣眼和抬箱、气孔等缺陷, 不利于获得较为致密的铸件。浇注时间通常根据 一定条件下得到的经验公式进行计算。对于重型 铸件可采用式(1): f=S×G (1) 式中: 为系数,根据护套壁厚确定为1.89;G为 铸件浇注质量,kg; =1.89×28 000“。=316 S。 1.6铸造CAE验证 按照设计的铸造工艺参数进行三维实体造 型,并将工艺的三维实体输入铸造CAE系统进行 数值计算模拟。最终显示的铸件缩孔、缩松模拟 结果如图2所示。 22 I z。 z年第。期 图2护套CAE模拟结果 由图2可见,缩孔可能存在的部位主要分布于 浇道和冒口的中心,铸件中未见明显的缩孔或缩 松。根据计算机数值模拟的结果,可以认为设计 的铸造工艺方案是可行的。 2铸件生产过程 2.1生产前准备 1)准备原辅材料,制作浇注时所用的浇注 架、浇注平台。 2)渣浆铸造车间准备一个10 t漏包、一个5 t 摇包、一个3 t摇包,水泵铸造车间准备一个10 t漏 包;对所有浇包进行打包并烘烤。 3)为在浇注时节省时间,提前将两个10 t漏 包在浇注平台上进行对眼,并在平台及漏包上做 好标记。 4)铸件浇注由渣浆和水泵两个铸造车间提 供铁水。渣浆铸造车间开四个炉口:两个5 t中频 炉、两个3 t中频炉;水泵铸造车间开三个炉口: 一个3 t电弧炉、两个5 tO频炉。 5)开炉前,检查所有电气设备是否正常,中 频炉炉衬是否完好。 2.2 熔炼 两车问熔炼班组协商后,基本同时开炉进 行熔炼。炉料熔化成铁水后取样送光谱室检测成 分,根据结果调整铁水成分,使其最终达到成分 标准方为合格。 2.3 浇注 1)两车问各炉口成分合格后,协商好出炉 顺序和出炉温度,把各炉口的温度提高到所需要 求。 2)将渣浆车间提供的5 t摇包运送到水泵车 间;水泵车间先用10 t漏包接取3 t电弧炉和一个 5 t中频炉内的铁水,接铁水前把精炼剂放入包
内,用测温仪测量炉内铁水温度,要求1 530℃方 3铸件浇注结果 浇注后试块的金相组织经检验为共晶碳化 物+马氏体基体+二次碳化物+少量残余奥氏 体;力学性能检测结果见表2。铸件的浇注温度为 可出炉;然后用5 t摇包接取另一个5 td?频炉内的 铁水,接铁水前把精炼剂放入包内,用测温仪测 量炉内铁水温度,要求1 500℃方可出炉;此时渣 浆车间用1O t漏包开始接取两个5 td?频炉内铁水和 l 370℃,浇注时间为349 S。 一个3 t中频炉内铁水,接铁水前把精炼剂放入包 表2力学性能检测结果 内,用测温仪测量炉内铁水温度,要求1 440℃方 可出炉。 3)渣浆车间的10 t漏包先放在浇注平台上并 与指定位置对齐;此时水泵车间的两包铁水也已 4 结论 运到,先把10 t漏包吊至浇注平台并与指定位置对 1)跨车间多炉多包联合浇注,提前做好生产 齐,然后把5 t摇包吊起接到水泵车间提供的l0 t漏 前准备是保证铸件顺利浇注的前提。 包上方。 2)跨车间转运铁水时,应防止时间过长导致 4)用测温仪测量两个漏包的铁水温度,如 铁水温度降至浇注温度以下,甚至漏包包眼打不 果温度降到浇注温度要求的范围内便可以进行浇 开影响浇注。 注;先打开水泵车间提供的10 t漏包,同时将5 t 3)实际浇注时问与估算时间基本相同,随着 摇包内的铁水快速倒入漏包内,并用秒表开始计 试验进一步深入,可通过加强衔接控制以加快浇 时,然后再打开渣浆车间的10 t漏包进行浇注,浇 注速度。 注过程中用酒精进行引气。 5)将水泵车间10 t漏包和渣浆车间10 t漏包 参考文献: 中的铁水浇完后,提高渣浆车间炉内的铁水温 [1】刘虹.双包浇注钢锭模大平板的铸造工艺[J].铸造,2003, 度,用3 t摇包接取后对冒口进行逐一补浇,补浇 52(2):52. 完成后各冒口撒上保温剂,使冒口内铁水能够起 [2]李魁盛.铸造工艺原理[M].北京:机械工业出版社,1986. [3】中国机械工程学会铸造分会.铸造手册,铸铁[M].北京:机 到充分补缩的作用;最后用摇包浇注试块。 械工业出版社,2011. (上接第7页) 的质量,起模后在重力的作用下型芯产生蠕变: 整,砂粒形状得到改善。 蠕变量达到一定程度时,砂型(芯)就会发生塌 4)再生砂的w(SiO )接近新砂,可燃物质大 箱。 大减少,化学性能稳定。 2)砂型(芯)的内部和外部硬化程度不均 5)在再生过程中,随惰性膜的去除,砂中的 匀,外部硬化速度快,内部硬化速度慢,内部未 微粒也得以去除,致使其含泥量下降。 达到脱模强度。 6)与干法再生砂相比,通过热法再生工艺得 3)在潮湿天气下,原砂水分含量较高时不利 到的再生砂不仅延长了型砂的可使用时间,而且 于硬透。 较大地提高了其粘结(抗压)强度。 6.2 主要措施 6 酯硬化水玻璃砂生产线主要问题 1)提高水玻璃的硬化速度(如采用快速酯硬 化剂,适当提高有机酯的用量,提高水玻璃的模 酯硬化水玻璃砂生产时易出现蠕变、塌箱等 数等)。 问题。 2)延长脱模时间,加热烘干。 6.1 产生原因 3)用随型底板及箱带,防止型芯变形。 1)砂型(芯)尺寸较大时,其内部的砂子 4)在满足型(芯)强度的条件下,尽量减少 不易硬透,水分不易散发、迁移,水玻璃砂型 型(芯)砂的厚度,增加干燥面积和通气孔。如 (芯)建立的断面硬化强度还不足以支承其自身 厚大处减薄、扎通气孔等。 2012年第3期 I 23
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