一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及放射性廢物貯存技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造 和防腐工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 核電站在運行過程中產(chǎn)生的廢物經(jīng)過壓縮處理固化在廢物桶內(nèi)，廢物桶放置在廢 物暫存庫內(nèi)的連續(xù)鋼筋混凝土暫存井內(nèi)，上部放置一個重型鑄鐵井蓋板，蓋板起到屏蔽隔 離防護、減小周邊環(huán)境輻射劑量的作用。
[0003] 鑄鐵井蓋板采用HT200灰口鑄鐵澆筑，為上大下小的圓餅塞，厚200mm，上口直徑 為φ 1200mm,下口直徑為φ9〇〇η·πτι，鑄件蓋板整體面層涂刷防腐防輻射環(huán)氧涂層，使 表面易清潔易去污。鑄件蓋板上口頂面通過高強螺栓固定連接一個圓形的不銹鋼法蘭盤 (材質(zhì)為〇6Crl9NilO)，廠房吊車通過專用抓具固定法蘭盤進行蓋板的起重吊運。
[0004] 目前對于此種屏蔽防輻射的灰口鑄鐵井蓋板的澆筑，要求鑄件內(nèi)部致密、不得有 冷隔、澆不足和損失，確保屏蔽防護性能。尤其是防止面層氣孔、砂眼、縮孔缺陷現(xiàn)象，如控 制不好，可能造成鑄件報廢的現(xiàn)象。為了滿足鑄件蓋板表面光潔易去污，對于鑄件的面層油 漆涂層，要求不得有起皺流墜、砂眼疙瘩等瑕疵，漆膜涂層附著力強且表面平整光滑，達到 迅速去除輻射污染的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是提供一種可以提高內(nèi)部致密鑄件滿足屏蔽輻射要 求，確保防護性能，涂層平整光滑達到迅速去除輻射污染目的的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄 造和防腐工藝。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和 防腐工藝，包括以下步驟：
[0007] 步驟一、開模造型
[0008] 根據(jù)放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸制造模具，在所述模具中用樹脂砂進行造 型，獲取內(nèi)腔尺寸與放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸相同的樹脂砂型，所述樹脂砂型分為 上下兩部分砂型箱；
[0009] 步驟二、模具流涂
[0010] 將涂料反復二次均勻的覆蓋在模具表面，最后用酒精刷一遍，涂刷完畢后應(yīng)迅速 點燃烘烤；
[0011] 步驟三、合型裝配
[0012] 所述上下兩部分砂型箱合攏，并密封嚴實；
[0013] 步驟四、原材熔煉
[0014] 把包括質(zhì)量比55-65%的生鐵、24-30%的A3廢鋼、8-12%的冒口廢鐵的原材進行 熔煉，在熔煉水溫度達到1500度時對熔煉水進行化學元素分析，各比例含量滿足后倒入吊 包；
[0015] 步驟五、熔煉水澆筑
[0016] 注入吊包的熔煉水降溫至1350Γ后開始對合型裝配后的上下兩部分砂型箱進行 鑄件澆注；
[0017] 步驟六、開箱清砂
[0018] 所述熔煉水在上下兩部分砂型箱中固化完成后，取出鑄件；在鑄件冷卻至室溫后 清除粘砂和表面異物。
[0019] 在所述步驟六后還包括檢驗消缺步驟，對所述鑄件樣品進行超聲波光譜分析檢 測，檢查內(nèi)部隱蔽的氣孔、砂眼和縮孔缺陷。
[0020] 所述步驟八中的缺陷的直徑小于10mm，裂紋小于0. 2mm，深度小于50mm為合格鑄 件產(chǎn)品。
