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高炉冷却壁铸造论文
发布时间：
2022-01-12 09:11
来源：
一、摘要
冷却壁是高炉冷却系统中一个重要部件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，具有支撑耐火材料、冷却炉壳，以及维持合理炉形的重要作用，冷却壁不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和燏红，高炉内衬砖被煷蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿。
二、产品结构
冷却壁是长条形板状零件，由冷却壁本体和镶铸在内部的冷却水管组成，每根蛇形管应用整根钢管由弯管机械冷弯而成，对于锈蚀严重有坑的钢管不能作为铸入管使用，蛇形管应按有关图纸弯曲成形，弯曲半径偏差允许为±2mm，由于弯管引起的管壁变薄量应小于壁厚的20%，水管进出口中线偏差允许±2mm。
三、注意事项
1、冷却水管弯制过程中尺寸度控制
（1）合适的水管收缩量
在浇注过程中，冷却壁内铸入的钢制冷却水管，将伴随高温浇注过程受热而发生膨胀，而随温度的降低，铸入的钢制冷却水管会随之收缩，因此弯制前需先确定其缩尺。缩尺的大小，也就是伸长量与收缩量之差与原长度的比值，其大小将直接影响到铸件尺寸的精度。
a、冷却水管长度方向上的缩尺一般为铸件缩尺的一半；
b、冷却水管进出水口的横向间距收缩量与铸件本体相同；
（2）护管与水管之间采用“均布技术”
在护管与水管之间采用两个固定环，并在固定环之间填上缓冲材料如石棉绳、石棉毡等，保证水管与护管之间同心且有一定的缓冲量。
2、工艺注意事项
（1）冷却壁中的钢管在浇注时有激冷作用，浇注温度不能太低，浇注速度不能过慢；
（2）防止铁水冲击管壁，避免钢管变形和表面增碳；
（3）因冷却壁最厚和最薄处尺寸相差较大，因此要防止厚部过热。
四、工艺设计
1、产品外形尺寸为1608mm×909mm×959mm，铸件单重2.5T，材质HT150，用于350m³高炉。
2、冷却水管的弯制
（1）冷却水管采用φ34*4.5无缝钢管，在弯制前在30％的稀HCL池中酸洗，除去管内外的氧化皮和杂质，水管弯好后用6～8kg/C㎡的水压进行试验，压力保持20～30分钟，管子不得渗漏或冒汗。
（2）为了尽可能减小冷却水管在弯制过程中的变形量，我们采用了冷弯的方式，这样避免了热弯对冷却水管弯折处产生氧化而使管壁变薄的现象，同时要求弯曲处不允许有皱纹，凹偏，起皮和伤痕。弯制好的冷却水管要进行通球和水压试验，合格后涂刷0.2～0.3mm厚的防渗碳涂料，烘干后才能将其铸入。
3、白模切割及粘接
冷却壁所需的白模结构较为复杂，不适合通过成型机来批量生产，故采用自动切割台及人工粘接来完成。使用自动切割台将冷却壁分层切割完成，填入冷却水管后由人工粘接修补。
4、浇注系统设计
采用底注式浇注系统。∑S内：∑S横：∑S直为1:1.2:1.4（以S内为阻流，浇注系统充满快，金属液在横浇道内流速较高），直浇道采用直径为50mm的圆浇道，横浇道40mm×40mm、内浇口为六个25mm×10mm。浇注系统在刷完第三遍涂料后粘接。
五、生产操作
1、白模涮涂
（1）刷涂第一遍涂料时，涂料与水按照1:0.6的配比进行混合，将计量好的水倒入搅拌桶中，开启搅拌机，在搅拌机工作状态下，将涂料缓慢倒入(需整袋完全倒入)，搅拌2h以上，涂料均匀无死块，测量涂料密度(波美度60-65)合格后即可将涂料倒入涂刷槽中，静置5分钟，便可使用，第一遍涂料不要太稠，以免造成烘干时表面开裂，影响铸件质量。由于铸件尺寸较大，故采用刷涂方式。
把组型好且对模型均匀涂覆完成的黄模放入烘干房，两个模型间距大于150mm，烘干房采用电加热方式，将烘干房的温度控制在45℃左右，温度不宜过高，则已引起黄模棱角处开裂，湿度低于15％，黄模不要受到烘干加热器的直吹，以免造成黄模受热过高，引起涂料棱角处开裂。在此环境下烘干8小时左右，此时涂层厚度0.4-0.6mm。
（2）第二次涂刷，涂料密度较第一次大(波美度68-70)。对完成第一次烘干的模型进行涂刷，操作过程重复第一次过程。涂料层厚度在烘干后达到1.0-1.5mm之间。涂刷好后运至烘干房，需与涂刷一遍黄模分开放置。第二次烘干时间12小时。
（3）第三次涂刷，重复第二次过程，三次涂刷后，模样均匀涂覆，没有缺涂，流淌或者夹杂气泡的现象存在，烘干时间必须大于24小时。可采用称重的办法来检测是否烘干。
2、埋箱造型
采用30-40目的宝珠砂，底砂厚度300mm，先将底砂震实，振动时间50-60秒，然后将模型放置到位，距离砂箱外壁最少不得少于150mm，粘接直浇道，进行第二次震动，振动30-40秒，充分振实，时间不宜太长，避免振裂白模。
第二次震实后再加砂至浇口杯上平面进行第三次震动紧实。然后覆上层塑料薄模（3-5丝），加顶砂。为防止浇注时铁水冲刷浇口杯周围砂子进入铸件，在浇口四周围上酒精涂料，防止冲砂。
3、浇注
出炉温度控制在1510℃～1530℃，浇注温度在1400℃～1420℃（冷却钢管熔点在1460℃以上），负压度-0.05MPa,浇注速度50～65kg/s,浇注时间40～50秒，浇注后以-0.02MPa负压度保压十五分钟，保温3～5小时后翻箱。
4、抛丸清理铸件，成品需经过5kg/C㎡的水压试验，耐压20分钟不得渗漏、冒汗。
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