[發明專利]一種制備具有鑄入鋼管的鑄鐵件方法

有效

• 申請號: 201911044102.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110814282B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 鄧守梁;萬黎明;楊海俊;時均偉;孫波
• 申請（專利權）人: 本溪鋼鐵（集團）機械制造有限責任公司;本鋼板材股份有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C9/24;B22D27/04
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

本發明公開了一種制備具有鑄入鋼管的鑄鐵件方法，該方法主要利用氮氣不與鐵發生化學反應的特性，實現鑄入鋼管的防氧化目的。具體而言，將鑄入鋼管內的空氣通過氮氣置換完全后，再進行鐵水的澆鑄，并在澆鑄的同時，持續通入氮氣，該氮氣在防止鑄入鋼管內壁發生氧化的同時，還可以帶走大量的熱量，加速包裹在鑄入鋼管外壁周圍的鐵水凝固，進而增加高溫時鑄入鋼管的強度，提高產品的質量，該制備方法具有易于操作，安全系數高等優點。

技術領域

本發明公開涉及鑄鐵件制備的技術領域，尤其涉及一種制備具有鑄入鋼管的鑄鐵件方法。

背景技術

當鑄鐵件使用在高溫烘烤以及高溫流沖擊等環境中，為了防止鑄鐵件受熱后受損以及防止與其連接部件受熱后損壞，需要在鑄鐵件中鑄入用于鑄鐵件降溫的結構，以進行鑄鐵件的降溫。通常的做法是在鑄鐵件中鑄入鋼管，鑄入鋼管后，將鑄入鋼管接入外部封閉(水)循環散熱系統中，進而將傳入鑄鐵件的熱量帶走。

目前，在具有鑄入鋼管的鑄鐵件制備過程中，由于在鐵水澆鑄時，受高溫鐵水烘烤以及包裹，鋼管溫度瞬間達到1300℃左右，鋼管內壁與空氣中氧氣及水分子發生復雜化學反應，在逐漸凝固及冷卻過程中反應不斷進行，最終形成以鐵的氧化物為主的致密氧化層，由于上述氧化層中氧化物的導熱系數與鋼管的導熱系數相差20倍以上，致使內壁附有氧化層的鋼管導熱能力急劇降低。

為了防止鑄入鋼管在鑄鐵件制備過程中發生氧化，目前，主要采用通水冷卻法，具體而言，在鐵水澆鑄過程中向鑄入鋼管中通入帶有一定壓力且一定流量的冷卻水，進而降低鋼管溫度，防止氧化反應。但該方法在操作過程中，由于水壓、流量不好控制，而且容易發生漏水現象，導致鋼管內冷卻水急劇氣化，影響鑄鐵件的生產質量以及生產安全，存在危險系數高、生產質量差等問題。此外，該種通水冷卻法，由水量較大，還存在操作困難的問題。

因此，如何研發一種新的適用于具有鑄入鋼管的鑄鐵件的制備方法，使其既能防止鑄入鋼管內部發生氧化，又安全可靠、易于操作，成為人們亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種制備具有鑄入鋼管的鑄鐵件方法，以至少解決以往的通水冷卻法，存在危險系數高、生產質量差以及操作困難等問題。

本發明提供的技術方案，具體為，一種制備具有鑄入鋼管的鑄鐵件方法，該方法包括如下步驟：

將鑄入鋼管按照設計圖紙放置在裝有型砂的砂箱中，并將鑄入鋼管的一端端口封堵插設第一柱塞，所述第一柱塞中設置有貫通上下兩端的進氣管；

將所述第一柱塞中的進氣管通過軟管與儲氣罐連通，向所述鑄入鋼管內通入氮氣，待所述鑄入鋼管內的空氣置換完全后，向所述砂箱中澆鑄鐵水，同時，持續通入氮氣20～25分鐘后，將鑄入鋼管的另一端端口封堵插設第二柱塞，并降低通入的氮氣流量，其中，所述第二柱塞中設置有貫通上下兩端的出氣管；

待澆鑄完成且澆鑄的鑄鐵件溫度低于500℃時，停止通入氮氣，并將第一柱塞和第二柱塞分別從鑄入鋼管的兩端端口拆除，冷卻、脫模后，獲得鑄鐵件。

優選，所述第一柱塞和第二柱塞均為金屬柱塞，且在第一柱塞和第二柱塞的外部均包裹有一層彈性高溫密封層。

進一步優選，所述第一柱塞插入所述鑄入鋼管一端端口的深度為50mm以上。

進一步優選，所述第二柱塞插入所述鑄入鋼管另一端端口的深度為50mm以上。

進一步優選，所述第二柱塞中出氣管的口徑小于所述第一柱塞中進氣管的口徑。

進一步優選，所述儲氣罐為穩壓儲氣罐。

進一步優選，通入氮氣的壓強為0.4MPa。

進一步優選，所述降低通入的氮氣流量，具體為，將氮氣的流量降低45％～55％。