[0021] 所述步驟二中在涂料涂抹前采用酒精對涂料進行濃度稀釋。
[0022] 所述步驟四中原材還包括質(zhì)量比為3. 2-3. 5 %的碳、1. 5-1. 8 %的鎂、0. 8-1. 0% 猛、彡0. 12%的硫、彡0. 15%的磷微量元素。
[0023] 還包括步驟七、鑄件精加工
[0024] 將鑄件產(chǎn)品進行精加工；并保證精加工鑄件的表面粗糙度介于30-50 μ m之間；
[0025] 步驟八、精加工鑄件的表面清理
[0026] 對精加工鑄件涂裝前進行檢查，對凸凹不平處進行表面處理，后用干燥的壓縮空 氣進行除塵；
[0027] 步驟九、油污清洗
[0028] 對精加工鑄件表面進行淋洗或刷洗，確保徹底清理表面的油污和其它污物，獲得 清潔鑄件。
[0029] 還包括步驟十、第一遍底漆
[0030] 采用電動高壓無氣噴槍噴涂方式，噴射壓力比為45:1對所述清潔鑄件進行環(huán)氧 底漆噴涂，從而獲得一次底漆鑄件；
[0031] 步驟^^一、原子灰找平
[0032] 對所述一次底漆鑄件存在的凹陷采用原子灰進行修補找平，一次不到位的進行分 次批刮，干燥后進行打磨清理灰塵；
[0033] 所述環(huán)氧底漆的主劑和固化劑重量比例為5:1，使用前攪拌均勻，漆膜干膜厚度為 40 μ m~50 μ mX 1，噴涂底漆的環(huán)境溫度為5~50°C，濕度< 85%，所述清潔鑄件被涂表面 溫度高于露點3°C，干燥時間（23°C )表干彡lh，實干彡24h ;
[0034] 還包括步驟十二、第二遍底漆
[0035] 重復步驟十，重新噴涂一遍環(huán)氧底漆，本次噴涂底漆后，須達到實際干燥24h ;
[0036] 步驟十三、面漆噴涂
[0037] 環(huán)氧面漆噴涂環(huán)境溫度同底漆，噴涂干膜厚度為50-60 μ mX 2,面漆噴涂兩遍，兩 遍面漆的間隔時間為12小時，從而獲得放射性廢物井鑄鐵蓋板防腐成品。
[0038] 本發(fā)明的有益效果：
[0039] (1)通過鑄件的選材和配方，鑄件模具系統(tǒng)設(shè)計分上下箱，設(shè)置冒口和排氣孔，鑄 件大面在下箱，從上箱位置進行澆筑，可使得鑄件澆筑后組織嚴密，減少微縮、無冷隔等缺 陷。
[0040] (2)鑄件澆口、澆道位于上箱面，且上箱小面模具放大10mm高度，便于澆筑后雜質(zhì) 集中漂浮于上箱的上層面和冒口，鑄件完成后切割冒口、澆道，對雜質(zhì)層進行打磨車洗，減 小整體鑄件內(nèi)部有損防護性能、影響使用的缺陷，通過試驗及UT的檢測，其鑄造的鑄件內(nèi) 部缺陷直徑和數(shù)量在屏蔽輻射的范圍內(nèi)。
[0041] (3)鑄件的防腐前做好基層的預處理，采用電動高壓無氣噴涂，施工涂層表面光 潔，附著力均大于2· 5MP。
【附圖說明】
[0042] 圖1為核電站放射性廢物井鑄鐵蓋板示意圖；
[0043] 圖2為核電站放射性廢物井示意圖；
[0044] 圖3為本發(fā)明的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝流程圖；
[0045] 圖中：1高強螺栓，2-不銹鋼法蘭，3-HT200灰口鑄鐵蓋板，4-暫存井，5-廢物桶， 6_鑄鐵井蓋板。
【具體實施方式】
[0046] 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0047] 如圖3所示，本發(fā)明一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，包括以下步驟：
[0048] 步驟一、原材料制造
