专利名称：一种回转窑托轮的铸造工艺方法
技术领域：
本发明涉及大型铸件铸造技术领域，一种回转窑托轮的铸造工艺方法。
背景技术：
目前，国内回转窑托轮的铸造采用一般的铸造工艺，回转窑托轮是支撑回转窑运行的重要部件，由于铸造中浇注的钢水冷热不均匀，报废率极高，浇铸出的回转窑托轮强度和塑性达不到使用要求。
发明内容
为了克服现有技术上的不足，本发明目的是提供一种回转窑托轮铸造工艺方法，通过改进回转窑托轮的设计参数和铸造工艺，使回转窑托轮提高其承重量，减少废品率，能保证回转窑生产上的安全运行。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案所述的回转窑托轮铸造工艺方法，根据回转窑托轮结构，具有轮毂、轮幅和外缘，轮毂的中心有轴孔，托轮的轮幅上有均匀分布的若干个减重孔；a.、根据回转窑托轮结构形状制作砂型；采用整圈冷模挂砂工艺，由轴杠刮板在地坑里制作而成，其型砂采用石英砂；冷模上部砂箱的留砂高度20～30mm，在砂箱中部留有冒口位置，在砂箱上留有气孔与减重孔芯子上的出气孔通道相通，在外轮缘上端的砂箱上也设有5～6个出气孔；本体试棒4只，放在外轮缘下端面，轮缘的下端置有内浇口；每个减重孔和轴心孔内的芯子做有气道，每个减重孔的砂芯上端置有出气孔与砂箱上的出气孔通道相通，芯子的下端有芯头；根据托轮断面厚度、高度、以及凹槽深度和圆角大小来在型腔中部设置一冒口；在砂型的外侧设有外浇口，内浇口采用底返浇口；b、根据轮毂轴孔、轮幅减重孔制作芯子其轴芯孔的芯子为1#芯；通过作图确定轴芯孔1#芯子小高度h4，轴心孔1#芯向下在芯坑中拉牢并做出气孔通道，与3#芯子中设的出气孔相通；托轮的轮幅上的减重孔中部为圆柱形孔，其芯子为2#芯；减重孔的上、下两端呈圆球形凹槽状，其芯子为3#芯；3#芯上部分别设5～6个出气孔，1#芯、3#芯、2#芯、3#芯和砂箱上出气孔的气道依此连通，要求芯子气道畅通，芯砂采用铬矿砂包70砂；c、钢水浇口制作外浇口在钢水重量小于10吨时用一个直浇口，大于或等于10吨时要用两个直浇口，内浇口采用底返浇口，一般为二道或四道；冒口做补浇装置，其侧缘置有补浇口。
d、砂型冒口的制作其冒口采用集中于托轮中心上部，1)、冒口采用由里向外补缩通道L，由上向下补缩通道C，冒口直径介于轮毂外径与减重孔内侧尺寸之间，选取通用保温冒口尺寸D；2.)确定由里向外补缩通道L分别计算上、下凹槽底面间距离h3和相邻两减重孔之间的通道宽度B，以尺寸小者为补缩通道L；3.)保证冒口由上向下补缩通道C≥L，最大不超过20mm；4.)上部凹槽冒口下铸死，中心孔上部铸死；5.)根据工艺出品率确定冒口浇注高度H，其H≥1.3D。
所述的回转窑托轮铸造工艺方法，其回转窑托轮浇铸时，在钢水重量小于10t时用一个直浇口，大于或等于10t时要用两个直浇口；浇铸时，在两个浇口同时连续浇铸，内浇口采用底返浇口，一般为2道或4道；在钢水返上冒口400mm后改从补浇装置浇完。
所述的回转窑托轮铸造工艺方法，其热处理工艺分为正火和回火两大部分，其正火工艺按托轮热处理工艺设计规范的正火工艺图进行；其回火工艺按托轮热处理工艺设计规范的回火工艺图进行，注意在装炉前，铸件及冒口根部高度100毫米范围内砂子要清理干净。
