阅读说明：本技术 一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺 (Thin-wall choked flow reduced-pressure casting system for sulfuric acid pipe and casting process of thin-wall choked flow reduced-pressure casting system ) 是由 费文杰 杜厚柏 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺,涉及硫酸管铸造的技术领域,通过控制型砂模具成型到浇铸使用时的质量,型砂水分、紧实度、强度、粉尘、目数、透气性、灼烧减量、硬度,避免了在浇铸金属液体过程中产生大量的气体翻滚形成过多氧化物,避免了砂型型腔表面受到高温金属液湍流冲刷,增强了砂型型腔表面抗高温高压气流冲刷能力；将铸件在30s内浇铸完成,有效地控制金属液体在砂型腔内的上升速度,避免了型砂和涂料表面抵抗高温湍流流体、气流的无序冲刷所产生涂料表面裂纹带来的一系列制造缺陷；通过对金属液体进入型腔流动速度和在型腔内金属液内部的流动速度得到有效有序的控制。(The invention discloses a thin-wall choked flow reduced pressure casting system of a sulfuric acid pipe and a casting process thereof, which relate to the technical field of sulfuric acid pipe casting, and are characterized in that the quality, the moisture, the compactness, the strength, the dust, the mesh number, the air permeability, the ignition decrement and the hardness of molding sand when a molding sand mold is molded to be used for casting are controlled, so that a large amount of gas generated in the process of casting metal liquid is prevented from rolling to form excessive oxides, the surface of a sand mold cavity is prevented from being washed by high-temperature molten metal turbulence, and the high-temperature and high-pressure airflow scouring resistance of the surface of the sand mold cavity is enhanced; the casting is finished in 30s, the rising speed of the metal liquid in the sand mold cavity is effectively controlled, and a series of manufacturing defects caused by coating surface cracks generated by the resistance of the surfaces of the molding sand and the coating to high-temperature turbulent fluid and the disordered washing of airflow are avoided; the flow speed of the metal liquid entering the cavity and the flow speed of the metal liquid inside the cavity are effectively and orderly controlled.)

一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺

技术领域

本发明涉及硫酸管铸造的技术领域，特别涉及一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺。

背景技术

湍流双层氧化膜卷入技术是上世纪 90 年代在欧洲诞生，约翰·坎贝尔在《铸造原理》（译者是李殿中、李依依院士）一书中提出了控制金属液湍流及充型流速从而抑制氧化膜卷入的措施，从而在理论上确定了铸造质量是通过铸造工艺参数数据化策划和设计出来的，通过铸造数值模拟定性可以确定铸件质量等级标准。

现有技术中硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺存在以下问题：金属液流体在型腔内浇铸成型过程中紊乱流动，金属液流体湍流、涡流过多，形成过多的双层氧化膜卷入累计夹渣物不能排除，金属液氧化膜夹渣物在累计过程中因金属液温度的下降被糊状物凝固包容镶嵌造成产品缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺，以解决背景技术中描述的现有技术中叶轮生产工艺存在缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统，包括浇铸本体，所述浇铸本体上设置有薄壁阻流减压浇口，所述浇铸本体的内圆周壁上设置有一暗冒口和两个薄壁阻流减压冒口，且两个薄壁阻流减压冒口在暗冒口向背的两侧，所述浇铸本体的一面设置有三个牛角边冒口、另一面设置有两个牛角边冒口，所述浇铸本体上还设置有两个第一冒口和两个第二冒口，所述薄壁阻流减压冒口、牛角边冒口、暗冒口、第一冒口、第二冒口上都设置有排气管，所述薄壁阻流减压浇口与两个内浇管连接，两个所述内浇管与橫浇管的两端连接，所述橫浇管的中间位置与直浇管连接，所述直浇管与引流直浇管连接，所述浇铸本体上还设置有冷铁。

一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统的铸造工艺，具有以下步骤：

(1)选取50-100目的铬铁矿砂作为局部热节面砂，背砂仍然采用40-70石英海砂；

(2)将冷铁经抛丸机除锈表面喷铝粉贴纸后备用；

(3)然后依据铸造工艺卡对铸造模具型板作造型准备，按照铸造工艺的要求把冷铁、冒口、保温冒口套、陶瓷浇铸管放置在型板模具相应的位置上，进行上下箱、泥芯的造型；

(4)依次造好上下箱、泥芯，并分别对上下箱、泥芯用铸型振实机高频微幅振动45-60s，型芯砂固化后开箱取模；

(5)将脱模后的铸型、泥芯分别进行修整、涂刷锆英水基涂料2次，分别进行表面烘干处理；

(6)将烘干后的铸型、芯组合型腔后，进入电加热烘模窑烘型排除水分，预热并保温铸型、芯，其中电加热烘模窑在2h内温度升高至200℃，并保持200℃的温度6h；

(7)然后在预计浇铸时间内提前2h出窑，对铸型进行合箱锁定上下箱，并用环形中央电加热烘干系统对铸型就近进行加热保温，保证铸型模温50℃以上浇铸型腔，使铸型型腔浇铸温度受控。

优选的：步骤7中铸型型砂紧实度1.2MP,型砂强度0.9MP，型砂水分小于0.3%，型砂粉尘140目以下小于0.3%，型砂灼烧量LOI新砂小于0.5%、回用砂小于1.8%、透气性：900-全透。

