用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝的製作方法
2023-12-05 04:30:01
專利名稱：用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝。
目前生產球墨鑄鐵管有三種工藝其一為立式鑄管工藝；其二為連續鑄管工藝；其三為離心鑄管工藝。離心鑄管工藝，按鑄型分類有金屬型和砂型。離心金屬型鑄管工藝，金屬模必須定期更換，金屬模價格昂貴，維修複雜，而且生產出的球墨鑄鐵管必須進行熱處理，成本高。離心砂型鑄管工藝，需要大量的鑄造用砂和昂貴的砂處理設備。
美國專利局1964年5月12日公布的申請號為3132387，名稱為「離心鑄造方法」，介紹一種新的鑄造方法，使之既可以避開離心砂型方法的大量用砂和昂貴的砂處理設備，又可以避開金屬型方法的由於金屬模更換頻繁而造成價格昂貴的缺點。該專利是將一定數量的造型材料，用離心方法均勻地布在模內表面上，布料後向型料吹以二氧化碳進行固化。該造型材料是一種混合物，其中含有可以通過吹某種氣體予以固有化的粘結劑，如選用一種靠某種鹼性的矽酸鹽，矽酸鈉(水玻璃)為粘結劑。造好型後即可按常規的離心方法進行離心鑄造。但該專利並沒有介紹該型砂具體成分和配比，也沒有介紹制型砂的工藝，而主要介紹其布砂機的結構，構造及使用方法。
本發明的目的是提供一種改進的離心樹脂砂型鑄管工藝，採用稀土鎂做球化劑，製造出不需要熱處理的樹脂砂型稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管。
本發明是這樣實現的，即用布砂機實現對金屬管模內壁的均勻布砂。附
圖1為樹脂砂型鑄鐵管布砂機示意圖，也作為說明書摘要的附圖。布砂機是由金屬管模1、布砂槽2、布砂車3和託輥4組成。用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管的工藝，是用熱固離心方法製成樹脂砂型，即將金屬管模1加熱至220～250℃，往布砂槽2內加入一定量的樹脂砂，金屬管模1放在布砂機託輥4上，託輥4的直徑為500～900毫米，金屬管模與託輥之間夾角為70～125度，布砂車3以10～14米/分速度前進使布砂槽2全部進入金屬管模1內。轉動金屬管模1，其轉動速度為45～180轉/分，然後轉動布砂槽2(與金屬管模1轉動方向相同)轉動速度為3～4轉/分，使樹脂砂均勻布入金屬管模1內壁、形成厚度為5～8毫米均勻的樹脂砂型。布砂車3退出使布砂槽2全部從金屬管模1內退出，經過2～4分鐘樹脂砂固化成型，將金屬管模1從布砂機上移至離心鑄造機上旋轉，再將球化處理的鐵水從金屬管模一端注入並形成管狀，鐵水凝固後，離心機停止旋轉，管模移至脫模機從一端將成型的管子拉出。
附圖1所示裝置是製造樹脂砂型的主要設備，其中布砂槽2的旋轉是通過電動機→減速機→連軸節實現。布砂車3的行走是通過電動機→減速機→皮帶輪→車軸實現。布砂機託輥4的旋轉是通過電動機→減速機→齒軸聯軸節實現。金屬管模1的旋轉是通過布砂機託輥4→金屬管模1實現。樹脂砂是由原砂加粘結劑酚醛樹脂、固化劑烏洛託品混合，並經加工攪拌，冷卻破碎和篩分製成。
熱固離心方法制樹脂砂型採用GB3421-82管體承口截面圖(見附圖2)在c-d和e-f段上不能製成樹脂砂型，原因是樹脂砂被布砂槽2翻落在旋轉的金屬管模1內壁是依靠重力自由下落。承口是以RA、RB為半徑製成承口形狀，RA為半徑的園弧上的c-d段與RB為半徑園弧上的e-f段任意一點的切線與金屬管模1的軸向夾角都大於30度。30度是散狀砂的動力安息角，樹脂砂落到園弧c-d段和e-f段必然下滑。模擬試驗也證明了這一點。所以在c-d段和e-f段不能形成一定厚度的砂層，其g-c段的斜度為124，d-h段的斜度為112。
為了實現在金屬管模1承口處也能均勻布砂達到生產球墨鑄鐵管的目的，本發明改進了GB3421-82管體承口截面形狀，重新設計了金屬管模1承口截面形狀(見附圖3)，為了保證樹脂砂型在金屬管模1承口c′-d′段和e′-f′段在布砂時樹脂砂不下滑，形成工藝要求的砂型厚度，RA，RB為半徑園弧c′-d′段和e′-f′段任意一點的切線與金屬管模1軸向夾角要小於28度，半徑RA′為4c，RB′為5c，其中c為GB3421-82標準中的c部尺寸，同時加大d′-h′段斜度，g′-c′段斜度為124，d′-h′段斜度為14。
對於生產不同直徑球墨鑄鐵管，其布砂機的工藝參數是不同的，表1是生產φ300～φ1200mm不同直徑球墨鑄鐵管布砂機工藝參數。
表 1 生產不同直徑球墨鑄鐵管布砂機工藝參數<
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用此種工藝生產出的管子，其各項指標符合國家質量標準。
2φ1000mm稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管(1)金屬管模加熱溫度230℃(2)金屬管模轉速55轉/分(3)砂層厚度管體5毫米，承口5毫米(4)託輥直徑525毫米，管模與託輥夾角85度(5)固化時間2分鐘(6)化學成分
(7)機械性能
用此種工藝生產出的管子，其各項指標符合國家質量標準。
下面是本發明的優點和效果(1)本發明用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝的所用金屬管模的造價是金屬型離心鑄管法-合金鋼管模的五分之一。
(2)金屬型離心鑄管法的合金鋼管模需要進口而本發明的金屬管模可以實現國產。
(3)本發明樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管耗砂量是厚砂型離心鑄管法的六分之一，節約大量原材料費、降低鑄鐵管成本。
