[发明专利]一种弯管铸钢件的铸造系统及其铸造方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，公开了一种弯管铸钢件的铸造系统及其铸造方法，其中所述铸造系统包括立式铸造成型的弯管铸件、冒口、浇注系统和法兰，所述冒口设置于弯管铸件的弧度最高处，所述法兰设置于弯管铸件的最底端，且法兰端面处设有内浇口，所述浇注系统与内浇口形成连接，以实现弯管铸件的立式浇注；所述冒口下部还设置有补贴式冒口颈，且补贴式冒口颈的底部直接连接于弯管铸件上；其中所述补贴式冒口颈由一体式结构的补贴和冒口颈构成；本发明中将弯管设置为竖直浇注，并将浇注冒口设置于弯管弧面的最高处，以此充分发挥冒口的重力补缩，从而提高补缩效率，并以此提高弯管铸件的出品率。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种弯管铸钢件的新型铸造系统及其铸造方法。

背景技术

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。如图1所示，为应用于汽轮机上的一弯管铸件；汽轮机铸钢件弯管是汽轮机的重要部件，承担着高压高温蒸汽的进、出，因此对产品管口位置质量要求高，具体弯管界面为圆环，弧度为四分之一圆。针对该弯管铸件，传统铸造方法为水平分模、分型，圆弧法线方向设置冒口，沿圆弧随型设置补贴，通过冷铁分区进行补缩，浇注系统设置在铸件底部的圆弧面上，具体工艺结构如图1-图2所示。根据实际铸造经验，采用此铸造方法，仍存在一定缺陷：

1.冒口设置为圆弧法线方向，补缩过程不是竖直补缩，而是沿圆弧补缩，导致补缩效率差，出品率低，制造成本高；

2.为增加补缩效果，沿圆弧设置补贴，增加切割难度、切割面积和打磨量，降低了铸件生产效率；

3.底部设置浇口，钢水沿圆弧充型，在充型过程中由于弯管管壁的阻挡，使得钢水流动受到一定阻碍，从而导致二次氧化渣等杂质易附着于型腔壁上，由此则易出现铸件内腔的夹渣缺陷；

4.浇注后产品是沿着圆周方向凝固，导致微观铸态组织一致性差，难以达到产品在使用过程中圆周方向质量一致性要求。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种弯管铸钢件的铸造系统，通过弯管的立式铸造和垂直补缩，有效解决补缩困难，夹渣严重、内在质量一致性差等问题；另外依据新型铸造系统本发明还提供了一种弯管铸钢件的新型铸造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种弯管铸钢件的新型铸造系统，其特征在于，包括立式铸造成型的弯管铸件、冒口、浇注系统、法兰和补贴式冒口颈，所述冒口设置于弯管铸件的弧度最高处，所述法兰设置于弯管铸件的最底端，且法兰端面处设有内浇口，所述浇注系统与内浇口形成连接，以实现弯管铸件的立式浇注。

优选的，所述冒口采用明冒口。

优选的，所述补贴式冒口颈设置于冒口下部，且补贴式冒口颈的底部直接连接于弯管铸件上；其中所述补贴式冒口颈由一体式结构的补贴和冒口颈构成。

优选的，所述法兰上至少设有一个冷铁，且冷铁以环形阵列的方式分布置法兰的圆周侧壁上。

优选的，所述浇注系统采用底注式浇注系统，主要包括直浇道、横浇道和内浇道，其中所述内浇道与内浇口连接。

应用上述新型铸造系统的铸造方法，包括如下步骤：

S1.确定浇注位置，并保证弯管铸件呈竖直立式状态；

S2.沿弯管管口径向作为分型面，确定铸件上型和下型；

S3.计算弯管铸件浇注时上型所需的冒口、以及下型所需的法兰，具体上型冒口选择明冒口，且将冒口设置在竖直立式状的弯管铸件的弧度最高处，下型法兰位于铸件最底端，且形成内浇口；

S4.根据选用的冒口和法兰确定对应的补贴式冒口颈和冷铁；