CN102554144B - 平铺对接式锭模浇铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种平铺对接式锭模及其浇铸方法，它主要由模体和固定安装于模体的一组吊装环构成，模体的浇铸凹腔内壁设置成外倾斜结构，浇铸凹腔的腔壁顶端面设置有铁水溢流槽，它能在平整的作业面上可在支承钢轨或工字钢上将一组锭模按“侧端面并排紧靠、铁水溢流槽对接贯通”的平铺安装方式构成对接式布置结构，并按平整作业面、安装锭模、浇注铁水、倾倒出铁、水淬淬火和破碎加工等步骤进行浇铸作业，铁水是沿水平对接的溢流槽依次平稳溢流进行浇注作业，能减缓铁水对浇铸凹腔内壁的冲刷侵蚀作用，降低了锭模制造和布置安装的操作难度，本发明具有设计新颖、结构合理、生产制造容易、安装使用方便、工作寿命长、安全性能高的突出优点。

Description

平铺对接式锭模浇铸方法

技术领域

本发明涉及生产铁合金的浇铸模具，同时涉及它的浇铸方法，具体地说是一种平铺对接式锭模及其浇铸方法，它是对现行浇铸锭模及其浇铸方法的进一步改进和完善。 

背景技术

我国冶金行业生产冶炼铁合金的发展进程中，在浇铸工艺上曾经历了“地坑式浇铸”、“地坑—铸铁档块浇铸”和“砂模浇铸”等多种生产作业方式，工人要在高温环境中反复进行“筑模造型”的重复操作，其工作环境较为恶劣，所浇铸成的合金块厚大，后续破碎加工难度大，在人工和机械破碎作业过程中还会产生大量的合金细粉面子废品，这将严重影响铁合金企业的生产效率和经济效益，近来，这几种浇铸方式已被较为先进的“铸铁锭模浇铸”所替代。虽然这种“铸铁锭模浇铸”方式能避免反复“筑模造型”的重复劳动，在一定程度上减轻了工人的劳动强度。但是，我们也发现这种铸铁锭模在实际使用中也存在一些结构性缺陷：主要是它的浇铸腔四周模墙上没有设置流铁槽，铸铁锭模只能单个独立地摆放于浇铸现场，需要天车吊着铁水包不断移动对独立摆放的铸铁锭模逐个地进行浇注作业。事实上，所浇铸成的铁合金块度仍然较大，在后续破碎加工作业过程中仍会产生约15%的合金面子废品，天车吊着铁水包在浇铸作业面顶部不断移动进行浇注作业时也存在极大的安全隐患。为了解决这个问题，本申请人曾提出了一种能使天车吊着铁水包在一个固定位置对一组锭模进行浇注作业的发明专利技术（201120204917.5）。它是在锭模的模墙上设置外伸于侧端面的流铁槽，将一组锭模按阶梯式位置安放，使铁水能由上向下依次流入一组锭模的浇铸腔内进行浇注作业，所浇铸成的铁合金块易于脱模和破碎作业，合金细粉面子废品率可降低至5%~8%。但是，由于流铁槽是伸出于模墙外侧端面并依次靠放于下一阶锭模的模墙上构成阶梯式布置结构，最上阶锭模将处于较高位置，安装锭模的操作极为不便，同时也存在较大的安全隐患，浇注时由上向下流动的铁水会对下阶锭模形成严重的冲刷侵蚀作用而损伤锭模。 

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术存在的不足之处，而提出一种更为经济实用的平铺对接式锭模及其浇铸方法，它是在平整地面上将一组锭模按“模体侧端面并排紧靠”的平铺对接方式布置安放进行浇注作业，能极大地减缓高温铁水对浇铸腔内壁的冲刷侵蚀作用，对延长锭模使用寿命、减轻工人劳动强度、确保安全生产都有明显效果。 

