一种节约顶头铸造成本的装置及方法与流程

1.本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种节约顶头铸造成本的装置及方法。


背景技术：

2.在无缝钢管生产中，穿孔机工艺是将实心管坯轧制成中空毛管，穿孔机顶头是将实心管坯挤压穿透形变为中空毛管的热变形工具，顶头的制作一般采用砂型铸造。顶头砂型铸造的结构由上、下两部分沙箱组成，一部分是产品件顶头的沙箱，一部分是冒口的沙箱。传统冒口的沙箱的高度比较大，钢水浇铸后，残留冒口柱体的体积较大，由于浇铸冷却清砂后，操作者会用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱体作为废料回收，造成顶头的成材率比较低，而且冒口的沙箱的高度比较高，这样铸形用砂消耗量比较大，顶头制造成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种节约顶头铸造成本的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种节约顶头铸造成本的装置，顶头铸造的结构包括上沙箱和下沙箱两部分组成，所述上沙箱为冒口沙箱，所述下沙箱为产品件顶头沙箱，所述上沙箱内固定有冒口腔体，所述冒口腔体上固定有浇注口，所述下沙箱内设有顶头砂芯，所述顶头砂芯外围设有顶头腔，钢水经上砂箱和下沙箱内部的浇铸道，顺着下沙箱内的顶头砂芯进入顶头腔。
5.进一步地，所述冒口腔体沿着所述上沙箱设置1个或是多个。
6.进一步地，所述冒口腔体沿着所述上沙箱设置3个，且其中一个所述冒口腔体的高度为其余两个所述冒口腔体高度的二分之一。
7.进一步地，所述冒口腔体外围固定设有冒口腔体套，冒口腔体套由保温材料或是发热材料制成。
8.进一步地，所述冒口腔体外围固定设有加热腔体，所述加热腔体内设感应线圈，通过感应线圈通过连接线连接外置的高频电源。
9.进一步地，所述冒口腔体底部固定设有冒口腔体隔板，所述冒口腔体隔板由油芯砂或是耐火材料制成，且冒口腔体隔板上固定开有通孔，通孔直径为冒口腔体开口直径的三分之一。
10.进一步地，所述冒口腔体内设有细砂芯，所述细砂芯位于所述冒口腔体中心位置，且所述细砂芯的高度为所述冒口腔体高度的二分之一。
11.进一步地，所述冒口腔体高度10cm以内，所述上沙箱内的所述冒口腔体的冒口砂模填砂填到5cm。
12.进一步地，所述上沙箱的尺寸为1100
×
700
×
350，所述冒口腔体高度为35cm，冒口内液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充高度为2cm—10cm。
13.一种节约顶头铸造成本的装置的方法，包括如下步骤：
14.铸造过程中，吊车吊钢水包，经浇铸口倒钢水，钢水经上砂箱和下沙箱内部的浇铸道，顺着下沙箱内的顶头砂芯进入顶头腔，钢水倒入上沙箱内的冒口腔体顶部时停止浇铸，之后，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口腔体内尚处顶头于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小或没有残留冒口，然后产品件顶头进入下一道工序；
15.冒口腔体的沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充的体积转化成补充的高度为2cm—10cm；
16.补充的高度由产品件顶头的体积和不同金属的特性决定,浇铸后残留的冒口柱体体积控制为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，操作者用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱体作为废料回收；
17.浇铸清砂后残留冒口柱体是无用的，为降低铸造成本需要再设计，将冒口膜具高度从35cm缩短至10cm以内，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm以内高度。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提高了产品件顶头的成才率，并且大幅减少了铸型砂的用量，降低了顶头铸造成本，浇铸冷却清砂后残留冒口柱体的体积大幅减少，提高了产品件顶头的成才率，并且大幅减少了铸型砂的用量，降低了顶头铸造成本；冒口膜具高度从35cm缩短至10cm以内，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm以内，优选5cm。
附图说明
19.图1是本发明整体连接状态示意图；
20.图2是本发明冒口腔体隔板状态示意图；
21.图3是本发明冒口腔体与冒口腔体套连接示意图；
22.图4是本发明加热腔体与感应线圈示意图；
23.图5是本发明另一种冒口形式示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位
置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.如图1-5所示，一种节约顶头铸造成本的装置，其特征在于：顶头铸造的结构包括上沙箱3和下沙箱6两部分组成，所述上沙箱3为冒口沙箱，所述下沙箱6为产品件顶头沙箱，所述上沙箱3内固定有冒口腔体2，所述冒口腔体2上固定有浇注口1，所述下沙箱6内设有顶头砂芯5，所述顶头砂芯5外围设有顶头腔4，钢水经上砂箱3和下沙箱6内部的浇铸道，顺着下沙箱6内的顶头砂芯5进入顶头腔4。
