本發(fā)明涉及鑄造設備，特別是涉及一種雙液復合鑄造大型耐磨襯板的制造裝置及其使用方法。

背景技術：

1、大型球磨機作為粉磨物料的重要設備，廣泛應用于需大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的各種工業(yè)領域，比如：礦業(yè)領域、冶金行業(yè)、環(huán)保與資源回收、水泥與建材行業(yè)等其他領域。在球磨機中，按襯板用在不同部位可分為：筒體襯板、磨頭襯板和磨門襯板等，起到保護筒體、分散研磨介質(zhì)和物料以及提高研磨效率的作用，按襯板材料可分為：金屬基材料襯板、橡膠材料襯板、石質(zhì)或鑄石材料襯板和復合材料襯板等。

2、目前球磨機襯板大多數(shù)用金屬基材料制造，也有少量用非金屬材料制造，由于各倉內(nèi)研磨體運動狀態(tài)不同，為適應這種工作狀態(tài)的要求，制造各倉襯板材料就不同。在粉碎倉，研磨體以沖擊作用為主，要求襯板應具有抗沖擊和耐磨性能，普遍采用的高錳鋼(zgmn13)作襯板材料，它具有一定的抗沖擊韌性，并且在受到一定的沖擊時，它的表面產(chǎn)生冷作硬化，表面變得堅硬耐磨，一般硬度在hb300-350，韌性相當高，沖擊值可達700nm/cm2，但在使用中，容易過早反凸彎曲變形，拉斷固定螺栓，造成襯板脫落，使之壽命降低，一般平均壽命在5000-6000h。高鉻鑄鐵硬度高，耐磨性好，在耐磨材料中居首，高鉻鑄鐵是一種脆性材料，經(jīng)過適當?shù)奶幚?，可以制作粗磨倉襯板，高鉻鑄鐵用于較小沖擊工況下，如煤磨襯板和破碎機襯板(抗磨板)等，耐磨性比高錳鋼提高6-8倍，經(jīng)濟效益很顯著。磨機上結(jié)構復雜及薄壁大件不宜采用高鉻鑄鐵，如隔倉篦板、磨頭襯板等，現(xiàn)在高鉻鑄鐵已發(fā)展了多種牌號，一般在水泥行業(yè)中應用比較廣泛，為了提高耐磨材料的韌性隨之出現(xiàn)了高鉻鑄鋼等材料，目前耐磨材料還可選用低鉻鑄鐵、42硅錳鉻鉬鋼、低碳硅錳耐磨合金鋼、低合金高強度鋼(zg35simn和zg30crmnsimore)等。在細磨倉，研磨體以研磨為主，所以要求襯板具有良好的耐磨性能，可選用耐磨白口鐵、冷硬鑄鐵、中錳稀土球墨鑄鐵等。橡膠襯板與高錳鋼襯板相比，其優(yōu)點是：質(zhì)量輕，使安裝襯板的勞動強度降低，縮短了檢修時間；負荷輕，動力消耗下降，一般可降低10％左右；使用壽命長，提高了磨機的運轉(zhuǎn)率；研磨體消耗降低20％以上；保護筒體免受料漿磨損，延長筒體使用壽命；工業(yè)噪音低，改善了操作條件，有利于工人的健康。其缺點是：不耐高溫；不宜用在干法磨上；應用在濕法球磨機的頭倉里其抗沖擊性能不夠理想。還有一種襯板采用輝綠巖鑄石材料，一些水泥廠曾用在磨機末倉，鑲砌襯板進行過工業(yè)試驗，試驗結(jié)果表明：用于管磨機鋼鍛倉是完全可以的，使用壽命比自行澆注的白口鐵襯板高一倍以上，而費用比白口鐵低一半以上，但鑄石襯板的鑲砌技術和鑄石本身的澆注質(zhì)量還需進一步研究提高。

3、大型球磨機襯板目前仍然主要使用單一耐磨材料，高錳鋼或各種合金鋼材料，部分雙金屬復合襯板在小型球磨機中得到了應用。由于高錳鋼材料的強度低，易流變，實際應用中越來越少，傳統(tǒng)合金鋼襯板因材料韌性不足，難以在耐磨性與抗沖擊性之間實現(xiàn)有效平衡，雙液雙金屬復合襯板通過異質(zhì)材料復合提升了性能，卻受限于鑄造工藝的固有缺陷(如結(jié)合層穩(wěn)定性差、界面易開裂等)，目前不能制造出穩(wěn)定性較好的大型球磨機用的雙液復合鑄造大型耐磨襯板，大型鑄件在冷卻過程中，由于體積大，冷卻速度較慢，容易產(chǎn)生較大的熱應力，兩種金屬的收縮率不同，可能導致界面處產(chǎn)生較大的殘余應力，進而引發(fā)開裂，而小型鑄件冷卻速度快，可能殘余的應力較小，結(jié)合層更穩(wěn)定，因此，亟需設計一種用于制造雙液復合鑄造大型耐磨襯板的裝置。

4、以上背景技術內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本技術的新穎性和創(chuàng)造性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提出一種雙液復合鑄造大型耐磨襯板的制造裝置及其使用方法，以解決上述現(xiàn)有技術存在的大型球磨機用的耐磨襯板結(jié)合層穩(wěn)定性差、界面易開裂等技術問題。

