一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置及铸造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及铸造【技术领域】内一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置及铸造工艺，其缓冷装置包括保温箱体、箱底和保温盖，箱体壁设有窗口，窗口设有保温窗体，箱体内还设有加热装置和若干测温装置，加热装置和测温装置与温度控制装置连接，箱体包括若干层上下堆叠的框板，相邻的框板之间在堆叠处的每个侧边分别通过U形卡固定，框板包括若干个无窗框板和若干个用于备用的有窗框板，每个所述有窗框板至少设有一个窗口，并且各有窗框板的窗口位置沿框板边长相互错开，箱体堆叠组装后，根据箱体需开窗口的位置，至少有一层框板为有窗框板；箱体的最上层的框板和最下层的框板的侧壁分别设有用于冷却气流进出的循环口，循环口处循环风机。
【专利说明】一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置及铸造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造【技术领域】，特别涉及一种结构复杂的大型铸钢件高温打箱缓冷装置及采用该装置的铸铸工艺。
【背景技术】
[0002]传统的铸钢件生产流程步骤为:造型、浇注、冷却、打箱、缓冷、冒口切割、热处理、气刨、铲磨、抛丸、加工、焊接等。其中，为防止铸钢件由于冷速不均匀、温差较大而产生裂纹、变形等缺陷，大型铸钢件在浇注后必须在砂箱内缓慢冷却< 300° C甚至更低温度下才能开箱打箱。
[0003]由于大型铸钢件造型时大都采用硅砂、硌矿砂等作为原辅材料，采用砂箱造型和组芯造型方式，铸钢件在浇注后初期冷却较快，一般经过5-7天温度降至50(Γ550° C，随后温度降速减缓，一般为2(T40° C/天。低合金钢铸件满足打箱要求时间一般为16?20天，高合金钢由于合金铸件元素含量高，开裂风险更大，打箱温度要求更低，大都在100° C以下打箱，其压箱、打箱时间更长，一般在30天以上。压箱、打箱时间过长，导致地坑、砂箱主板、箱带等资源的周转率降低，场地占用时间长，严重影响铸造车间的生产效率。
[0004]由于生产周期的需求，开始有生产厂家选择对铸件进行高温打箱，然后将铸件放入热处理炉中缓慢冷却。这种方法尽管提高了地坑、砂箱主板等造型车间工资源的使用率，但同时又占用了热处理炉，而且铸件携带砂子、芯骨、浇道等给热处理炉的清理带来了大量的工作负担，增加了热处理工序的生产成本。
[0005]现有技术中也有建设专用缓冷地坑，用于大型铸钢件高温打箱后缓冷的。但建设专用的缓冷地坑前期投资巨大，增加了打箱工序的生产成本，并且由于该专用环冷地坑周围风铲等局部落砂设备无法伸入环冷地坑进行局部落砂，而且对于超大型笨重的铸钢件由于机器功率限制，采用振动式落砂设备对大型铸件有的局部部位落砂又没有效果，不能实现完全落砂，影响后序铸件整体的均匀冷却的效果，从而出现质量缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是提供一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，以便于实现结构复杂的大型铸钢件高温打箱后匀速缓冷，实现打箱落砂一体体，并可对铸件进行局部落砂，提高铸钢件质量和生产效率。
[0007]本发明的目的是这样实现的，一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，包括上下敞开的保温箱体，箱体下端口设有保温箱底，上端口设有保温盖，所述箱体壁设有窗口，所述窗口上均设有可开关的保温窗体，所述箱体内还设有加热装置和若干测温装置，所述加热装置和测温装置与温度控制装置连接，所述箱体包括若干层上下堆叠的框板，上下相邻的框板之间在堆叠处的每个侧边分别通过U形卡固定，所述框板包括若干个无窗框板和若干个用于备用的有窗框板，每个所述有窗框板至少设有一个窗口，并且各有窗框板的窗口位置沿框板边长相互错开，所述箱体堆叠组装后，根据箱体需开窗口的位置，至少有一层框板为有窗框板；所述箱体的最上层的框板和最下层的框板的侧壁分别设有用于冷却气流进出的循环口，所述循环口处设有循环风量可调的循环风机。