本发明的目的是按照如下技术方案来实现的： 

本发明提出的一种平铺对接式锭模,它包括设置有浇铸凹腔的模体和固定安装于模体的一组吊装环，其特征在于：在浇铸凹腔的腔壁上设置有一组铁水溢流槽，浇铸凹腔的内壁面设置成外倾斜结构，控制外倾斜角α为92o~160o。它是将铁水溢流槽设置于模体的浇铸凹腔腔壁顶端面，能使一组锭模按“模体外侧端面对齐靠紧、铁水溢流槽对接相通”的安装方式构成平铺对接式布置结构。它是这样进行铁合金浇注作业的：将浇铸器安放于地面上，在浇铸器的过渡流铁槽出口处依次并排靠紧平铺安装一组锭模构成“铁水溢流槽对接平流浇铸”的布置结构，可依据电炉的出铁量计算确定所需安装锭模的数量，并考虑浇铸场地具体情况，可将一组锭模沿一个铁水流向，或沿二个铁水流向，或沿三个铁水流向进行平铺对接式布置安装，检查铁水溢流槽无异物堵塞后即可进行铁水浇注作业，用天车将盛有熔融铁水的铁水包吊至浇铸器上方并缓缓倒入浇铸器内，铁水由过渡流铁槽流入第一个锭模的浇铸凹腔内并经对接相通的铁水溢流槽依次溢流直到浇满全部锭模的浇铸凹腔，即完成浇注作业。待铁水冷凝表面温度降至700℃~1000℃、浇铸凹腔内的铁水逐渐凝固硬化时，用天车的挂钩钩住模体一侧的吊装环，即可方便地翻转模体将浇铸凹腔内的铁合金块倾倒出来，也可采用在浇铸凹腔内安放提铁环的取铁方式，待铁水逐渐凝固硬化并包住提铁环时，可用天车的挂钩钩住提铁环向上起吊，也可将整个铁合金块从锭模的浇铸凹腔内提取出来，将浇铸凹腔的内壁面设置成外倾斜角α为92o~160o的外倾斜结构，特别方便于取铁脱模的操作。

本发明提出的平铺对接式锭模还具有如下技术特征： 

在浇铸凹腔腔壁上设置一组铁水溢流槽的数量为1个~4个，根据浇铸生产工艺、一组锭模的布置方式和作业现场的具体情况，可选择在浇铸凹腔对侧腔壁上各设置一个铁水溢流槽，也可在浇铸凹腔的三个腔壁上各设置一个铁水溢流槽，能分别适应沿一个铁水流向，或沿二个铁水流向，或沿三个铁水流向平铺对接安装一组锭模的需要。

 吊装环的内端设置成棘爪结构，能有效地增强吊装环的安装稳固 

性能，所说的一组吊装环安装于模体的外侧端面位置，也可将一组吊装环安装于模体的顶端面位置。

模体的浇铸凹腔长度为800 mm~2500mm、宽度为600 mm~2000mm、 

深度为50 mm~350mm。按上述规格尺寸制作的平铺对接式锭模能使铁水具有很好的流动性能，也特别方便于取铁脱模的操作。

用上述平铺对接式锭模生产铁合金的浇铸方法,其特征在于：它按如下步骤进行： 

① 平整作业面 在浇铸现场夯实整理地面形成平整的浇注作业面，在平整的浇注作业地面上安放浇铸器。

② 安装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量计算确定所需要使用一组锭模的数量，将一组锭模在平整的浇注作业地面上按“模体侧端面并排紧靠、铁水溢流槽对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构，将首个锭模前腔壁的铁水溢流槽对接于浇铸器的出口端，所说的一组锭模是沿一个铁水流向，或沿二个铁水流向，或沿三个铁水流向进行平铺对接式布置安装，检查对接的铁水溢流槽无异物堵塞使之保持顺畅相通的溢流状态，以利于铁水经铁水溢流槽平稳溢流逐个浇注一组锭模的浇铸凹腔。 

③ 浇注铁水 用天车将盛装有冶炼熔融铁水的铁水包吊至浇铸器的上方并缓缓倒入浇铸器内，铁水从浇铸器流入首个锭模的浇铸凹腔内、再依次通过对接相通的铁水溢流槽进行水平溢流逐个地浇注满一组锭模的浇铸凹腔。 

④ 倾倒出铁 等待浇铸凹腔内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃时，用天车钩住模体一侧的吊装环进行起吊翻转模体，即可将浇铸凹腔内的铁合金块倾倒出来，能方便快捷地完成脱模出铁的操作。 

⑤ 破碎加工 待铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料， 

⑥ 成品入库 将破碎加工后的合格块料包装入库，即为铁合金成品。

本发明提出的浇铸方法还具有如下技术特征： 

在按“①平整作业面”操作后的“②安装锭模”步骤中，在浇铸器与首个锭模前腔壁的铁水溢流槽之间还对接安装过渡流铁槽，再按第③至⑥的步骤操作即可制得铁合金成品，安装过渡流铁槽对缓减熔融铁水对锭模浇注凹面腔内壁形成冲刷侵蚀作用有一定效果。

在“①平整作业面”的步骤中，在浇铸器出口端的前面按水平布置方式沿浇注铁水流向安放一组支承钢轨或工字钢，在“②安装锭模” 

的步骤中，一组锭模是在一组支承钢轨或工字钢上按“模体侧端面并排紧靠、铁水溢流槽对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构，使其能在锭模底面与地面之间形成隔空的散热空间，有利于“倾倒出铁”的操作，还能有效地改善所浇铸成铁合金块的表面质量。

