铸件热回收温控冷铁及热回收冷却方法技术

本发明专利技术涉及铸造热回收和铸件温度控制领域，具体涉及大型铸件从凝固到开箱过程中的热能回收，以及对铸件凝固过程中的温度控制技术。其特征在于：该冷铁由箱体、入口接管、出口接管、折流板构成，箱体为中空结构，其中折流板安装在箱体的内部，使箱体内部形成盘旋往复的冷却通道；入口接管和出口接管设置为相邻的结构。所述的折流板导流结构由盘旋在内部的管路代替。本发明专利技术的目的在于解决对铸件的可控凝固，提高铸件质量以及凝固过程中热量回收问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造热回收和铸件温度控制领域，具体涉及大型铸件从凝固到开箱过程中的热能回收，以及对铸件凝固过程中的温度控制技术。
技术介绍
钢铁工业是高耗能工业，能耗占全国能耗量的16%左右，能源消耗费用占企业生产总成本的24%以上，合理综合利用现有的宝贵能源是我国确保经济可持续发展的关键所在。我国的铸造行业的能耗水平与国际先进水平有很大的差距，大多数企业的能源利用率仅仅为30%-50%，生产中不仅有大量的余热被白白的浪费，同时给环境也造成很大的污染，以传热学、生态学和循环经济的观点看，这些余热可以转化为可利用的资源和能源。大型铸钢件在浇铸以后，铸件采用自然冷却，凝固。从凝固到开箱要有很长的时间。熔化一吨钢铁，通常需要200度电，能量以热能的方式存储在高温的铸件当中，浇铸的铁液温度通常在1600度左右，100吨的铸件，冷却的时间通常要I个月以上。采用自然方式冷却，在铸件凝固过程中，热量直接散发到空气中，造成能源的大量浪费，并且严重影响生态环境。对于一个年生产能力在6万吨以上的铸造企业，所造成的能源浪费非常惊人。不符合当今保护环境的要求。采用自然冷却的方式进行铸件的生产，铸件的质量也不能得到很好的控制。通常所设置的冷铁对于控制铸件凝固顺序的影响也相对固定，需要安放大量的冷铁，对于铸件的造型工作也带来很大的麻烦。如果能够主动的将铸件热节部位的热能主动的导出铸件，不但能够缩小冷铁的体积，还能减少冷铁的数量，并且热能还可以进行回收利用，可以使铸件的生产消耗的能源大大的减少，能源的利用得到一个良好的循环。控制铸件质量，铸件凝固过程中的热量回收利用已经成为当今绿色铸造迫切需要解决的问题。目前，控制铸件凝固通常是采用冒口和冷铁工艺措施，铸件凝固过程中的热量回收利用则是通过外加热能回收装置。申请号为201220665279.1的中国专利申请公开了一种外冷铁及外冷铁系统，包括外冷铁壁和由外冷铁壁围成的空腔，加强了外冷铁的激冷能力，但是该系统内为空腔，冷却液体在空腔内流动不充分、换热效率低，不仅浪费了大量的资源，也不能使铸件冷却部分得到很好的激冷作用。申请号为201220311905.7的中国专利公开了一种有效回收利用铸造浇铸件开箱热能的专用设备，解决了铸造浇铸件开箱后热能的回收问题，但是回收铸件的温度为850?60°C，铸件凝固过程中1500?8501:的能源回收问题还是没有很好的解决，况且采用高温开箱的生产方式，也非常容易使铸件产生热裂等缺陷，对铸件的凝固顺序也没有进行干预，不能提高铸件的质量。
技术实现思路
本专利技术提供一种，其目的在于解决对铸件的可控凝固，提高铸件质量以及凝固过程中热量回收问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 一种铸件热回收温控冷铁，其特征在于:该冷铁由箱体、入口接管、出口接管、折流板构成，箱体为中空结构，其中折流板安装在箱体的内部，使箱体内部形成盘旋往复的冷却通道；入口接管和出口接管设置为相邻的结构。所述的折流板导流结构由盘旋在内部的管路代替。一种如上所述的铸件热回收温控冷却方法，其特征在于:将上述的冷铁设置在铸件容易出现热节的位置处安放，在舂砂时放入型腔内部，入口接管和出口接管延伸到型腔夕卜，固定嵌入在砂型中，或放在砂箱上部；对铸件凝固数值模拟，计算出铸件的凝固速度和凝固时间，得出需要的凝固温度梯度以后，通过控制水流大小，控制热量的流动速度，从而控制铸件的凝固顺序；等铸件凝固完成后，就可以加大水流速度，从而使铸件温度尽快降低,达到生产合格铸件和能量回收的要求。