專利名稱：鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種特種鑄造方法，特別是涉及一種鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法。
背景技術：
內部鑄有冷卻水管的大型鑄件常見于高爐冷卻壁、高壓煤氣化爐水冷爐壁、銅冶 煉用閃速爐冷卻水套及冶金大型電爐電極夾持器等領域，利用鑄件內預埋的冷卻水管來散 熱，達到使鑄件能在高溫下長期工作的目的。預埋管一般為銅管或鋼管。為使鑄入的冷卻水 管和鑄件之間有優良的導熱能力，預埋管和鑄件基體之間必須緊密接觸，不允許有空氣層， 氧化皮等影響熱傳導的中間層存在，預埋管和基體間應有一定程度的冶金結合。這就給復 合鑄造工藝帶來極大的困難，以埋純銅管式高爐銅冷卻壁為例，基體是純銅，其鑄造溫度約 1200°C，預埋管為T2銅管，熔點約為1083°C，如在鑄造時預埋T2銅管不加任何保護，預埋管 必然被鑄入的1200°C高溫銅水熔化。為解決這一問題，鑄造工作者一般采用二種方法來解 決，其一是采用熔點更高的預埋管如鋼管或鎳銅管(蒙乃爾管)，但鋼管和鎳銅管的導熱系 數遠低于純銅，不利于散熱。其二是在鑄造時對預埋管冷卻，冷卻方式一般有管內通水、通 蒸汽、通空氣(或氨氣)、充填熔鹽或低熔點金屬等。利用這些流動的介質帶走熱量冷卻預 埋管，或利用鹽或低熔點金屬的熔化潛熱來吸收熱量，防止預埋管過熱熔化。這些方法各有 優缺點，其中最常用的是通入水、空氣、水蒸氣等流動介質冷卻。空氣的熱交換能力較低，帶 走的熱量有限，對于大型鑄件不很適用；連續通水由于冷卻強度過大，則使預埋管和鑄件基 體之間易形成冷隔缺陷；鹽或低熔點金屬最后不易清除；蒸汽冷卻法的冷卻能力介于水與 空氣冷卻法之間，又易于，但一般鑄造廠不具備大型鍋爐的條件。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種容易實現的，冷卻強度介于水與蒸汽冷卻 強度之間的一種內生蒸汽冷卻鑄造方法。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，包括以下步驟(1)將一個或多個帶有多個小孔的細金屬軟管放入鑄件埋管中，所述細金屬軟管 與所述鑄件埋管之間留有空隙，所述細金屬軟管與所述鑄件埋管一起彎成一定形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的所述鑄件埋管放入砂型，將所述細金屬 軟管與供水系統相連接；(3)將金屬熔液注入砂型，同時利用所述供水系統向所述細金屬軟管中通水，澆注 完畢后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進行落砂清理，得到所述鑄件。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，向所述細金屬軟 管中通水時，調節水壓0. 5 0. 8Mpa，流量161/min。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，待鑄件冷卻后， 進行落砂清理前，將所述細金屬軟管取出。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述第3步驟中，待鑄件冷卻后，進行落砂清理前，將所述細金屬軟管留在所述鑄件埋管中。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其中，所述細金屬軟管采用銅、不銹鋼、 碳鋼、鐵或鋁。本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，在鑄造時，高于自然蒸汽壓力的高壓水 通過小孔噴入鑄件埋管內并吸收熔化金屬熱量而沸騰自生成蒸汽。內生蒸氣可沿埋管一個 方向也可以兩個方向流動，埋管長時向兩個方向流動可縮短蒸汽排出的距離，減小管內壓 力，內生蒸汽不斷冷卻埋管而使其不被高溫金屬熔化。本發明的鑄件內生蒸汽冷卻鑄造方 法可以有效的防止鑄件埋管的局部過熱熔化，并使鑄件埋管和鑄件基體間有最佳的相互擴 散，形成理想的冶金結合。本發明的鑄件內生蒸汽冷卻鑄造方法安全高效、簡單易行、值得 大范圍推廣。
圖1為本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法的實施示意圖；