在“④倾倒出铁”与“⑤破碎加工”之间还有“水淬淬火”步骤：将倾倒出的红热铁合金块放于盛铁容器内，用行车将其吊运送入水淬池内并使其淹没于水体中进行淬火，或者将盛有红热合金铁块的盛铁容器吊运搁置于至水淬池，用水管喷头向红热的合金铁块激烈浇水进行淬火，控制淬火时间为200s~500s，进行沥水，待自然冷却后送至精整区进行破碎加工。水淬淬火的理论依据在于：高温红热铁合金块在激烈水冷作用下，因热胀冷缩会在表面产生冷微裂纹，内部金相组织将由细微致密晶型转变为粗大纵向柱状结晶，将使冷却后的铁合金块韧性减弱脆性增加，特别有利于“破碎加工”作业。 

本发明同现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著进步： 

本发明首创了在模体的浇铸凹腔腔壁顶端面设置铁水溢流槽的溢流结构，使一组锭模能在平整地面上按“模体侧端面并排紧靠、铁水溢流槽对接相通”的平铺安装方式构成具有多个铁水流向的平铺对接布置结构，特别方便于锭模的生产制造、布置安装和浇注、出铁的操作，彻底摒弃了现行按阶梯式布置一组锭模的传统浇铸方式，大大缓减了高温铁水对浇铸凹腔内壁的冲刷侵蚀作用进而能有效延长锭模的使用寿命，还能减轻工人劳动强度、确保生产作业的安全性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。 

图2是图1的A—A视图，展示模体的浇铸凹腔腔壁向外倾斜的结构示意图。 

图3是图1的B—B视图，展示在浇铸凹腔的腔壁上设置一组铁水溢流槽的结构示意图。 

图4是吊装环内端设置棘爪结构的示意图（放大）。 

图5是沿二个铁水流向平铺对接安装一组锭模的布置图。 

图6是沿一个铁水流向平铺对接安装一组锭模的另一布置图。 

图7是沿三个铁水流向平铺对接安装一组锭模的又一布置图。 

图8是本发明的浇铸工艺流程图。 

附图中的标记说明： 

1为铁水溢流槽，2为浇铸凹腔，3为模体，4为吊装环， 5为棘爪结构，6为浇铸器，7为过渡流铁槽，8为箭头。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的实施例： 

一种平铺对接式锭模,它主要由模体3和固定安装于模体3的一组吊装环4构成，将吊装环4的内端设置成棘爪结构5具有很好的安装稳固性能，所说一组吊装环4可安装于模体3的外侧端面位置，也可将一组吊装环4安装于模体3的顶端面位置，所说模体3设置有内壁面成外倾斜结构的浇铸凹腔2，浇铸凹腔2的长度为2000mm、宽度为1200mm、深度为200mm，控制外倾斜角α为135o，在实际浇铸生产作业中具有极佳的脱模取铁效果，在浇铸凹腔2的对侧腔壁上各设置一个铁水溢流槽1，也可在浇铸凹腔2的三个腔壁上各设置一个铁水溢流槽1，以便能最大程度地满足沿一个铁水流向，或沿二个铁水流向，或沿三个铁水流向按平铺对接式布置安装一组锭模的需要。

用上述平铺对接式锭模生产铁合金的浇铸方法,它按如下步骤进行： 

① 平整作业面 在浇铸现场夯实整理地面形成平整的浇注作业面，在平整的浇注作业地面上安放浇铸器6，或者再在浇铸器6出口端的前面按水平布置方式沿浇注铁水流向安放一组支承钢轨或工字钢。

② 安装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量计算确定所需要使用一组锭模的数量，将一组锭模直接在平整的浇注作业地面上按“模体3侧端面并排紧靠、铁水溢流槽1对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构，或者将一组锭模在一组支承钢轨或工字钢上按“模体3侧端面并排紧靠、铁水溢流槽1对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构，使首个锭模前腔壁的铁水溢流槽1对接于浇铸器6的出口端，也可在浇铸器6与首个锭模前腔壁的铁水溢流槽1之间再对接安装一个过渡流铁槽7，可根据铁合金生产技术工艺并结合考虑浇铸作业现场的具体情况，将一组锭模如图6所示沿一个铁水流向进行平铺对接式布置安装，或者将一组锭模如图5所示沿二个铁水流向进行平铺对接式布置安装，或者将一组锭模如图7所示沿三个铁水流向进行平铺对接式布置安装，认真检查对接的铁水溢流槽1无异物堵塞使之保持顺畅相通的溢流状态，即可进行铁水浇注作业。 