本专利技术的有益效果是: 使用了可控温冷铁，能加强铸件的顺序凝固，扩大冒口补缩距离和补缩范围，减少冒口的体积和数量。在铸件容易出现热节处安放，能够加速热节的冷却，使整个铸件接近同时凝固，即可以防止和减轻铸件变形，又可以提高铸件的工艺出品率。加大热量的流动速度，能够改善铸件局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性。可以减轻和防止厚壁铸件中的偏析。【附图说明】: 图1为本专利技术主要结构示意图； 图2是本专利技术的外观轴测图； 图3是本专利技术内部流体流动方向示意图； 图4是本专利技术的管路结构示意图； 图5是本专利技术的使用安装示意图； 图中标记:1控温冷铁、2入口接管、3出口接管、4折流板、5砂箱、6铸件和冒口、7热回收控温冷铁、8管路。【具体实施方式】: 如图所示，一种铸件热回收温控冷铁，包括箱体1、入口接管2、出口接管3、折流板4，其中折流板4安装在箱体I内部，通过折流板4，调整流体流动方向，入口接管2和出口接管3相邻，便于安装和铸件的造型。温控冷铁放在原来需要放置冷铁的位置，可控制铸件冷却速度；用接管将入口接管2、出口接管3引出砂箱I外，接水管或风筒，把铸件的热量变成热水、蒸汽或热风导出，实现铸造凝固过程中的热能回收。图5中标注6、7的正下方，为一矩形框，它是铸件的位置，旁边与其相通的管路为浇铸系统。浇铸后铸件冷却后体积变小，需要在标注6的位置再次进行浇铸以填充缩小的位置。折流板4导流结构可以由盘旋在内部的管路8代替，见图4所示，这种构造更能够防止气体或液体渗漏。本专利技术为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放热能回收控温冷铁，其由于盘旋往复结构，增加接触面积，更能够提高冷却速度。在舂砂时放入型腔内部或延伸到型外，固定嵌入在砂型中，或放在砂箱上部。对铸件凝固数值模拟，计算出铸件的凝固速度和凝固时间，得出需要的凝固温度梯度以后，通过控制水流大小，控制热量的流动速度，从而控制铸件的凝固顺序，这是本申请与其他现有技术相比，存在显著的区别。等铸件凝固完成后，就可以加大水流速度，从而使铸件温度尽快降低，达到生产合格铸件和能量回收的要求。由于这种设计的结构和方法，回收热能循环利用，在实际生产过程中，能够降低产品能耗5?10个百分点。铸造凝固热能通过控温冷铁导出后，转化热水、热气或蒸汽热能，与生产线或其它工业、办公场所通过供热管管网连接，从而使回收到的热能充分有效地得到使用，通使用该设备，能高效地回收铸造凝固过程中温度1500?60°C的热量。控温冷铁安放在砂型的内部，和铸件用一定厚度的型砂隔离，以便重复利用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸件热回收温控冷铁，其特征在于：该冷铁由箱体（1）、入口接管（2）、出口接管（3）、折流板（4）构成，箱体（1）为中空结构，其中折流板（4）安装在箱体（1）的内部，使箱体（1）内部形成盘旋往复的冷却通道；入口接管（2）和出口接管（3）设置为相邻的结构。

【技术特征摘要】
1.一种铸件热回收温控冷铁，其特征在于:该冷铁由箱体(I)、入口接管(2)、出口接管(3)、折流板(4)构成，箱体(I)为中空结构，其中折流板(4)安装在箱体(I)的内部，使箱体(O内部形成盘旋往复的冷却通道；入口接管(2)和出口接管(3)设置为相邻的结构。2.根据权利要求1所述的铸件热回收温控冷铁，其特征在于:所述的折流板(4)导流结构由盘旋在内部的管路代替。3.—种如权利要求1所述的铸件热回收温控冷却方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国宏，李荣德，邱克强，李青，刘长军，向青春，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21