專利名稱：：鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鑄件的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種高鉻耐熱鑄件的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條為高鉻耐熱鑄件，需求量十分巨大，但其質(zhì)量要求較高。除材料成分需達(dá)到要求外，鑄件的尺寸精度達(dá)ISO80626級，縱向、橫向彎曲度《0.5mm，表面光潔度《50S，上世紀(jì)90年代以來，由于價格的競爭，世界上主要發(fā)達(dá)國家，特別是日本的爐條生產(chǎn)逐步向中國進(jìn)行梯度轉(zhuǎn)移，并且促使其生產(chǎn)工藝不斷更新。從最初的日本用殼型鑄造工藝批量生產(chǎn)到1996年我所開發(fā)成功釆用水玻璃為粘結(jié)劑的熔模鑄造工藝大批量生產(chǎn)各種型號的爐條，并大量出口日本等國家。目前生產(chǎn)所采用的方法一水玻璃為粘結(jié)劑的熔模鑄造工藝，雖然能達(dá)到上述要求，但這種生產(chǎn)方法很復(fù)雜，其生產(chǎn)過程如下備臘料一蠟?zāi)Ｖ圃煲粴ば沃圃煲幻撓炓荒ぷ匀桓稍镆荒け簾粷沧⒁磺謇泶蚰ヒ患訜嵴?。不僅工序多，生產(chǎn)周期長(3天左右)，其中二道工序消耗能源。但從2000年以來，由于金屬材料及鑄造原輔材料價格的上漲、人民幣的升值等因素，采用水玻璃為粘結(jié)劑的熔模鑄造工藝來生產(chǎn)各種型號的爐條已失去了原有的市場競爭力。所以為了降低生產(chǎn)成本，并進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)量，必須再次對生產(chǎn)工藝進(jìn)行改革，在滿足高質(zhì)量要求的前提下，試驗研究生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的新生產(chǎn)工藝。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種即能確保產(chǎn)品的高質(zhì)量要求，又高效合理、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)成本更低的鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝。為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝包括a)混制型砂在重量比50%的50/70目的原砂和50%的70/140目的原砂中，加入重量占總砂量4一5%改性水玻璃混制型砂；b)造型采用垂直造型工藝，制造若干砂型，每個鑄件的兩部分型腔分別對應(yīng)設(shè)于相鄰兩砂型內(nèi)，在砂型緊實后立即吹C02氣體，硬化后實施起模，取出砂型，c)上涂料在砂塊的型腔面上涂料，采用淋涂的方式，涂料采用快干醇基涂料，點燃自干-，d)合型將砂型對應(yīng)垂直合型成串e)澆注在成串的砂型上放上澆口杯，依次澆鑄。所述的原砂是精制石英砂或海砂。所述的改性水玻璃可以為433水玻璃粘結(jié)劑或466水玻璃粘結(jié)劑。所述的改性水玻璃涂料濃度最好為波美度40—45°。砂型緊實后通C02氣硬化，C02氣體壓力最好為10—20MPa，時間最好為30—50秒。本發(fā)明生產(chǎn)爐條的生產(chǎn)工藝與目前采用的水玻璃為粘結(jié)劑的熔模鑄造工藝相比主要有如下優(yōu)點.-A)投入少、上馬快；B)工序少、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)周期短；C)減少環(huán)境污染；D)降低能源消耗；E)經(jīng)濟(jì)效益好，生產(chǎn)成本可降15%左右首先按照本發(fā)明生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條，完全能夠滿足其特定的質(zhì)量指標(biāo)；在此前提下采用本工藝來生產(chǎn)爐條其生產(chǎn)成本可下降10%以上，而本發(fā)明采用的垂直造型、無箱疊型澆注工藝其操作相對簡單易行、利于高效率生產(chǎn)；同時由生產(chǎn)中的選材和工藝決定其舊砂的回用率極高，而且該工藝在節(jié)能和污染方面也具有顯著的改進(jìn)。