a、正火工艺流程对托轮加热温度控制在200-300℃，保温时间四小时；然后升温到680℃，升温速度以每小时不大于50℃进行；在680±10℃范围内，保温时间五小时；然后升温到890℃，其升温速度以每小时不大于60℃进行；在890±10℃处范围内，进行均温和保温处理，其时间t＝两凹槽间距h3÷25×1.5小时。
b、回火工艺流程对托轮进行回火处理，其加热温度至300-350℃时保温二个小时；然后升温到600℃，升温速度以不大于每小时50℃进行加热；在600±20℃范围内，先均温不小于四小时，再保温，时间t＝两凹槽间距h3÷25小时；然后，在炉内自然空气冷却至300℃以下出炉，冷却速度不大于每小时50℃进行降温；然后，按上述方法进行第二次回火处理；经过二次回火处理后，可以减少焊补及清除铁包砂的热应力，并便于加工；该热处理工艺根据采用铸造材质的实际化学成分确定。
由于采用上述发明方案，本发明具有如下优越性该回转窑托轮铸造工艺方法，由于采用整体冷模挂砂工艺，外形由轴杠刮板刮出，由底向上的浇铸、二次补浇的工艺和热处理工艺；通过新设计的回转窑托轮参数和铸造工艺，其铸造中浇注的钢水满足由下而上顺序凝固要求，成品率极高，铸造出的回转窑托轮强度和塑性达到使用标准，使回转窑托轮提高其承重量，减少废品率，能保证回转窑生产上的安全运行。
图1是回转窑托轮砂型铸造工艺主视剖面示意图；图2是回转窑托轮砂型铸造工艺俯视示意图；图3是回转窑托轮热处理正火工艺图；图4是回转窑托轮热处理回火工艺图；图中所示1-轮毂；2-减重孔；3-轮幅；4-轮缘；5-轴芯孔；6-冒口；7-内浇口；8-补浇口；9-出气孔。
具体实施例方式如图1、2中所示该回转窑托轮铸造工艺方法，首先根据回转窑托轮的结构形状设计制作托轮刮板模具，其回转窑托轮的轮幅(3)上有均匀分布的若干个减重孔(2)，减重孔中部为圆柱形孔，其芯子为2#芯；减重孔的上、下两端呈圆球形凹槽状，其芯子为3#芯；其回转窑托轮中轮毂(1)的轴芯孔(5)上部铸死，下部为盲孔；盲孔上部呈圆球形凹状，盲孔下部呈圆柱形，其轴芯孔的芯子为1#芯；轮毂的上端罩有冒口(6)，冒口的侧缘置有补浇口(8)；轮缘的上端置有出气孔(9)，轮缘(4)的下端置有内浇口(7)；每个减重孔和轴芯孔内置有的芯子做有气道，每个减重孔的砂芯上端置有出气孔(9)，其两相邻减重孔边沿的距离为通道宽度B，通道宽度B与上、下两端的圆球形凹槽状底面间距离h3中较少的一个数为由里向外的补缩通道L，补缩通道L与冒口直径距离的比为一比二；盲孔的小高度h4由作图确定；其托轮外圆采用整体冷模挂砂工艺，其工艺参数是收缩率选用2.2％；外圆加工量15mm，其余按标准放量；工艺出品率为70～75％；其材质为ZG42CrMo或ZG340-640、ZG35CrMo；其具体技术方案为外型制作，芯子制作，浇口系统，冒口系统，浇铸方法，热处理工艺。其托轮刮板模具的外型制作和芯子制作；外型制作采用整圈冷模挂砂工艺，由轴杠刮板在地坑里制作而成，冷模上部砂箱的留砂高度20～30mm。其砂箱的轮缘及3#芯上部分别设有5～6个出气孔，要求芯子气道畅通，其砂箱的轮毂(1)上有冒口，本体试棒4只，放在外轮缘的下端，制作尺寸70×100×200mm，型砂采用石英砂；芯子制作通过作图确定1#芯小高度h4，轴芯孔1#芯向下在芯坑中拉牢并做出气孔通道，3#芯子中设出气孔，要求芯子气道畅通，芯砂采用铬矿砂包70砂。
