[发明专利]一种框架式铜水套及其铸造成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炉及高温炉上使用的铜水套，更具体地说，涉及一种框架式铜水套及其铸造成型方法。

背景技术

铜水套是一种以铜为材质的冷却水套，用于冶金炉及高温炉上的冷却设备，包括壁体，进水管道及出水管道，在壁体内设有冷却铜管，冷却铜管与进水管道及出水管道为一体式结构。铜水套以水为热交换介质，利用铜的导热性能，传递冶金炉窑本体温度，是冶金炉窑上重要的冷却装置。在冶金行业得到广泛应用。

铜水套和铁水套相比，具有更好的导热性能，冷却效果较好，能为冶金炉窑提供更好的保护；但铜水套结构强度比铁水套差，使用寿命相对铁水套要短一些，成本高一些。

针对这种情况，申请人在铜水套壁体外围四周设置铁框架，构成框架式铜水套，以提高铜水套强度。但铜与铁的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等都有很大的不同，这种框架式铜水套，铁框架和基体易出现结合度不良的缺陷，影响铁框架和基体的连接强度。

同时，采用现有铜水套的制造方法制作这种框架式铜水套，易造成以下问题：一是在铜水套冷却过程中，预埋槽钢与铜本体结合面处有严重的裂缝倾向，影响槽钢与铜水套本体的连接强度。二是在槽钢的转角处，因收缩受阻，发生翘曲现象，进一步影响槽钢与铜水套本体的连接强度。三是因槽钢在铜水套本体中冷却收缩规律不好掌握，导致铜水套外形尺寸不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅具有优良导热性能，冷却效果好，且结构强度较好，使用寿命长的框架式铜水套及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该框架式铜水套，包括基体，在所述基体内设有冷却铜管，所述冷却铜管连接有进水管道和出水管道，所述基体外围设有和所述基体一体成型的铁框架；所述铁框架包括设在所述基体外围和所述基体一体成型的槽钢，在所述槽钢内焊接有圆钢。

进一步地，所述圆钢相互间间隔250mm。

进一步地，所述基体外围所设槽钢相对接，所述槽钢相对接端端面为45度斜面，且所述槽钢相对接端端面相接触。

该框架式铜水套铸造成型方法，包括以下步骤；

造型：将木模具放置在造型平板上，砂箱放置其上，制作型腔；

预埋槽钢：在槽钢内焊接圆钢，焊接好后槽钢牢固固定在型腔中，槽钢转角相接处留出收缩间隙；

弯管：弯制紫铜管至设定形状；

预热：将固定好槽钢的砂箱放入烘房中烧制，温度360℃下保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；

预埋紫铜管：将弯制好的紫铜管放置在预热过的型腔中，固定好紫铜管，盖上盖箱后固定牢固；

熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；

浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，凝固后槽钢牢固固定在基体上；

开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；

锯冒口：将毛坯冒口锯掉；

机加工：按要求对毛坯进行机加工；

打磨后成品报验。

进一步地，预埋槽钢时，槽钢转角相接处留出的收缩间隙为两倍槽钢收缩值。

进一步地，槽钢内每间隔250mm焊接圆钢。

进一步地，机加工时，槽钢和基体加工成在同一平面上。

进一步地，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm。

本发明的优点在于：该框架式铜水套，通过在铜水套壁体外围设置铁框架，构成框架式铜水套，框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，圆钢起到固定槽钢的作用，保证槽钢的强度，进而保证槽钢与基体结合度好；铁框架能够提高铜水套的结构强度，提高铜水套的使用寿命，进而降低使用成本；同时该铜水套具有优良的导热性能，具有好的冷却效果。

该框架式铜水套铸造成型方法，铁框架由槽钢及和槽钢焊接的圆钢构成，保证槽钢的结构强度；进一步地且槽钢在浇注前和型腔同时预热；这样避免槽钢与基体结合面冷却后产生裂缝，保证槽钢和基体的连接强度；在槽钢转角相接处按铜铸件收缩率留出间隙，使铁框架在铸造时有空间收缩，进而防止槽钢浇注后发生翘曲，保证槽钢和基体结合良好，保证槽钢和基体的连接强度；进而进一步保证框架式铜水套的结构强度。

进一步的，制作型腔时，控制基体尺寸，使成型后铜水套装配间隙放大10～15mm，易于控制铜水套的装配在可控制范围内。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明框架式铜水套的结构示意图。