為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細(xì)說明，其中圖1為本發(fā)明實施例中鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的外形；圖2為本發(fā)明實施例中砂型合型的示意圖。圖中l(wèi).爐條鑄件單側(cè)型腔2.單個砂型3.澆口杯具體實施例方式圖3示出了本發(fā)明的工藝流程a)混制型砂經(jīng)過大量的試驗我們選擇以下二種原砂以及二種改性水玻璃粘結(jié)劑作為本發(fā)明的原輔材料，并進(jìn)行性能對比試驗,從而選出粘結(jié)劑加入量少、強度性能好的原砂及粘結(jié)劑。其中原砂指標(biāo)含泥量(％):海砂0.40;石英砂0.34Si02含量(％):海砂97.8;石英砂98.9改性水玻璃粘結(jié)劑選用上海市機械制造工藝研究所有限公司鑄造分所公開銷售的433和466水玻璃粘結(jié)劑，其物理性能如表一。表一二種改性水玻璃粘結(jié)劑的物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>原砂采用重量比50%的50/70目的原砂和50%的70/140目的原砂，在原砂中加入重量占總砂量4一5%改性水玻璃混制型砂；可采用葉片式二輾輪式混砂機，混砂時間2-3分鐘。用二種原砂以及二種改性水玻璃粘結(jié)劑配制型砂的型砂性能如表二表二各實施例型砂性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>b)造型本發(fā)明采用垂直造型及無箱疊型澆注工藝，制造若干砂型，這種方式型砂消耗量最少，造型效率高，而且工裝簡單，上馬快、投入少。在砂型緊實后立即吹C02氣體，通C02氣體的壓力和時間如表三，硬化后實施起模，取出砂型，表三硬化時的C02氣體壓力和通氣時間<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過試驗，我們得出以下結(jié)論用50%50/70粒度，50%70/140粒度原砂配制的型砂，當(dāng)粘結(jié)劑加入量為4一5%時，其強度性能滿足要求，型砂表面光潔，穩(wěn)定性好。采用在砂塊中部吹C02氣體使砂型硬化，僅30秒就能使砂塊硬化，而且C02消耗量少。采用上述造型、硬化、起模方法能得到高精度砂塊，砂塊尺寸比模具尺寸僅大0.20/500mm左右。c)上涂料在砂塊的型腔面上涂料，涂料采用快干醇基涂料，方法采用噴涂或淋涂或浸涂，點燃自干-,由于高鉻鑄鐵含鉻25—28%，澆注溫度較高，約150(TC左右，而且它與普通石英砂易產(chǎn)生化學(xué)粘砂，根本無法清理。另外鑄型采用改性水玻璃粘結(jié)劑制成，不宜采用水基涂料，必須采用醇基涂料。經(jīng)過大量試驗我們根據(jù)爐條產(chǎn)品的材料特點，各實施例中我們分別選用了由上海市機械制造工藝研究所有限公司鑄造分公司公開銷售的800，700，201，100四種涂料，四種涂料的物理性能見表四。表四涂料的物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>涂料濃度最好為波美度40—45°。另外上涂料的方法以及涂料的厚薄對鑄件的表面質(zhì)量也有較大影響，也必須進(jìn)行試驗研究。為此我們對四種上涂料的方法開展試驗研究，以下為四種上涂料的方法刷涂；噴涂；淋涂；浸涂。通過試驗，我們得出以下結(jié)論1)刷涂鑄型表面有刷痕，鑄型輪廓不清晰，效率低，故不采用。2)噴涂鑄型表面雖然光潔，但干燥后強度較差，特別是噴涂時噴槍經(jīng)常堵塞，操作十分不便，而且操作環(huán)境很差，故不宜采用。3)淋涂將涂料澆在鑄型內(nèi)，然后將鑄型內(nèi)的涂料返回涂料筒內(nèi)。此方法操作方便，涂層厚薄均勻，輪廓清晰，涂層強度高，效率高，涂料消耗少，是比較理想的方法。4)浸涂此方法效果與淋涂相差不大，但操作不便，涂料消耗也較多。故本發(fā)明各實施例采用淋涂的方式。d)合型將砂型對應(yīng)垂直合型成串(如圖2所示)每串8-10個砂型，可澆7-9個鑄件。e)澆注各實施例選用的材料成份如下Cr:1.5%;Si:1.3%;Mn:0.9%;Cr:26%;Ni:1.0%;其余為Fe。澆注溫度1500°C;制作相應(yīng)的澆冒口，依次澆注成型。實施例中改性水玻璃433與466在混砂、造型、砂型強度方面二者無明顯差別，都能滿足要求，在澆注時433有少量可燃?xì)怏w放出，466無煙氣，只是因前者成分中含有少量樹脂而后者成分中沒有之故。各實施例表明按照本發(fā)明工藝能生產(chǎn)出表面光潔、尺寸精度高的爐條。經(jīng)測定其爐條尺寸公差、彎曲如下(詳見表五)，爐條鑄件圖l所示爐條縱向長度為496mm，橫向?qū)挾葹?20mra?？