[0008]本发明的缓冷装置，使用前可根据需缓冷的大型铸钢结构，预先设计好箱体需要开窗位置，从备用的有窗框板中选取相应侧边位置有窗口的框板与其它无窗框板进行堆叠卡固组装，使窗口位置正好对应铸件需局部落砂的位置，组装时根据需要也可以选用多个适当位置开窗的有窗框板与其它无窗框板进行组装，以满足需多部位局部落砂铸的要求。结构复杂的大型铸钢件打箱后移入此结构的缓冷装置时，对需要局部落砂的部位只要打开该位置对应的窗体，通过风铲对该部位进行局部落砂即可方便的完成局部落砂操作，落下的型砂直接落在箱底上，便于型砂的收集和清理，此窗口也可以作为观察测量窗口，以方便对缓冷工艺的控制，保证铸件质量。因此采用本发明的缓冷工装彻底解决了大型铸件高温打箱后的均匀缓冷和局部落砂的问题，并且减少占用砂箱热、处理炉和地坑等大型装备的时间，提高大型装备和关键设施的周转率，降低铸造工序成本。本发明的缓装装置的箱体为可拆装多层框板结构，并备有多个可供选择的不同位置开窗的框板，对不同产品适应性强，不同产品之间可反复组装使用。另外，本发明的框板结构可直接用相同尺寸的大型砂箱改造，经济适用性强。
[0009]为增强框板的通用性并且便于任意框板的固定连接，相邻框板之间各侧边的U形卡位置均设置在各侧边的边长中心，以便于任意两框板均可以通过U形卡固定。
[0010]为便于框板组装时的堆叠定位，相邻框板的堆叠端面处设有相互咬合的台阶结构。
[0011]为便于缓冷后大型铸钢件的吊运箱底的清砂工作，所述保温盖与箱体分体连接，所述箱底与保温盖分体连接，所述保温盖、箱体外壁及箱底侧边均设有吊装结构。
[0012]本发明的目的之二是提供一种采用上述缓冷装置进行结构复杂大型铸钢件高温打箱的铸造工艺，具体工艺步骤包括造型、浇注、保温、冷却、高温打箱、落砂、缓冷、局部落砂、清理和表面处理，所述冷却步骤铸钢件在砂型内冷却至620°C — 650°C，进行高温打箱，然后将铸钢件整体移至缓冷装置进行缓冷，所述缓冷装置的箱体需根据大型铸钢件结构进行适应性组装，不需要局部落砂的大型铸钢件对应的箱体层位采用无窗框板堆叠，需要进行部局落砂的大型铸钢件部件对应的箱体层位选用相应位置有窗口的有窗框板堆叠，其它不需要部局落砂的层位继续用无窗框板堆叠至设定的箱体高度，各相邻的框板之间各边通过U形卡卡固，完成箱体的组装，然后将箱体吊至箱底上对准安装；打箱后的大型铸钢件移入箱体前，缓冷装置需预热至520°C—550°C，大型铸钢件移入后，加盖保温盖，通过温度控制装置控制加热装置或冷却装置，使大型铸钢件以12 — 18°C /h冷却速度进行冷却至100—120°C后转入下步，所述缓冷步骤中，对于超大型铸钢件，为了保证铸件内部和外部温度一致，冷却温度每降低100°C，保温O — 2h，同时在缓冷步骤中，打开需局部打砂部位对应的窗口，用风铲进行局部落砂后迅速关闭窗体。
[0013]大型铸钢件移入箱体时底部与箱底之间设置若干垫块。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置一种组装形式的结构示意图。
[0015]图2为备用的若干个有窗框板的结构示意图。
[0016]图3为框板堆叠端连接结构图。
[0017]图4为采用本发明的冷装置进行结构复杂大型铸钢件高温打箱的铸造工艺流程图。
[0018]其中，1箱体，2箱底,3保温盖；4无窗框板；5有窗框板；6循环口；7窗体,8U形卡。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
如图1、图2和图3所示，为本发明的结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，包括上下敞开的保温箱体1，箱体I下端口设有保温箱底2，上端口设有保温盖3，箱体I壁设有窗口，窗口上均设有可开关的保温窗体7，该窗口用于对内部的大型铸钢件在缓冷过程中的局部关键部位进行局部落砂和观测，以便于随时调整缓冷工艺，箱体I内还设有加热装置和若干测温装置，加热装置和测温装置与温度控制装置连接，以便于实现缓冷工艺的调制。为便于箱体的制造安装，箱体I包括若干层上下堆叠的框板，上下相邻的框板之间在堆叠处的每个侧边分别通过U形卡8固定；为适应不同大型铸钢件的结构以便于调整箱体I的开窗位置，框板包括若干个无窗框板4和若干个用于备用的有窗框板5,每个有窗框板5至少设有一个窗口，并且各有窗框板5的窗口位置沿框板边长相互错开，箱体I堆叠组装后，根据箱体需开窗口的位置，从备用的有窗框板中至少选择有一层有窗框板5与其它无窗框板4组装堆叠成箱体I ;为便于控制缓冷工艺，箱体I的最上层的框板和最下层的框板的侧壁分别设有用于冷却气流进出的循环口 6，循环口 6处设有循环风量可调的循环风机。为增强框板的通用性并且便于任意框板的固定连接，相邻框板之间各侧边的U形卡8位置均设置在各侧边的边长中心，以便于任意两框板均可以通过U形卡8固定。
[0020]为进一步便于框板组装时的堆叠定位，相邻框板的堆叠端面处设有相互咬合的台阶结构如图3所示。