③ 浇注铁水 用天车将盛装有冶炼熔融铁水的铁水包吊至浇铸器6的上方并缓缓倒入浇铸器6内，铁水将如箭头8所示从浇铸器6流入首个锭模的浇铸凹腔2内、再依次通过对接相通的铁水溢流槽1进行水平溢流逐个地浇注满一组锭模的浇铸凹腔2，至此即完成浇注作业。 

④ 倾倒出铁 等待浇铸凹腔2内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃时，铁水会逐渐凝固硬化，可用天车钩住模体3一侧的吊装环4进行起吊翻转模体3，即可将浇铸凹腔2内的铁合金块倾倒出来，至此，即完成脱模出铁的操作。然后，再重新布置安装锭模即可进行下一次浇注作业。 

⑤ 水淬淬火 将倾倒出的红热铁合金块放于盛铁容器内，用行车将其吊运送入水淬池内并使其淹没于水体中进行淬火，或者将盛有红热合金铁块的盛铁容器吊运搁置于至水淬池，用水管喷头向红热的合金铁块激烈浇水进行淬火，控制淬火时间为200s~500s，进行沥水，待自然冷却后送至精整区进行破碎加工。 

⑥破碎加工 待“水淬淬火”步骤处理的铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料。 

⑦ 成品入库 将破碎加工后的合格块料包装入库，即为铁合金成品。 

需要说明的是：在上述“②安装锭模”的步骤中，也可采用在浇铸凹腔2内安放提铁环的出铁方式，当浇铸凹腔2内的铁水冷凝表面温度降至700℃~1000℃时，铁水逐渐凝固硬化包住提铁环，只需用天车的挂钩钩住提铁环向上起吊，即可从浇铸凹腔2内将铁合金块逐个地提取出来。采用这种出铁方式，就无需再次布置安装锭模的重复操作。 

Claims (3)

1.一种平铺对接式锭模浇铸铁合金的方法, 所述的平铺对接式锭模包括设置有浇铸凹腔（2）的模体（3）和固定安装于模体（3）的一组吊装环（4），在浇铸凹腔（2）的腔壁上设置有一组铁水溢流槽（1），浇铸凹腔（2）的内壁面设置成外倾斜结构，控制外倾斜角（α）为92o~160o，其特征在于：它按如下步骤进行，

① 平整作业面 在浇铸现场夯实整理地面形成平整的浇注作业面，在平整的浇注作业地面上安放浇铸器（6），

② 安装锭模 根据电炉一次浇铸出铁量计算确定所需要使用一组锭模的数量，将一组锭模在平整的浇注作业地面上按“模体（3）侧端面并排紧靠、铁水溢流槽（1）对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构，将首个锭模前腔壁的铁水溢流槽（1）对接于浇铸器（6）的出口端，所说的一组锭模是沿一个铁水流向，或沿二个铁水流向，或沿三个铁水流向进行平铺对接式布置安装，检查对接的铁水溢流槽（1）无异物堵塞使之保持顺畅相通的溢流状态，

③ 浇注铁水 用天车将盛装有冶炼熔融铁水的铁水包吊至浇铸器（6）的上方并缓缓倒入浇铸器（6）内，铁水从浇铸器（6）流入首个锭模的浇铸凹腔（2）内、再依次通过对接相通的铁水溢流槽（1）进行水平溢流逐个地浇注满一组锭模的浇铸凹腔（2），

④ 倾倒出铁 等待浇铸凹腔（2）内的铁水自然冷却表面温度降至700℃~1000℃时，用天车钩住模体（3）一侧的吊装环（4）进行起吊翻转模体（3），即可将浇铸凹腔（2）内的铁合金块倾倒出来，

⑤ 破碎加工 待铁合金块自然冷却后送至精整区，用小锤敲击将其破碎至符合规定粒度要求的块料，

⑥ 成品入库 将破碎加工后的合格块料包装入库，即为铁合金成品。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：

在按“①平整作业面”操作后的“②安装锭模”步骤中，在浇铸器（6）与首个锭模前腔壁的铁水溢流槽（1）之间还对接安装过渡流铁槽（7），再按第③至⑥的步骤操作即可制得铁合金成品。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于：在“①平整作业面”的步骤中，在浇铸器（6）出口端的前面按水平布置方式沿浇注铁水流向安放一组支承钢轨或工字钢，在“②安装锭模”的步骤中，一组锭模是在一组支承钢轨或工字钢上按“模体（3）侧端面并排紧靠、铁水溢流槽（1）对接相通”的平铺安装方式构成平铺对接式布置结构。

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