由於上述原因，對建立一座年產量2萬噸，生產φ300～φ800稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管廠的投資費用僅是金屬型離心鑄管法的工廠的投資費用的五分之一。
權利要求
1.一種用樹脂砂型生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管的工藝，其特徵是使用熱固離心方法製成樹脂砂型，即將金屬管模1加熱至220～250℃，往布砂槽2內加入一定量的樹脂砂，金屬管模1放在布砂機託輥4上，託輥4的直徑500～900毫米，管模與託輥之間夾角為70～125度，布砂車3以10～14米/分速度前進使布砂槽2全部進入金屬管模1內，轉動金屬管模1，轉動速度在45～180轉/分，同時轉動布砂槽2(與金屬管模1轉動方向相同)，轉動速度為3～4轉/分，使樹脂砂均勻布入金屬管模1內壁，形成厚度為5～8毫米均勻的樹脂砂型。布砂車3後退，使布砂槽2全部從金屬管模1內退出，經過2～4分鐘樹脂砂固化成型後，將金屬管模1從布砂機上移至離心鑄造機上旋轉，再將球化處理的鐵水從金屬管模1一端注入並形成管狀，鐵水凝固後離心鑄造機停止旋轉，金屬管模1移至脫模機從一端將成型管子拉出。
2.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是為了保證樹脂砂型在金屬管模1承口截面c′-d′段和e′-f′段在布砂時樹脂砂不下滑，形成工藝要求的砂型厚度，RA′，RB′為半徑的園弧c′-d′段和e′-f′段任意一點切線與金屬管模1軸向夾角要小於28度，d′-h′段斜度14，c′-d′段園弧半徑RA′=4c,e′-f′段園弧半徑RB′=5c，
3.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ300mm管種時，託輥4直徑為790～800mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為115～125度，金屬管模1的轉速為170～180轉/分。
4.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ400mm管種時，託輥4直徑為790～800mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為105～115度，金屬管模1的轉速為135～145轉/分。
5.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ500mm管種時，託輥4直徑為750～760mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為115～125度，金屬管模1的轉速為90～100轉/分。
6.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ600mm管種時，託輥4直徑為750～760mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為100～110度，金屬管模1的轉速為80～90轉/分。
7.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ700mm管種時，託輥4直徑為740～750mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為100～110度，金屬管模1的轉速為70～80轉/分。
8.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ800mm管種時，託輥4直徑為500～550mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為100～110度，金屬管模1的轉速為60～70轉/分。
9.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ900mm管種時，託輥4直徑為500～550mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為90～100度，金屬管模1的轉速為60～70轉/分。
10.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ1000mm管種時，託輥4直徑為500～550mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為80～90度，金屬管模1的轉速為50～60轉/分。
11.根據權利要求1所述的一種用樹脂砂生產稀土鎂鑄態球墨鑄鐵管工藝，其特徵是當生產φ1200mm管種時，託輥4直徑為500～550mm，金屬管模1和託輥4之間夾角為70～80度，金屬管模1的轉速為45～50轉/分。
全文摘要
本發明是採用樹脂砂型生產球墨鑄鐵管，是用熱固離心方法製成樹脂砂型，即將金屬管模1加熱至220～250℃，並放在託輥4上旋轉，其速度為45～180轉/分，在布砂槽2加入一定量樹脂砂，使布砂車3以10～14米/分速度行走，使布砂槽2全部推進到金屬管模1內，旋轉布砂槽2，用離心方法使樹脂砂均勻布在金屬管模1內壁，砂厚保持在5～8mm，退出布砂槽2，經過固化後，將金屬管模1移至離心機上進行澆鑄球墨鐵水，並製成所需要的球墨鑄鐵管並脫模，此種方法節約大量用砂，工藝簡單，製成球墨鑄鐵管不需熱處理就符合使用要求。
文檔編號B22D13/02GK1098971SQ93115838
公開日1995年2月22日 申請日期1993年10月7日 優先權日1993年10月7日
發明者徐福順, 慕顯治, 孫守海, 金仁忠, 王敏福 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鑄管廠