[0049] 采用質(zhì)量比例分別為HT18號優(yōu)質(zhì)生鐵55-65 %、A3廢鋼24-30 %、冒口廢鐵 8% -12%作為所述放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄件的原材料，成分不足時用75號優(yōu)質(zhì)硅鐵及 65號優(yōu)質(zhì)錳鐵補充；
[0050] 步驟二、開模造型
[0051] 根據(jù)放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸制造模具，在所述模具中用樹脂砂進行造 型，獲取內(nèi)腔尺寸與放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸相同的樹脂砂型，所述樹脂砂型分為 上下兩部分砂型箱，上箱面設(shè)置排氣孔；
[0052] 步驟三、模具流涂
[0053] 采用酒精對醇基涂料進行濃度稀釋，完成后將涂料反復二次均勻的覆蓋在模具表 面，不得有流痕和刷痕，最后用酒精刷一遍，涂刷完畢后應(yīng)迅速點燃烘烤；使涂層致密附著 力強，確保鑄件表面光滑平整，防止?jié)沧⑦^程中對鑄件造成氣孔；模具內(nèi)腔涂層厚度控制在 0. 5mm，澆道系統(tǒng)涂料厚度可為0. 3mm ;
[0054] 步驟四、合型裝配
[0055] 所述上下兩部分砂型箱通過其外側(cè)設(shè)有的三個定位精準的合攏扣合攏，并用膠水 和封箱條把接觸面密封嚴實，避免在澆筑過程中漏箱；
[0056] 步驟五、原材熔煉
[0057] 通過中頻電爐把質(zhì)量比55-65 %的生鐵、24-30 %的A3廢鋼、8-12 %的冒口廢鐵 進行熔煉，并根據(jù)比例增加3. 2-3. 5 %的碳、1. 5-1. 8 %的鎂、0. 8-1. 0 %錳、彡0. 12 %的硫、 < 0. 15%的磷微量元素，在熔煉水溫度達到1500度時對熔煉水進行化學元素分析，各比例 含量滿足后倒入吊包；
[0058] 步驟六、熔煉水澆筑
[0059] 注入吊包的熔煉水降溫至1350Γ后開始對合型裝配后的上下兩部分砂型箱進行 鑄件澆注；從上箱口的澆口灌入通過環(huán)形澆道注入內(nèi)腔，澆筑后氣體通過上箱面的出氣孔 排除；以保證行腔中的氣體排出，改善液態(tài)金屬的充盈能力，監(jiān)視其充滿的程度。同時澆筑 液體到達澆口位置，避免上箱面出現(xiàn)微縮。所述澆筑鑄件應(yīng)保證留有上口面高出l〇mm的加 工余量，以便在澆筑完成鐵水的雜質(zhì)漂浮在上箱面后，對鑄件上口面進行車洗，從而確保加 工后蓋板鑄件內(nèi)部隱藏的氣孔、砂眼、微縮等缺陷直徑不大于l〇mm厚度；
[0060] 步驟七、開箱清砂
[0061] 所述熔煉水在上下兩部分砂型箱中固化24個小時后，打開上下兩部分砂型箱，取 出鑄件；
[0062] 步驟八、鑄件清理
[0063] 在鑄件冷卻至室溫后清除粘砂和表面異物，清理所需蓋板鑄件多余外形部分，切 割打磨冒口、澆口、毛刺等凸出物，從而獲得鑄件樣品；
[0064] 步驟九、檢驗消缺
[0065] 對所述鑄件樣品進行超聲波光譜分析檢測，檢查內(nèi)部隱蔽的氣孔、砂眼和縮孔缺 陷，所述缺陷的直徑小于1〇_，裂紋小于〇. 2_，深度小于50mm為合格鑄件產(chǎn)品；
[0066] 步驟十、鑄件精加工
[0067] 將合格鑄件產(chǎn)品運輸至立車車間進行精加工，通過數(shù)控機床對鑄件進行精加工， 保證構(gòu)件完成后的各部位尺寸和精度質(zhì)量，獲得精加工鑄件；并保證精加工鑄件的表面粗 糙度介于30-50 μ m之間，滿足GB/T8923中Sa2. 5級；
[0068] 步驟十一、精加工鑄件的表面清理