v向彎曲0.25mm—0.35mm;橫向彎曲0.20mm—0.35mm;尺寸公差I(lǐng)SO8062CT56級；表面光潔度25S—50S。表五各實施例生產(chǎn)爐條的尺寸公差及彎曲例縱向彎曲橫向彎曲尺寸公差表面光潔度mmmmISO8062CTs10.250.305258<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>同時本發(fā)明生產(chǎn)過程中的型砂具有很高的回用率用433粘結(jié)劑的舊砂要通過水洗、烘干才能回用，回用率約90%。用466粘結(jié)劑的舊砂可用干法回用，舊砂再生經(jīng)破碎研磨、過篩除塵等過程，回用率為85%—90%。另外，本發(fā)明的工藝方案具有很高的環(huán)境保護(hù)價值。目前采用水玻璃精密鑄造工藝生產(chǎn)爐條時，由于生產(chǎn)后的廢砂無法回用，只能作為工業(yè)垃圾廢棄，因此，存在著較大的環(huán)境污染和資源利用率低的問題。而我們研究的目的是用C02硬化改性水玻璃砂、無箱疊型造型工藝來代替以上的鑄造工藝，并且生產(chǎn)后的廢砂可以回用，從而，對環(huán)境保護(hù)以及資源的充分利用，起到了極大的積極作用。采用水玻璃精密鑄造工藝生產(chǎn)爐條時，在脫蠟、模殼焙燒等幾個環(huán)節(jié)，均需要用煤來加熱，一般情況下，生產(chǎn)1噸鑄件要消耗250公斤煤，煤炭是國家的主要能源資源之一，使用煤炭，既消耗了資源，同時又帶來了環(huán)境污染問題。而我們用C02硬化改性水玻璃砂、無箱疊型造型工藝來代替以上的鑄造工藝，在整個生產(chǎn)過程中，不需要使用煤炭，因此，減少了環(huán)境污染、節(jié)約了能源資源，并且降低了能源消耗。也避免了水玻璃精密鑄造工藝在制殼過程中產(chǎn)生大量煙氣和粉2污染環(huán)境、影響生產(chǎn)工人健康的弊端。權(quán)利要求1.一種鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝包括a)混制型砂在重量比50％的50/70目的原砂和50％的70/140目的原砂中，加入重量占總砂量4—5％改性水玻璃混制型砂；b)造型采用垂直造型工藝，制造若干砂型，每個鑄件的兩部分型腔分別對應(yīng)設(shè)于相鄰兩砂型內(nèi)，在砂型緊實后立即吹CO2氣體，硬化后實施起模，取出砂型，c)上涂料在砂塊的型腔面上涂料，采用淋涂的方式，涂料采用快干醇基涂料，點燃自干；d)合型將砂型對應(yīng)垂直合型成串e)澆注在成串的砂型上放上澆口杯，依次澆鑄。2.根據(jù)如權(quán)利要求l所述的鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的原砂是精制石英砂或海砂。3.根據(jù)如權(quán)利要求1或2所述的鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的改性水玻璃為433粘結(jié)劑或466結(jié)劑。4.根據(jù)如權(quán)利要求3所述的鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的改性水玻璃涂料濃度為波美度40—45°。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑄造工藝，其特征在于砂型緊實后通C02氣硬化，C02氣體壓力為10—20MPa，時間為30—50秒。全文摘要本發(fā)明公開了一種鋼廠燒結(jié)設(shè)備用爐條的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝包括混制型砂，即50％的50/70目、50％的70/140目的原砂中加入4-5％改性水玻璃混制型砂；造型，即采用垂直造型工藝，吹CO₂硬化后起模；上涂料，即采用淋涂的方式涂刷快干醇基涂料；合型，即將砂型對應(yīng)垂直合型成串然后制作相應(yīng)的澆冒口澆注成型。該生產(chǎn)工藝完全滿足爐條的特定質(zhì)量要求，而其生產(chǎn)成本可下降10％以上，并且還可以提高生產(chǎn)效率，特別是能夠減少環(huán)境污染、提高資源的利用率以及降低能源消耗。文檔編號B22C9/00GK101509667SQ200910047229公開日2009年8月19日申請日期2009年3月9日優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日發(fā)明者周耀忠,軍毛,剛金,錢宏生,玥陳申請人:上海市機械制造工藝研究所有限公司