28.为了便于在使用状态下能够使用要求的不同数量的冒口腔体2，所述冒口腔体2的大小根据实际加工需要进行设置，本发明进一步优选的实施例是，在所述冒口腔体2沿着所述上沙箱3设置1个或是多个。
29.为了便于在使用状态下根据不同高度的冒口腔体改善冒口腔体内液体对铸造件的补给，冒口冷却速度慢，因补缩或是自身收缩引起的缩孔直接产生在冒口中，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体2沿着所述上沙箱3设置3个，且其中一个所述冒口腔体2的高度为其余两个所述冒口腔体2高度的二分之一。
30.为了便于在使用状态下对冒口腔体进行保温处理，延长冒口腔体的冷却时间，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体2外围固定设有冒口腔体套9，冒口腔体套9由保温材料或是发热材料制成。
31.为了便于在使用状态下，为了延长冒口凝固时间效果，实现对冒口内金属液温度的实时控制，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体2外围固定设有加热腔体10，所述加热腔体10内设感应线圈11，通过感应线圈11通过连接线连接外置的高频电源。
32.为了便于在使用状态下，促使冒口易于从沙箱铸铁上去除，操作者会用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体2底部固定设有冒口腔体隔板7，所述冒口腔体隔板7由油芯砂或是耐火材料制成，且冒口腔体隔板7上固定开有通孔，通孔直径为冒口腔体2开口直径的三分之一。
33.为了便于在浇铸冷却清砂后残留冒口柱体的体积大幅减少，提高了产品件顶头的成才率，并且大幅减少了铸型砂的用量，降低了顶头铸造成本，本发明进一步优选的实施例是，所述冒口腔体2高度10cm以内，所述上沙箱3内的所述冒口腔体2的冒口砂模填砂填到5cm。
34.残留冒口柱体作为废料回收。浇铸清砂后残留冒口柱体是无用的。为降低铸造成本，本发明进一步优选的实施例是，所述上沙箱3的尺寸为1100
×
700
×
350，所述冒口腔体2高度为35cm，冒口内液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充高度为2cm—10cm。
35.一种节约顶头铸造成本的装置的方法，包括如下步骤：
36.铸造过程中，吊车吊钢水包，经浇铸口1倒钢水，钢水经上砂箱3和下沙箱6内部的浇铸道，顺着下沙箱6内的顶头砂芯5进入顶头腔4，钢水倒入上沙箱3内的冒口腔体2顶部时停止浇铸，之后，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口腔体2内尚处顶头于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小或没有残留冒口，然后产品件顶头进入下一道工序；
37.冒口腔体2的沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补
充的体积转化成补充的高度为2cm—10cm；
38.补充的高度由产品件顶头的体积和不同金属的特性决定,浇铸后残留的冒口柱体体积控制为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，操作者用气焊将产品件顶头和残留冒口柱体分离，然后产品件顶头进入下一道工序，残留冒口柱体作为废料回收；
39.浇铸清砂后残留冒口柱体是无用的，为降低铸造成本需要再设计，将冒口膜具高度从35cm缩短至10cm以内，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm以内高度。
40.实施方案1：
41.φ460规格顶头铸造为例，冒口的沙箱尺寸为1100
×
700
×
350，冒口高度为35cm，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，补充高度为2cm—10cm,这样浇铸后，冒口柱体最小体积为：冒口截面积a
×
冒口高度：225
×
(35-10)cm3，浇铸冷却清砂后，会用气焊将产品件顶头和冒口分离，然后产品件顶头进入下一道工序，冒口作为废料回收。浇铸清砂后，冒口柱体是无用的，需要再设计，将冒口膜具高度从35cm缩短至10cm，相应在制作冒口砂模填砂时只填到10cm高度。这样，浇铸冷却清砂后，冒口的体积大幅减少，提高了产品件顶头的成才率，并且大幅减少了铸型砂的用量，降低了顶头铸造成本。实施方案2：
42.φ460规格顶头铸造为例，冒口的沙箱尺寸由1100
×
700
×
350改成1100
×
700
×
100，相应的冒口膜具高度设计为10cm，这样，浇铸冷却清砂后，冒口的体积大幅减少，提高了产品件顶头的成才率，并且大幅减少了铸型砂的用量，降低了顶头铸造成本。
43.工作过程:铸造过程中，吊车吊钢水包，经浇铸口1倒钢水，钢水经上砂箱3和下沙箱6内部的浇铸道，顺着下沙箱6内的顶头砂芯5进入顶头腔4，钢水倒入上沙箱3内的冒口腔2顶部时停止浇铸。之后，产品件顶头由液态转变为固态时产生体积收缩，而冒口内尚处顶头于液态的金属液会及时补充到产品件顶头内，浇铸冷却清砂后，残留冒口体积会非常小或没有残留冒口，然后产品件顶头进入下一道工序。这样就提高了产品件顶头的成材率。
44.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。