[0069] 對精加工鑄件涂裝前進行檢查，對凸凹不平處通過手工或機械工具對銹蝕的表面 進行刷、鏟、磨、刮進行表面處理，后用干燥的壓縮空氣進行除塵，表面除銹達到GB/T8923 中St3級標準規(guī)定；
[0070] 步驟十二、油污清洗
[0071] 精加工鑄件表面用金屬清洗劑或潔凈的工業(yè)汽油進行淋洗或刷洗，確保徹底清理 表面的油污和其它污物，提高油漆施工的附著力，從而獲得清潔鑄件；清潔處理完成后與涂 裝之間間隔時間不得大于4小時；
[0072] 步驟十三、第一遍底漆
[0073] 采用電動高壓無氣噴槍噴涂方式，噴射壓力比為45:1對所述清潔鑄件進行環(huán)氧 底漆噴涂，從而獲得一次底漆鑄件；
[0074] 所述環(huán)氧底漆的主劑和固化劑重量比例為5:1，使用前攪拌均勻，漆膜干膜厚度為 40 μ m~50 μ mX 1，噴涂底漆的環(huán)境溫度為5~50°C，濕度< 85%，所述清潔鑄件被涂表面 溫度高于露點3°C，干燥時間（23°C )表干彡lh，實干彡24h ;
[0075] 步驟十四、原子灰找平
[0076] 對所述一次底漆鑄件存在的凹陷采用原子灰進行修補找平，一次不到位的進行分 次批刮，干燥后進行打磨清理灰塵；
[0077] 步驟十五、第二遍底漆
[0078] 重復步驟十三，重新噴涂一遍環(huán)氧底漆，本次噴涂底漆后，須達到實際干燥24h ;
[0079] 步驟十六、面漆噴涂
[0080] 環(huán)氧面漆噴涂環(huán)境溫度同底漆，噴涂干膜厚度為50-60 μ mX 2,面漆噴涂兩遍，兩 遍面漆的間隔時間為12小時，從而獲得放射性廢物井鑄鐵蓋板防腐成品。
[0081] 鑄件的涂裝要求：
[0082] 1)本方法的涂裝漆膜厚度要求不得小于180 μ m，噴涂遍數(shù)為2道底漆2道面漆， 對于邊角位置底漆加厚；
[0083] 2)對鑄件上口面安裝法蘭盤的螺栓眼采用等規(guī)格的普通螺栓臨時擰上，防止油漆 對螺栓孔眼堵塞；涂裝完成拆除普通螺栓。
【主權(quán)項】
1. 一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、開模造型 根據(jù)放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸制造模具，在所述模具中用樹脂砂進行造型，獲 取內(nèi)腔尺寸與放射性廢物井鑄鐵蓋板外形尺寸相同的樹脂砂型，所述樹脂砂型分為上下兩 部分砂型箱； 步驟二、模具流涂 將涂料反復二次均勻的覆蓋在模具表面，最后用酒精刷一遍，涂刷完畢后應(yīng)迅速點燃 烘烤； 步驟三、合型裝配 所述上下兩部分砂型箱合攏，并密封嚴實； 步驟四、原材熔煉 把包括質(zhì)量比55-65 %的生鐵、24-30 %的A3廢鋼、8-12 %的冒口廢鐵的原材進行熔 煉，在熔煉水溫度達到1500度時對熔煉水進行化學元素分析，各比例含量滿足后倒入吊 包； 步驟五、熔煉水澆筑 注入吊包的熔煉水降溫至1350 °C后開始對合型裝配后的上下兩部分砂型箱進行鑄件 澆注； 步驟六、開箱清砂 所述熔煉水在上下兩部分砂型箱中固化完成后，取出鑄件；在鑄件冷卻至室溫后清除 粘砂和表面異物。2. 按照權(quán)利要求1所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：在所 述步驟六后還包括檢驗消缺步驟，對所述鑄件樣品進行超聲波光譜分析檢測，檢查內(nèi)部隱 蔽的氣孔、砂眼和縮孔缺陷。3. 按照權(quán)利要求2所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：所述 步驟八中的缺陷的直徑小于1〇_，裂紋小于0. 2_，深度小于50_為合格鑄件產(chǎn)品。4. 