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技术专栏

炼钢转炉耐火材料企业

编辑:耐火砖厂家   分类:技术专栏  发布:2017-10-10   浏览:

在铸造生产过程中,液态金属浇注到铸型后,由于冷却而产生收缩,凝固后将在铸件内部产生缩孔和缩松,造成废品。为保证获得健全铸件,必须有足够金属液进行补缩,最普通的方法是设置冒口。

传统工艺使用的是普通冒口,即冒口和铸型采用相同的造型材料。由于此时冒口和铸件的凝固速度相同,所以尽管冒口几何尺寸很大,但有效补缩体积很小。据资料介绍,仅占6%~10%.冒口中绝大部分金属实际是一种消耗。尤其对于体收缩率大的钢铸件,冒口重量约占铸件重量的50%~100%,即钢液有1/3~1/2用于冒口。尽管冒口金属可以回炉重熔,但由于从铸件上除去和熔化这部分金属需要大量人力和物力,增加了铸件成本。所以,如何在保证获得致密铸件前提下,尽量缩小冒口尺寸,一直是铸造工作者追求的目标。

提高冒口补缩效率的办法很多,大致分两大类:一是增加冒口补缩压力的方法,包括大气压力冒口、压缩空气冒口、发气压力冒口等;二是延长冒口凝固时间的方法、包括发热冒口、保温冒口、复合保温冒口等。其中,应用最广的为保温冒口。

我国从70年代开始研究保温冒口,现已有10余种保温冒口制品,最典型的保温冒口有膨胀珍珠岩制品和复合纤维制品。但是,由于膨胀珍岩制品强度低,破损大,工人使用不方便,而复合纤维制品制作工艺复杂,成本高,限制了它们的使用。作者采用新型保温材料――微珠制作保温冒口,取得满意效果。

保温冒口配方及生产工艺

1.1微珠及其性能微珠由火力发电厂排放的灰渣经水浮选获得,是一种微小、中空、热稳定性好、强度高、表面光滑的球形轻质颗粒,颜色呈灰白色,且杂质愈少,白色程度愈高。

微珠的矿物组成主要由非晶质硅酸盐相和微晶结构的玻璃相组成并夹杂少量的石英、莫来石、磁铁矿等多相的组合体。

1.2保温冒口主要原料耐火骨料。起耐高温骨架作用,一般选用Si02(纯度98%以上),粒形为多角形,粒度尽量细一些,但考虑成本,适宜即可。

耐火粘土。建立混合料湿强度,满足造型要求,加人量取下限。

麻纤维。增加常温强度,长度10mm~20mm为采用聚酯树脂、水玻璃及磷酸盐等作为粘结剂。

1.3保温冒口配比粘结剂。建立常温干强度及高温强度,可保温冒口配比(见表3)表3保温冒口配方组成微珠辅助保温材料耐火骨料麻纤维耐火粘土粘合剂水含贵适m干混1~2分钟湿混5~7分钟粘结剂水。

1.4混合料混制工艺微珠+辅助保温材料+耐火骨料+耐火粘土+麻纤维混2~3分钟注意:用碾砂机混制时应把碾轮调高,以防碾坏保温骨料。

1.5造型具体工艺过程从略。

1.6烘干工艺造型后一般需风干12小时。控制干燥窑温度在180lC~230t:之间,将制成保温冒口上窑烘干4 5小时后,出窑。

1.7保温冒口性能指标保温冒口性能指标,耐火度导热系数抗折强度显气孔率线收缩率残余水份2保温冒口在生产中的应用2.1保温冒口的设计方法发挥冒口补缩作用的必要条件是保持冒口中钢液晚于铸件凝固和有足够的钢液补充铸件的收缩。由凝固理论和实践得出,冒口中钢液较铸件后凝固的条件为:上式说明:为保证冒口补缩,必须使冒口的热容量与散热面积之比大于铸件热容量与散热面积之比。

实际应用中,一般要求,时,才能保证冒口的补缩作用。

保温冒口的补缩原理与普通冒口相同,只是由于保温冒口在高温时的热散失率小于普通冒口,相当于增大了冒口中钢液的热容量和减小了冒口的散热面积,从而延长了钢液的凝固时间。即相当于增加了冒口的模数,从而减少了冒口体积,节约了钢水。

通常计算保温冒口的保温效率有三种方法:MR保温冒口的模数。

QFP保温冒口的凝固时间砂型冒口的凝固时间Aeat,通过保温冒口的热散失率其中以增大系数法更为常用。如对于固柱型砂型冒-普通冒口的体积Vc被补缩部分铸件的体积cm3 Sc――铸件的表面积cm2用M,。、分别代表铸件和冒口的模数,并令:如采用同尺寸的保温冒口,贝IJ:积更换系数)Y―冒口顶面修正系数(或冒口顶面的视在面积更换系数)量凝固时间的办法确定X值在0.6~0.65左右。如采用暗冒口或复合保温冒口,Y可确定为0.7.明冒口Y取2.2保温冒口的应用原则保温冒口的形状:保温冒口一般采用圆柱形和腰形两种形式。在沈阳矿山机器厂铸钢分厂实际应用中,受工艺装备限制,一般采用明冒口。由于铸造过程中工艺参数难于恒定,所以,保温冒口较普通冒口直径方向减小到0.8倍左右。

保温冒口的壁厚:保温冒口的壁厚是影响补缩效果的重要因素。太薄造型困难,且保温效果差;太厚对保温效果影响不大,且增加成本。一般壁厚取冒口直径的1096~15%,最薄不得小于20mm保温冒口根部砂台:由于保温冒口耐火度相对较低,与金属液接触面不光洁,去除冒口困难,生产中采用保温冒口根部用型砂垫高的方法。砂台高度一般取40mm左右,太低清理困难,太高影响保温效果。

对于直径大于400mm的大型冒口,保温冒口烧损较严重,采用内部挂石英型砂的方法,厚度10保温冒口的规格:为了方便使用和管理,参照铸钢分厂常用的冒口尺寸,设计了下列7种规格。

保温曾口常用规格单位型号底上高现格内径夕卜径内径外径1圆2圆3圆4圆1腰2腰2.3保温冒口使用效果保温冒口应用于沈阳矿山机器铸钢分厂,经检验铸件全部合格。同时简化了造型工艺,提高了铸件质量。在现有管理水平下,平均节约钢水10%以上,企业获得显著经济效益。

复合保温冒口的应用根据热力学观点,明冒口上端传热以辐射传热为主,约占冒口全部散热量的40%,冒口侧壁传热以传导传热为主,热损失约占60%.为减少明冒口顶部热损失,应采用暗冒口。如果受工装限制,应采用复合保温冒口,即在明冒口顶部采用高效覆盖剂。此时,保温冒口高度方向较普通冒口可缩小到0.7倍,进一步提高了补缩效率。

在铸钢锭绝热板上的应用保温冒口配方经适当调整,用于生产铸钢锭绝热板,使用效果良好。

本文研究的保温冒口耐火度较高,容重轻,强度高,保温性好,性能稳定。

实际使用保温冒口时应注意:保温冒口应标准化、系列化;宜采用保温暗冒口和复合保温冒口;保温冒口适当控制壁厚,根部应留砂台;对于直径大于400mm的大型冒口,内部应挂高耐火度型砂。

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