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          鑄鋼大型冒口用保溫磚的選擇應用

          添加時間:2018年3月24日  瀏覽次數:

                 現在,保溫冒口已在鑄鋼工藝上廣泛應用。但當冒口較大、超過現有保溫冒口成品規格,或冒口形狀非標準,而用量又少時,則無法采用保溫冒口。經試驗,將目前某些輕質保溫磚產品作鑄鋼大冒口的保溫套,亦可起到保溫冒口作用,從而提高工藝出品率,降低鋼水消耗。

                 一、保溫磚的性能

                 從保溫冒口的作用原理可知,凡導熱系數(γ)和蓄熱系數(b)低于砂型的材料,都選作為冒口的保溫襯料。

                 從表可知,輕質保溫磚和硅藻土磚的γ和b值均遠小于砂型,與成型保溫冒口套相近。

                 進一步分析冒口作用,可將冒口沿高度分成三部份

                 h上,約h/10高,主要起靜壓頭和容納補充液態收縮鋼水的作用。鋼水停留時間短,受冒口套材料影響不大。h中,約為5/10~7/10h,是儲存補縮用銦水的主要容積,鋼水凝固時間長,受冒口套材料影響最大,保溫性愈髙愈好。

                 h下,約占2/10~3/10h,是冒口安全量,鋼水凝固時間與鑄件相近。且與儔件形成接觸熱節,因此該段不要求冒口套保溫性好,但耐火度應高。

                 根據上述分析,對于大規格冒口,如果在h中部位采用保溫磚圍成冒口,完全可起到保溫緩冷作用。此時,保溫磚相當于砌塊式保溫冒口套的最小單元體。

                 根鋸保溫冒口設計要求,保溫層厚度& =10~15%D,D——保溫冒口直徑,如D>300mm,則&=30~45mm。目前標準保溫磚厚度為60~65mm可滿足保溫層厚度要求。

                 二,保溫磚選擇

                 目前輕質保溫磚產品有多種,性能相差很大。用作冒口材料時。除具有低γ和低b 外,還應滿足下述要求:

                 ① 與鑄鋼相適應的耐火度;

                 ② 有足夠的機械強度,造型方便;

                 ③ 澆注時性能穩定,不發氣,不粘砂,清理方便。

                 經過分析和多種同秀磚對比試驗。江蘇某地生產的輕質保溫磚可滿足上述要求。表2為該磚與其他材料的比較。

                 由表2可知,硅藻土磚耐火度低,泡沬高鋁磚抗壓強度低,均不宜采用。

                 將所選擇輕質保溫磚進行實際澆注試驗表明,造型不易損壞,且與鑄型結合牢固。澆注時鋼水充填平穩,磚面穩定,不嗆火,不發氣,不變形。澆注后磚不與冒口澆結,僅磚內表面約10—20mm深變成黑灰色渣狀物,呈塊狀脫落,容易清理,優于空微冒口和硅纖冒口。

                 三、保溫磚冒口的實際應用

                 主要用于起過現有保溫冒口成品規格的大型冒口上。造型時,先在冒口模根部墊砂緊實80—100mm高,然后沿冒 口模四周立放保溫磚。磚間及外側用型砂填充緊實,如必要,可將磚側接觸面修(或鋸)出一定斜皮,以適應特定的冒口形狀?芍苯悠凑。

                 例一、油缸下段。鑄鋼,毛重2900kg,內孔為活塞工作面,工作壓力315bar,要求材質作超聲波探傷檢查。粗如工后與上段焊成整體,試壓因材質要求高,應采用立澆充分補縮,不宜使用內冷跌。該件壁厚而孔小,應避免泥芯過長,增加出芯困難;不宜采用環形冒口。工藝確定用腰明冒口兩個。