优选的：所述步骤2中150*80*40随型冷铁13件，100*80*40随型冷铁22件。

采用以上技术方案的有益效果是：

本申请通过控制型砂模具成型到浇铸使用时的质量，型砂水分、紧实度、强度、粉尘、目数、透气性、灼烧减量、硬度，避免了在浇铸金属液体过程中产生大量的气体翻滚形成过多氧化物，避免了砂型型腔表面受到高温金属液湍流冲刷，增强了砂型型腔表面抗高温高压气流冲刷能力，保证了型腔表面涂料抗裂纹能力；

将铸件在30s内浇铸完成，有效地控制金属液体在砂型腔内的上升速度，避免了高温高压金属液体和气流对型腔表面过长的烘烤冲刷时间，避免了型砂和涂料表面抵抗高温湍流流体、气流的无序冲刷所产生涂料表面裂纹带来的一系列制造缺陷；

通过对金属液体进入型腔流动速度和在型腔内金属液内部的流动速度得到有效有序的控制，抑制卷入双层氧化膜夹渣物过多产生的形成气孔、冷隔、裂纹、夹渣、皱纹等铸造缺陷。

附图说明

图1是本发明一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统的正面的结构示意图。

图2是本发明一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统的背面的结构示意图。

图3是本发明一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统的截面图。

图4是本发明钢液浇铸2.53s时的模拟图。

图5是本发明钢液浇铸4.86s时的模拟图。

图6是本发明钢液浇铸33.41时的模拟图。

图7是本发明钢液凝固的模拟图。

图8是本发明浇铸工艺凝固的模拟图。

引流直浇管1、直浇管2、橫浇管3、内浇管4、薄壁阻流减压冒口5、浇铸本体6、牛角边冒口7、暗冒口8、第一冒口9、第二冒口10、排气管11、冷铁12、薄壁阻流减压浇口13。

具体实施方式

下面详细说明本发明的实施例，下列实施中未注明的具体铸造工艺方法，是企业按照国际通过铸造标准，依据企业贯标通过的IOS9001制定的程序文件操作执行，除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学术语与本领域铸造工程技术人员和技术熟练人员熟悉的意义相同。

如图1-7

一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统，包括浇铸本体6，所述浇铸本体6上设置有薄壁阻流减压浇口13，所述浇铸本体6的内圆周壁上设置有一暗冒口8和两个薄壁阻流减压冒口5，且两个薄壁阻流减压冒口5在暗冒口8向背的两侧，所述浇铸本体6的一面设置有三个牛角边冒口7、另一面设置有两个牛角边冒口7，所述浇铸本体6上还设置有两个第一冒口9和两个第二冒口10，所述薄壁阻流减压冒口5、牛角边冒口7、暗冒口8、第一冒口9、第二冒口10上都设置有排气管11，所述薄壁阻流减压浇口13与两个内浇管4连接，两个所述内浇管4与橫浇管3的两端连接，所述橫浇管3的中间位置与直浇管2连接，所述直浇管2与引流直浇管1连接，所述浇铸本体6上还设置有冷铁12。

一种硫酸管薄壁阻流减压浇铸系统及其铸造工艺，具有以下步骤：

(1)选取50-100目的铬铁矿砂作为型砂；

(2)将冷铁经抛丸机除锈表面喷铝粉贴纸后备用,其中150*80*40随型冷铁13件，100*80*40随型冷铁22件；

(3)然后依据铸造工艺卡对铸造模具型板作造型准备，按照铸造工艺的要求把冷铁、冒口、保温冒口套、陶瓷浇铸管放置在型板模具相应的位置上，进行上下箱、泥芯的造型；

(6)依次造好上下箱、泥芯，并分别对上下箱、泥芯用铸型振实机高频微幅振动45-60s，型芯砂固化后开箱取模；

(7)将脱模后的铸型、泥芯分别进行修整、涂刷锆英水基涂料2次，分别进行表面烘干处理；

(8)将烘干后的铸型、芯组合型腔后，进入电加热烘模窑烘型排除水分，预热并保温铸型、芯，其中电加热烘模窑在2h内温度升高至200℃，并保持200℃的温度6h；

(9)然后在预计浇铸时间内提前2h出窑，对铸型进行合箱锁定上下箱，并用环形中央电加热烘干系统对铸型就近进行加热保温，保证铸型模温50℃以上浇铸型腔，使铸型型腔浇铸温度受控，此时铸型型砂紧实度1.2MP,型砂强度0.9MP，型砂水分小于0.3%，型砂粉尘140目以下小于0.3%，型砂灼烧量LOI新砂小于0.5%、回用砂小于1.8%、透气性：900-全透。

当对硫酸管进行浇铸时，中频炉按照操作规程熔化316L硫酸管钢液；按照浇铸操作规程和铸造浇铸工艺卡，茶壶钢包用高速燃气烘烤器烘烤至800℃，并保温1h，出钢液后用氩气底吹钢包排渣5min，浇铸时，浇铸重量970kg，直浇口金属液体入流速度200cm/s,阻流减压浇口出口进入铸型型腔口入流速度低于27.5cm/s，铸型型腔内金属液体流动速度低于27.5cm/s，铸型型腔内金属液体上升速度是5.0cm/s，用30s浇铸完成铸型，保温24h，开箱脱模去砂型，按照切割工艺卡切割浇铸系统和冒口，铸件毛重590kg；按照热处理工艺卡对逐渐进行淬火回火。

其中：所述阻流减压浇口出口与茶壶钢包铸口比例为1:2.7，直浇道与内浇口出口的开放度是1:2，直浇口与阻流浇口的比例是1:8。

根据说明书附图4、5、6、7可以看出，浇铸的钢液中夹渣物显著减少，流体流动速度呈递减均匀流动状态。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。