其浇口系统外浇在钢水重量小于10吨时用一个直浇口，大于或等于10吨时要用两个直浇口，内浇口采用底返口，一般为二道或四道；冒口做补浇装置，其一侧设有补浇浇口。
其冒口系统1.)冒口采用由里向外补缩通道L，由上向下补缩通道C，冒口直径介于轮毂外径与减重孔内侧尺寸之间，选取通用保温冒口尺寸D；2.)确定由里向外补缩通道L分别计算上、下凹槽底面间距离h3和相邻两减重孔之间的通道宽度B，以尺寸小者为补缩通道L；3.)保证冒口由上向下补缩通道C≥L；4.)轴心孔上部铸死，5.)根据工艺出品率确定冒口浇注高度H，其H≥1.3D。
其浇铸方法该回转窑托轮浇铸时，在钢水重量小于10t时用一个直浇口，大于或等于10t时要用两个直浇口；浇铸时，在两个浇口同时连续浇铸，内浇口采用底返浇口，一般为2道或4道；在钢水返上冒口400mm后改从补浇装置浇完。
该回转窑托轮采用铸造工艺方法，其热处理工艺热处理工艺分为正火和回火两大部分，其正火工艺按托轮热处理工艺设计规范图3正火工艺流程进行；其回火工艺按托轮热处理工艺设计规范图4回火工艺流程进行；注意在装炉前铸件及冒口根部高度100毫米范围内砂子要清理干净。
图3为正火工艺流程对托轮加热温度控制在200-300℃，保温时间四小时；然后升温到680℃，升温速度以每小时不大于50℃进行；在680±10℃范围内，保温时间五小时；然后升温到890℃，其升温速度以每小时不大于60℃进行；在890±10℃处范围内，进行均温和保温处理，其时间t＝两凹槽间距h3÷25×1.5小时。
图4回火工艺流程对托轮进行回火处理，其加热温度至300-350℃时保温二个小时；然后升温到600℃，升温速度以不大于每小时50℃进行加热；在600±20℃范围内，先均温不小于四小时，再保温，时间t＝两凹槽间距h3÷25小时；然后，在炉内自然空气冷却至300℃以下出炉，冷却速度不大于每小时50℃进行降温；然后，按上述方法进行第二次回火处理；经过二次回火处理后，可以减少焊补及清除铁包砂的热应力，并便于加工；该热处理工艺根据采用铸造材质的实际化学成分确定。
权利要求
1.一种回转窑托轮铸造工艺方法，根据回转窑托轮结构具有轮毂(1)、轮幅(3)和轮缘(4)，轮毂的中心有轴芯孔(5)，托轮的轮幅上有均匀分布的若干个减重孔(2)；其特征在于所述的回转窑托轮铸造工艺方法，其工艺步聚如下a.、首先根据回转窑托轮结构形状制作砂型；采用整圈冷模挂砂工艺，由轴杠刮板在地坑里制作而成，其型砂采用石英砂；冷模上部砂箱的留砂高度20～30mm，在砂箱中部留有冒口(6)位置，在砂箱上留有气孔与减重孔(2)芯子上的出气孔(9)通道相通，在外轮缘上端的砂箱上也设有5～6个出气孔；本体试棒4只，放在外轮缘下端面，轮缘(4)的下端置有内浇口(7)；每个减重孔和轴芯孔(5)内的芯子做有气道，每个减重孔的砂芯上端置有出气孔与砂箱上的出气孔通道相通，芯子的下端有芯头；根据托轮断面厚度、高度、以及凹槽深度和圆角大小来在型腔中部设置一冒口；在砂型的外侧设有外浇口，内浇口采用底返浇口；b、根据轮毂轴孔、轮幅减重孔制作芯子其轴芯孔(5)的芯子为1#芯；通过作图确定轴芯孔1#芯子小高度h4，轴芯孔1#芯向下在芯坑中拉牢并做出气孔通道，与3#芯子中设的出气孔相通；托轮的轮幅上的减重孔(2)中部为圆柱形孔，其芯子为2#芯；减重孔的上、下两端呈圆球形凹槽状，其芯子为3#芯；3#芯上部分别设5～6个出气孔，1#芯、3#芯、2#芯、3#芯和砂