                 計算得鑄件模數M3=9.6cm

                 如選普通冒口。需腰明冒口400X600X750mm兩個,冒口重gt=2xl600=3200kg,出品率n=0.48太低。

                 若選保溫冒口確定為:腰暗保溫冒口380X570X490mm或400x600x520mm兩個,因用量少,不可能專門定貨。因此,采用保溫磚作冒口,確定規格為腰明冒口360X540X700mm兩個。冒口重g3=2x1250=2500 kg,出品率n= 0.54。保溫磚為標準型T3(230x113x65mm),立放兩層,磚總高460—470mm,共用磚48塊。

                 不放保溫磚的鑄件、冒口根部有縮孔殘留。放置保溫冒口后,鑄件補縮良好,加工時于鑄件內孔對應冒口部位加工量深達70~80mm,未發現收縮缺陷。

                 例二、滑塊本體(圖4)坯重6000kg,鑄鋼。

                 根據該件結構特點,確定放兩種明冒口共3只。導軌處2冒口用普通腰明360x540x800mm兩個,重g1=2x1400kg。熱節T處冒口,如用普通砂型,計算需圓明冒口740x960mm,重g2=3200kg,出品率n=0.5。

                 實際采用保溫磚圓明冒口為550x 800mm重g= 1500kg。方法叼例一,共用磚30塊。為調整凝固順序。另在T2、T2處分別放骨架內冷鐵,重量分別為31kg和28kg,實得工藝出品率為n=0.58。

                 冒口不放保溫磚時,鑄件有嚴重縮孔殘留。使用保溫磚后,縮孔消除。

                 四、保溫磚的作用

                 試驗及應用時對冒口凝固進行了觀察記錄,并進行解剖對比,表明保溫磚有兩方面 作用:

                 ① 延長冒口凝固時間:用腰明冒口360x540x700mm作對比,砂型冒口凝固時間為1.5~2.0h,保溫磚冒口為3.5h以上。實際鑄造生產時,也證明這一結果。而且,冒口愈大,凝固時間相差愈大。

                 ② 改變冒口內縮孔形狀:由于?蚀u的保溫作用,改變了冒口內凝固期溫度場和凝固等溫層的分布狀態,因而改變了最終形成的縮孔形狀。圖5為普通冒口與保溫冒口中縮孔形狀對比。圖6為普通冒口與保溫磚冒口中縮孔形狀對比。由圖可見,保溫磚冒口中縮孔形狀雖不如保溫冒口那樣集中,但已由普通冒口中的倒錐形變成底部平緩的盆形,縮孔的下端無細長的縮管及斷續的另散縮孔,縮孔總深度比普通冒口淺1/3以上,冒口安全高度増加。

                 因此,采用保溫磚可使冒口高度降低,規格減小。如在普通冒口外加放'保溫磚,可使冒口補縮更可靠。

                 五、經濟效果分析:

                 采甩保溫磚冒口,可使工藝出品率提高5~10%。由于保溫磚系標準產品,價格較低,冒口村料成本與成型保溫冒口套相近;然而損耗少,而節省的鋼水約為保溫冒口的1/3〜2/3,因此具有一定的經濟價值a。

                 表3為兩種鑄件使用保溫磚冒口的效果分折。

                 保溫冒口成本1200元/噸,保溫磚成本約1.3約元/塊。由表3可知,每投入保溫磚費用1元,可省鋼水10—40kg。如消耗鋼水成本按400元/噸計,則投入與收益比為1:4~1:16。

                 六、保溫磚冒口使用特點:

                 ① 可適用于各種規格及形狀的大冒口、冒口愈大,效果愈佳。

                 ② 使用方便,通用性強,尤其適于單件小批生產。

                 ③ 不受干,濕型限制,不受烘干溫度影響。

                 ④ 澆注時無氣、無害、鋼水充填平穩。

                 ⑤ 冒口表面光潔,清理容易。

                 ⑥ 運輸、存放方便、損失小。

                 ⑦ 造型操作工作量略有增加,但不易損壞,對緊實技巧要求低。

                 將保溫磚用作鑄鋼大冒口,只是初步工作。冒口規格的選定尚較保守。實用結果表明。只要保溫磚選擇適當,在一定程度上,可以替代保溫冒口套,取得可觀的經濟效果。

          關鍵詞:保溫磚      
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