按照權(quán)利要求1所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：所述 步驟二中在涂料涂抹前采用酒精對涂料進行濃度稀釋。5. 按照權(quán)利要求1所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：所述 步驟四中原材還包括質(zhì)量比為3. 2-3. 5 %的碳、1. 5-1. 8 %的鎂、0. 8-1. 0 %錳、< 0. 12%的 硫、<0. 15 %的磷微量元素。6. 按照權(quán)利要求1所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：還包 括步驟七、鑄件精加工 將鑄件產(chǎn)品進行精加工；并保證精加工鑄件的表面粗糙度介于30-50 μ m之間； 步驟八、精加工鑄件的表面清理 對精加工鑄件涂裝前進行檢查，對凸凹不平處進行表面處理，后用干燥的壓縮空氣進 行除塵； 步驟九、油污清洗 對精加工鑄件表面進行淋洗或刷洗，確保徹底清理表面的油污和其它污物，獲得清潔 鑄件。7. 按照權(quán)利要求1所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：還包 括步驟十、第一遍底漆 采用電動高壓無氣噴槍噴涂方式，噴射壓力比為45:1對所述清潔鑄件進行環(huán)氧底漆 噴涂，從而獲得一次底漆鑄件； 步驟十一、原子灰找平 對所述一次底漆鑄件存在的凹陷采用原子灰進行修補找平，一次不到位的進行分次批 刮，干燥后進行打磨清理灰塵。8. 按照權(quán)利要求7所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：所 述環(huán)氧底漆的主劑和固化劑重量比例為5:1，使用前攪拌均勻，漆膜干膜厚度為40 μπι~ 50 μ mX 1，噴涂底漆的環(huán)境溫度為5~50°C，濕度< 85%，所述清潔鑄件被涂表面溫度高于 露點3°C，干燥時間（23°C )表干彡lh，實干彡24h。9. 按照權(quán)利要求8所述的放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，其特征在于：還包 括步驟十二、第二遍底漆 重復步驟十，重新噴涂一遍環(huán)氧底漆，本次噴涂底漆后，須達到實際干燥24h ; 步驟十三、面漆噴涂 環(huán)氧面漆噴涂環(huán)境溫度同底漆，噴涂干膜厚度為50-60 μ mX 2,面漆噴涂兩遍，兩遍面 漆的間隔時間為12小時，從而獲得放射性廢物井鑄鐵蓋板防腐成品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種放射性廢物井鑄鐵蓋板鑄造和防腐工藝，包括以下步驟：步驟一、開模造型；步驟二、模具流涂；步驟三、合型裝配；步驟四、原材熔煉；步驟五、熔煉水澆筑；步驟六、開箱清砂；步驟七、鑄件精加工；步驟八、精加工鑄件的表面清理；步驟九、油污清洗；還包括步驟十、第一遍底漆；步驟十一、原子灰找平；步驟十二、第二遍底漆；步驟十三、面漆噴涂。本發(fā)明的工藝方法可以提高內(nèi)部致密鑄件滿足屏蔽輻射要求，確保防護性能，涂層平整光滑達到迅速去除輻射污染目的。
【IPC分類】B22C9/02, B05D3/04, B05D7/14, B22C9/08
【公開號】CN105710290
【申請?zhí)枴緾N201410728313
【發(fā)明人】童金元, 何先軍, 秦玉偉, 劉向榮, 湯洪澤, 夏文娟, 岳軍平, 葉海波
【申請人】中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司