箱上出气孔的气道依此连通，要求芯子气道畅通，芯砂采用铬矿砂包70砂；c、制作钢水浇口外浇口在钢水重量小于10吨时用一个直浇口，大于或等于10吨时要用两个直浇口，内浇口(7)采用底返浇口，一般为二道或四道；冒口做补浇装置，其侧缘置有补浇口(8)；d、制作砂型冒口其冒口(6)采用集中于托轮中心上部，1)、冒口采用由里向外补缩通道L，由上向下补缩通道C，冒口直径介于轮毂(1)外径与减重孔(2)内侧尺寸之间，选取通用保温冒口尺寸D；2.)确定由里向外补缩通道L分别计算上、下凹槽底面间距离h3和相邻两减重孔之间的通道宽度B，以尺寸小者为补缩通道L；3.)保证冒口(6)由上向下补缩通道C≥L，最大不超过20mm；4)上部凹槽冒口下铸死，中心孔上部铸死；5)根据工艺出品率确定冒口浇注高度H，其H≥1.3D。
2.根据权利要求1所述的回转窑托轮铸造工艺方法，其特征在于根据已制作的回转窑托轮砂型浇铸钢水，浇铸钢水时，在钢水重量小于10t时用一个直浇口，大于或等于10t时要用两个直浇口；浇铸时，在两个浇口同时连续浇铸，内浇口(7)采用底返浇口，一般为2道或4道；在钢水返上冒口400mm后改从补浇装置浇完。
3.根据权利要求1所述的回转窑托轮铸造工艺方法，其特征在于回转窑托轮浇铸成型后的热处理工艺，其分为正火和回火两大部分，其正火工艺按托轮热处理工艺设计规范的正火工艺图进行；其回火工艺按托轮热处理工艺设计规范的回火工艺图进行，注意在装炉前，铸件及冒口根部高度100毫米范围内砂子要清理干净；a、正火工艺流程对托轮加热温度控制在200-300℃，保温时间四小时；然后升温到680℃，升温速度以每小时不大于50℃进行；在680±10℃范围内，保温时间五小时；然后升温到890℃，其升温速度以每小时不大于60℃进行；在890±10℃处范围内，进行均温和保温处理，其时间t＝两凹槽间距h3÷25×1.5小时；b、回火工艺流程对托轮进行回火处理，其加热温度至300-350℃时保温二个小时；然后升温到600℃，升温速度以不大于每小时50℃进行加热；在600±20℃范围内，先均温不小于四小时，再保温，时间t＝两凹槽间距h3÷25小时；然后，在炉内自然空气冷却至300℃以下出炉，冷却速度不大于每小时50℃进行降温；然后，按上述方法进行第二次回火处理；经过二次回火处理后，可以减少焊补及清除铁包砂的热应力，并便于加工；该热处理工艺根据采用铸造材质的实际化学成分确定。
全文摘要
一种回转窑托轮铸造工艺方法，其托轮的轮幅(3)上有均匀分布的若干个减重孔(2)，其回转窑托轮中轮毂(1)的轴芯孔(5)上部铸死，下部为盲孔；轮毂的上端罩有冒口(6)，冒口的侧缘置有补浇口(8)；轮缘(4)的上端置有出气孔(9)，轮缘的下端置有立式的内浇口(7)；每个减重孔的砂芯上端置有出气孔(9)，回转窑托轮铸造工艺方法，采用整体冷模挂砂工艺，其采用的工艺参数是收缩率选用2.2％；外圆加工量15mm，其余按标准放量；工艺出品率为70～75％；其技术方案铸造出的回转窑托轮强度和塑性达到使用标准，成品率极高，能保证回转窑托轮在生产上的安全运行。
文档编号C21D11/00GK1757462SQ20051001807
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者赵永让, 岳宗格, 张连振 申请人:中信重型机械公司