本发明涉及高炉热风炉支柱铸造领域,尤其涉及一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法,包括外型和砂芯的制作,砂芯两侧设有芯头,其特征在于,对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量,在其砂芯中段设置反变形弧段,该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为:fc=5ql
1.一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法,包括外型和砂芯的制作,砂芯两侧设有芯头,其特征在于,根据砂芯的长度,制作芯盒时,对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量,在其砂芯中段设置反变形弧段,该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为:xa0fcxa0=5ql⁴/384EI=5(F_浮-G_重)l³/384EI;xa0式中:q为作用于砂芯上的均布载荷,单位为xa0N/mxa0xa0;xa0l为两芯头间砂芯长度,单位为xa0m;xa0E为材料的弹性模量,单位为xa0GN/m²;xa0I为芯铁横截面的惯性矩,单位为xa0m⁴;F_浮为砂芯受铁水的浮力,单位为xa0N;xa0G_重为砂芯自重,单位为xa0N;所述芯头相对砂芯偏心设置,芯头中心轴线高于砂芯中心轴线,其偏心量b为2mm-4mm,抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。xa0技术领域
本发明涉及高炉热风炉支柱铸造领域,尤其涉及一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法。
背景技术
高炉热风炉支柱是热风炉炉箅子系统的主要铸件,用来承载其上方的炉箅子及格子砖蓄热体。目前国内外高炉热风炉支柱结构大多是中部为筒型、上下带法兰的形式,支柱高度为1500~3500mm,直径250~400mm,材质大多为RTCr或RTCr2,壁厚尺寸公差要求0~+3mm,其砂型采用冷硬树脂砂制作,按平做平浇工艺生产,由于铁水浮力的作用,造成冷硬树脂砂芯中段上浮,使支柱筒身部位壁厚一侧减薄,另一侧加厚,尺寸超差,壁厚很难保证均匀,铸后造成大量的废品。而如果采用立浇工艺方法,虽然能克服浮力的影响,使壁厚尺寸精度得以保证,但是降低了工作效率,同时浪费材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法,克服现有技术的不足,修正砂芯结构和尺寸,克服浮力的影响,使铸造出来的热风炉支柱产品尺寸精度能够达到技术要求。为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种保证高炉热风炉支柱壁厚精度的铸造方法,包括外型和砂芯的制作,砂芯两侧设有芯头,根据砂芯的长度,制作芯盒时,对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量,在其砂芯中段设置反变形弧段,该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为:fcxa0=5ql⁴/384EI=5(F_浮-G_重)l³/384EI;式中:q为作用于砂芯上的均布载荷,单位为xa0xa0N/mxa0xa0;l为两芯头间砂芯长度,单位为xa0xa0m;E为材料的弹性模量,单位为GN/m²;I为芯铁横截面的惯性矩,单位为xa0xa0m⁴;F_浮为砂芯受铁水的浮力,单位为xa0xa0N;G_重为砂芯自重,单位为xa0N。所述芯头相对砂芯偏心设置,芯头中心轴线高于砂芯中心轴线,其偏心量b为2mm-4mm,抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。与现有技术相比,本发明的有益效果是:解决了浇注铁水时,由于铁水浮力引起的热风炉支柱产品筒身部位壁厚变薄,尺寸超差的问题,使铸造出来的热风炉支柱产品壁厚尺寸精度能够达到技术要求,减少了大量废品,提高了生产效率,实现节能降耗。
附图说明
图1是本发明高炉热风炉支柱产品浇注状态示意图;图2是本发明砂芯结构示意图;图3是图2的左视图。图中:1-砂芯u30002-支柱本体u30003-外型u30004-注入水口xa0xa05-芯头
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明:见图1,是本发明高炉热风炉支柱产品浇注方法示意图,采用常规的平做平浇工艺,包括外型和砂芯的制作,砂芯两侧设有芯头,砂芯1位于支柱本体2的心部,支柱本体2外部为冷硬树脂砂制作的外型3,外型筒身中部设注入水口4。待型砂硬化后起箱、刷涂料,制做好外型型腔。将制做好的冷硬树脂砂的砂芯1放到外砂型型腔内。外型的上下砂型采用定位销定位和固定,提高定位精度。见图2,为了保证高炉热风炉支柱壁厚精度,根据砂芯的长度,制作芯盒时,对应浇注时砂芯中段的弯曲变形量,在其砂芯中段设置反变形弧段,该弧段水平中心的最大挠度fc的计算公式为:fcxa0=5ql⁴/384EI=5(F_浮-G_重)l³/384EI;式中:q为作用于砂芯上的均布载荷,单位为xa0xa0N/m;l为两芯头间砂芯长度,单位为m;E为材料的弹性模量,单位为Gxa0N/m²;I为芯铁横截面的惯性矩,单位为xa0m⁴;F_浮为砂芯受铁水的浮力,单位为N;G_重为砂芯自重,单位为xa0N。如当芯铁材质采用球墨铸铁时,芯铁直径100mm,砂芯直径248mm,两芯头间砂芯长度3000mm,F_浮为砂芯受铁水的浮力为xa010578xa0N;G_重为砂芯自重为xa04038xa0N,球墨铸铁E取为160Gxa0Nxa0/m²,芯铁截面的惯性矩I=Лd4/64=4.9087x10^-6xa0m⁴,砂芯中点的挠度fc计算为:Fc=5×(F_浮-G_重)l³/384EIxa0=5xa0(10578-4038)3³/384×160×10⁹×4.9087x10^-6=xa02.93mm。见图3,芯头5相对砂芯1偏心设置,芯头5中心轴线高于砂芯1中心轴线,其偏心量b为2mm-4mm,抵消浇注时砂芯整体上抬造成的变形量。芯头5下部为方形,方便定位。