提高熔鑄耐火材料制品冒口補縮效率途徑的探討

熔鑄耐火材料制品冒口是只為避免制品出現缺陷而附加在制品上方或側面的補充部分。冒口的主要作用是補縮，并在澆鑄時作為重要的排氣孔通道。熔鑄耐火材料制品的冒口按材質分有砂型冒口、鑄鐵冒口、石墨冒口等，主要是用砂型冒口；按澆鑄工藝方法分普通澆鑄PT、傾斜澆鑄QX、準無縮孔澆鑄ZWS、無縮孔澆鑄WS冒口。提高冒口的補縮效率，意味著在保證熔鑄耐火材料制品無或少縮孔、縮松，滿足熔鑄耐火材料制品質量要求的情況下，采用各種有效的工藝措施，減少冒口的尺寸和數量，節(jié)約熔液以節(jié)約制造成本，從而可以提高熔鑄耐火材料制品的合格率和生產效益。冒口補縮原理：一般設計部門在熔鑄耐火材料制品已經設計冒口位置。原則上，在熔鑄耐火材料制品鑄件厚壁處和熱節(jié)部位（即鑄件上熱量集中，內接圓直徑較大的部位）設置冒口，是防止縮孔、縮松的有效措施。冒口的尺寸應保證冒口比其要補縮的部位凝固得晚，并有足夠的熔液供給。采用“順序凝固原則”，在制品上建立一個從遠離冒口的部分到冒口之間逐漸遞增的溫度梯度，從而實現由遠離冒口處向冒口方向順序地凝固，即遠離冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。冒口的設計：熔鑄耐火材料制品冒口尺寸主要指它的根部寬度和高度，如圖1所示。冒口尺寸過大，雖然能滿足制品補縮要求，但是增加制品成本；尺寸過小，制品會產生縮松和縮孔。因此，正確地確定冒口的尺寸，對于提高制品質量和降低成本，具有重要意義。圖1幾種澆鑄工藝冒口剖面示意圖提高冒口補縮效率的途徑：（1）合理加高冒口，提高冒口內熔液的補縮壓力。采用自然壓力冒口以及鋼釬上下搗冒口的操作來實現。澆注后，冒口表面結殼，外界大氣壓力作用在冒口內部熔液液面上，形成由大氣壓力和冒口液柱重力共同作用的補縮壓力，增強了補縮效果。在鑄型冒口澆滿后，用鋼釬上下搗動其中的熔液表面，避免冒口頂面過早凝固結殼，使大氣壓力長時間作用在冒口的熔液液面上，加大大氣壓力冒口的補縮效果。（2）采用發(fā)熱冒口，延長冒口的凝固時間。延長冒口的凝固時間方法：冒口上撒保溫劑、發(fā)熱劑，采用發(fā)熱冒口、保溫冒口、電弧加熱冒口等。普通冒口凝固較快，冒口中凝固較早的熔液不具補縮作用。為改善冒口的補縮條件和提高其補縮效率，可采用發(fā)熱冒口。冒口上覆蓋發(fā)熱劑，或鑄型上安裝用發(fā)熱及保溫材料做成的，其內壁與冒口部分外形相同的套的冒口為發(fā)熱冒口。由于發(fā)熱材料的放熱反應，延緩了冒口的凝固速度，從而使冒口內熔液利用率顯著提高。如圖2所示。

圖2發(fā)熱保溫冒口（3）實行二次補澆鑄，增加冒口熱能。自然壓力冒口澆注后，冒口表面結殼，用鋼釬上下搗動其中的熔液表面，如此重復多次，經過一定時間，最后打完冒口后再補澆熔液，這樣也大大提高冒口的補縮效果。二次補澆其實不僅是補澆熔液而是補澆熔液來增加冒口熱能，所以，其作用同發(fā)熱冒口作用。實際上，在70～80min內進行熱熔液補澆，可以制得容重為3.7g/m3以上的AZS33WS磚。（4）控制制品鑄件保溫工藝，增長冒口補縮距離。如合理使用補貼、冷鐵，能使冒口的補縮距離增長，從而可使冒口的數量減少。熔液通過冒口進入型腔，能使冒口造型材料被大量流過的熔液預熱，使冒口內熔液的溫度較高，從而降低冒口的凝固速度，使冒口的補縮效率得到提高。通過分析可以得出：澆鑄冒口是澆鑄工藝的重要組成部分。提高熔鑄耐火材料制品冒口補縮效率途徑有：合理加高冒口，提高冒口內熔液的補縮壓力；采用發(fā)熱冒口，延長冒