具體實施例方式如圖1所示，利用本發明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法鑄造埋純銅管式高爐銅 冷卻壁，包括以下步驟(1)在材質為不銹鋼的直徑為1厘米的細金屬軟管2上鉆多個直徑為1. 5毫米的 小孔3，小孔與小孔之間相距30厘米，之后將細金屬軟管2放入鑄件埋管4中，細金屬軟管 2與鑄件埋管4之間留有空隙，細金屬軟管2與材質為銅的直徑為40毫米的鑄件埋管4 一 起彎成如圖1所示形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的鑄件埋管4放入砂型，合箱后將細金屬 軟管2的一端與供水系統相連接，供水系統上安裝壓力與流量調節閥；(3)將電解銅放入感應電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清后將金屬熔液 注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C，同時利用供水系統向細金屬軟管2中通水，調 節調壓閥使水壓控制在0.5 0. 8Mpa，流量控制在161/min，澆注完畢后繼續向細金屬軟管 2中通水10 30分鐘，待鑄件全部凝固后停止供水，冷卻后將細金屬軟管2抽出并進行落 砂清理，即得到埋純銅管式高爐銅冷卻壁。在鑄造時，高于自然蒸汽壓力的高壓水流通過小孔3噴入鑄件埋管4內并吸收熔 化金屬熱量而沸騰自生成蒸汽。蒸氣沿鑄件埋管4流動，不斷冷卻鑄件埋管4而使其不被 高溫金屬熔化。噴入的冷卻水量可根據澆鑄的熔化金屬量和澆鑄溫度來計算和控制。本發 明的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法可以有效的防止鑄件埋管4的局部過熱熔化，并使鑄件 埋管4和鑄件基體間有最佳的相互擴散，形成理想的冶金結合。其中步驟(1)中的細金屬軟管2可以采用銅、不銹鋼、碳鋼、鐵或鋁等多種金屬材 料。步驟⑶也可以是將電解銅放入感應電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清后將 金屬熔液注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C，同時利用供水系統向細金屬軟管2 中通水，調節調壓閥使水壓控制在0. 5 0. 8Mpa，流量控制在161/min，澆注完畢后繼續向 細金屬軟管2中通水10 30分鐘，待鑄件全部凝固后停止供水，冷卻后將細金屬軟管2留 在鑄件埋管4中并進行落砂清理，即得到埋純銅管式高爐銅冷卻壁。
以上所述實施例僅僅是本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進 行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做 出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將一個或多個帶有多個小孔的細金屬軟管放入鑄件埋管中，所述細金屬軟管與所 述鑄件埋管之間留有空隙，所述細金屬軟管與所述鑄件埋管一起彎成一定形狀；(2)造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的所述鑄件埋管放入砂型，將所述細金屬軟管 與供水系統相連接；(3)將金屬熔液注入砂型，同時利用所述供水系統向所述細金屬軟管中通水，澆注完畢 后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進行落砂清理，得到所述鑄件。
2.根據權利要求1所述的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，向所述細金屬軟管中通水時，調節水壓0. 5 0. 8Mpa，流量161/min。
3.根據權利要求2所述的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，待鑄件冷卻后，進行落砂清理前，將所述細金屬軟管取出。
4.根據權利要求2所述的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟 中，待鑄件冷卻后，進行落砂清理前，將所述細金屬軟管留在所述鑄件埋管中。
5.根據權利要求3或4所述的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述細金屬 軟管采用銅、不銹鋼、碳鋼、鐵或鋁。
6.根據權利要求5所述的鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，其特征在于，所述第3步驟中 的所述金屬熔液注入砂型是將電解銅放入感應電爐中熔煉，升溫至1250°C，直到溶液熔清 后將金屬熔液注入砂型，澆注溫度控制在1150°C 1200°C。
全文摘要
本發明涉及一種鑄件的內生蒸汽冷卻鑄造方法，包括以下步驟將一個或多個帶有多個小孔的細金屬軟管放入鑄件埋管中，細金屬軟管與鑄件埋管之間留有空隙，細金屬軟管與鑄件埋管一起彎成一定形狀；造上下箱砂型，并將上一步驟的彎好的鑄件埋管放入砂型，將細金屬軟管與供水系統相連接；將金屬熔液注入砂型，同時利用供水系統向細金屬軟管中通水，澆注完畢后，待鑄件全部凝固后停止供水，待鑄件冷卻后進行落砂清理，得到鑄件。本發明的鑄件內生蒸汽冷卻鑄造方法安全高效、簡單易行、值得大范圍推廣。
文檔編號B22D19/00GK102107271SQ20101061972
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者李秀梅, 王東, 王肇飛, 王風德, 陸明峰 申請人:煙臺萬隆真空冶金有限公司