2、為此，本發(fā)明提出一種雙液復合鑄造大型耐磨襯板的制造裝置，包括地面固定支架，其上表面設置有若干導軌；

3、圓筒砂箱，其設置于所述地面固定支架上，所述圓筒砂箱內(nèi)設置有豎直分型的消失模模型，所述消失模模型中部豎直設置有金屬隔板，可從所述金屬隔板左右兩側(cè)將熔煉后的合金鋼和高鉻鑄鐵液體分別注入消失模型腔；

4、移動支架，其設置于所述導軌上，在驅(qū)動機構的作用下，所述移動支架能靠近或遠離所述圓筒砂箱；

5、中頻感應加熱器，其設置于所述移動支架上，包括線圈支架、加熱線圈和連接板，所述線圈支架為上下開口的圓筒狀；所述加熱線圈與所述線圈支架絕緣，沿所述線圈支架側(cè)壁環(huán)繞設置于所述線圈支架內(nèi)，環(huán)繞的所述加熱線圈中部有容納所述圓筒砂箱的第一空間；所述連接板水平設置于所述線圈支架靠近所述移動支架的一側(cè)，所述連接板與移動支架在水平面上的投影有部分重重合，并在重合的位置對應設置第一固定孔，穿過所述第一固定孔設置第一絲桿，采用第一電機與所述第一絲桿連接，使得所述第一電機轉(zhuǎn)動能帶動所述中頻感應加熱器上下移動。

6、優(yōu)選地，所述金屬隔板采用q234鋼板制得，其沿所述消失模模型厚度方向設置，與襯板安裝面的距離為所述消失模模型厚度的三分之一。

7、優(yōu)選地，還包括真空抽負壓裝置，其包括真空泵、冷卻水循環(huán)裝置和控制裝置，沿所述圓筒砂箱內(nèi)臂和底部設置有若干相互連通的負壓管，所述負壓管對稱分布，相互連通，并集中到一個總通道，在所述圓筒砂箱外部設置與所述總通道連通的負壓管接口，使得所述負壓管接口與所述真空泵連接，以能給所述圓筒砂箱抽負壓。

8、優(yōu)選地，所述移動支架包括水平框架和豎直框架，由若干鋼板焊接而成，所述水平框架和豎直框架組合成“l(fā)”型，所述水平框架包括前梁、后梁和左梁，所述豎直框架包括上梁、下梁、前豎梁和后豎梁，對應所述水平框架的前梁和后梁的位置于所述地面固定支架上設置兩條所述導軌。

9、優(yōu)選地，在所述上梁和連接板上對應設置兩個第二固定孔，所述第二固定孔對稱設置于所述第一固定孔兩側(cè)，并與所述第一固定孔在一條直線上；于所述第二固定孔內(nèi)設置光桿，所述光桿的下端固定在所述連接板上，上端穿出所述上梁的第二固定孔。

10、優(yōu)選地，在所述連接板上，遠離所述中頻感應加熱器處設置配重。

11、優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構包括第二電機和第二絲桿，于所述地面固定支架遠離所述圓筒砂箱的一側(cè)設置固定支架橫梁，所述第二電機設置于固定支架橫梁上，所述第二絲桿水平設置，通過聯(lián)軸器與所述第二電機連接，所述第二絲桿的右端固定設置于所述移動支架的下端。

12、優(yōu)選地，還包括控制柜，其用于控制所述中頻感應加熱器的加熱、第一電機和第二電機的運動。

13、優(yōu)選地，所述中頻感應加熱器還包括絕緣板，其豎直設置于所述線圈支架的內(nèi)側(cè)壁上，所述加熱線圈穿過所述絕緣板環(huán)繞設置于所述線圈支架內(nèi)。

14、本發(fā)明還提出一種雙液復合鑄造大型耐磨襯板的制造裝置的使用方法，包括以下步驟：

15、(1)將消失模模型放入圓筒砂箱，然后填砂、振實、抽真空；

16、(2)從金屬隔板左右兩側(cè)將熔煉后的合金鋼和高鉻鑄鐵液體同時注入消失模型腔；

17、(3)啟動第一電機和第二電機將中頻感應加熱器移動到極限位置；

18、(4)啟動中頻感應加熱器，加熱并保持溫度數(shù)分鐘；

19、(5)停止加熱，將中頻感應加熱器移到圓筒砂箱外；

20、(6)待鑄件冷卻至300℃以下后，將鑄件取出圓筒砂箱并清理。

21、本發(fā)明與現(xiàn)有技術對比的有益效果包括：該裝置用于制造雙液復合鑄造大型耐磨襯板，也就是采用兩種液體進行鑄造大型的耐磨襯板，其在消失模模型中部設置有金屬隔板，這能有效避免兩側(cè)金屬液澆注過程中互相滲透，而影響鑄件質(zhì)量；采用立式澆注的方式，從金屬隔板左右兩側(cè)同時將熔煉后的合金鋼和高鉻鑄鐵液體注入消失模型腔，這有效避免由于金屬液表面的氧化帶來的結(jié)合層結(jié)合不好的問題；澆注完成后在驅(qū)動機構的作用下將中頻感應加熱器推到圓筒砂箱正上方，在第一電機的作用下，使中頻感應加熱器往下移動，直至加熱線圈的高度與消失模模型的高度匹配(包括消失模模型的冒口部分)，然后開始加熱并保持溫度3～10分鐘(具體加熱幾分鐘根據(jù)襯板的大小確定)，使雙層金屬液充分與金屬隔板熔化結(jié)合，避免由于熱量不均勻?qū)е碌母鱾€區(qū)域熔合不良的現(xiàn)象發(fā)生，而導致結(jié)合層不穩(wěn)定，甚至開裂的現(xiàn)象。