[0021]为便于缓冷后大型铸钢件的吊运箱底的清砂工作，保温盖3与箱体I分体连接，箱底2与保温盖3分体连接，保温盖3、箱体I外壁及箱底2侧边均设有吊装结构。
[0022]实施例2 如图3
如图1一图4所示，为采用上述缓冷装置进行结构复杂大型铸钢件高温打箱的铸造工艺流程，具体工艺步骤包括造型、浇注、保温、冷却、高温打箱、落砂、缓冷、局部落砂、清理和表面处理，冷却步骤中，铸钢件在砂型内冷却至620°C — 650°C，进行高温打箱，然后将铸钢件整体移至缓冷装置进行缓冷，缓冷装置的箱体I需根据大型铸钢件结构进行适应性组装，不需要局部落砂的大型铸钢件对应的箱体层位采用无窗框板4堆叠，需要进行部局落砂的大型铸钢件部件对应的箱体层位选用相应位置有窗口的有窗框板5堆叠，其它不需要部局落砂的层位继续用无窗框板4堆叠至设定的箱体高度，各相邻的框板之间各边通过U形卡8卡固，完成箱体I的组装，然后将箱体吊至箱底上侧对准安装；打箱后的大型铸钢件移入箱体I前，缓冷装置需预热至520°C—550 V，大型铸钢件移入后，加盖保温盖3，通过温度控制装置控制加热装置或冷却装置，使大型铸钢件以12 — 18°C /h冷却速度进行冷却至100— 120°C后转入下步，缓冷步骤中，对于超大型铸钢件，为了保证铸件内部和外部温度一致，冷却温度每降低100°c，保温O — 2h，同时在缓冷步骤中，打开需局部打砂部位对应的窗口，用风铲进行局部落砂后迅速关闭窗体。缓冷结束后，打开保温盖，将铸钢件从箱体I内吊出，进行后序步骤。同时将箱体I吊离箱底2，可以方便的清理箱底的落砂。
【权利要求】
1.一种结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，包括上下敞开的保温箱体，箱体下端口设有保温箱底，上端口设有保温盖，其特征在于，所述箱体壁设有窗口，所述窗口上均设有可开关的保温窗体，所述箱体内还设有加热装置和若干测温装置，所述加热装置和测温装置与温度控制装置连接，所述箱体包括若干层上下堆叠的框板，上下相邻的框板之间在堆叠处的每个侧边分别通过U形卡固定，所述框板包括若干个无窗框板和若干个用于备用的有窗框板，每个所述有窗框板至少设有一个窗口，并且各有窗框板的窗口位置沿框板边长相互错开，所述箱体堆叠组装后，根据箱体需开窗口的位置，至少有一层框板为有窗框板；所述箱体的最上层的框板和最下层的框板的侧壁分别设有用于冷却气流进出的循环口，所述循环口处设有循环风量可调的循环风机。
2.根据权利要求1所述的结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，其特征在于，相邻框板之间各侧边的U形卡位置均设置在各侧边的边长中心，以便于任意两框板均可以通过U形卡固定。
3.根据权利要求1所述的结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，其特征在于，相邻框板的堆叠端面处设有相互咬合的台阶结构。
4.根据权利要求2所述的结构复杂大型铸钢件高温打箱缓冷装置，其特征在于，所述保温盖与箱体分体连接，所述箱底与保温盖分体连接，所述保温盖、箱体外壁及箱底侧边均设有吊装结构。
5.一种采用权利要求1一4任一项所述的缓冷装置进行结构复杂大型铸钢件高温打箱铸造工艺，具体工艺步骤包括造型、浇注、保温、冷却、打箱、落砂、缓冷、局部落砂、清理和表面处理，其特征在于，所述冷却步骤铸钢件在砂型内冷却至620°C—650°C，进行高温打箱，然后将铸钢件整体移至缓冷装置进行缓冷，所述缓冷装置的箱体需根据大型铸钢件结构进行适应性组装，不需要局部落砂的大型铸钢件对应的箱体层位采用无窗框板堆叠，需要进行部局落砂的大型铸钢件部件对应的箱体层位选用相应位置有窗口的有窗框板堆叠，其它不需要部局落砂的层位继续用无窗框板堆叠至设定的箱体高度，各相邻的框板之间各边通过U形卡卡固，完成箱体的组装，然后将箱体吊至箱底上对准安装；打箱后的大型铸钢件移入箱体前，缓冷装置需预热至520°C — 550°C，大型铸钢件移入后，加盖保温盖，通过温度控制装置控制加热装置或冷却装置，使大型铸钢件以12 — 18°C /h冷却速度进行冷却至100—120°C后转入下步，所述缓冷步骤中，冷却温度每降低100°C，保温O — 2h，同时在缓冷步骤中，打开需局部打砂部位对应的窗口，用风铲进行局部落砂后迅速关闭窗体。
6.一种采用权利要求5任一项所述的缓冷装置进行结构复杂大型铸钢件高温打箱的铸造工艺，其特征在于，大型铸钢件移入箱体时底部与箱底之间设置若干垫块。
【文档编号】B22D30/00GK104308129SQ201410516837
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】李少雨, 罗永建, 唐钟雪, 冯周荣, 闫新飞 申请人:宁夏共享铸钢有限公司