提高熔鑄耐火材料制品冒口補(bǔ)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(xiàn)缺陷而附加在制品上方或側(cè)面的補(bǔ)充部分。冒口的主要作用是補(bǔ)縮，并在澆鑄時(shí)作為重要的排氣孔通道。熔鑄耐火材料制品的冒口按材質(zhì)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(zhǔn)無縮孔澆鑄ZWS、無縮孔澆鑄WS冒口。提高冒口的補(bǔ)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(zhì)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(shù)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(chǎn)效益。冒口補(bǔ)縮原理：一般設(shè)計(jì)部門在熔鑄耐火材料制品已經(jīng)設(shè)計(jì)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(nèi)接圓直徑較大的部位）設(shè)置冒口，是防止縮孔、縮松的有效措施。冒口的尺寸應(yīng)保證冒口比其要補(bǔ)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(gè)從遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口處向冒口方向順序地凝固，即遠(yuǎn)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(shè)計(jì)：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(bǔ)縮要求，但是增加制品成本；尺寸過小，制品會(huì)產(chǎn)生縮松和縮孔。因此，正確地確定冒口的尺寸，對(duì)于提高制品質(zhì)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(bǔ)縮效率的途徑：（1）合理加高冒口，提高冒口內(nèi)熔液的補(bǔ)縮壓力。采用自然壓力冒口以及鋼釬上下?lián)v冒口的操作來實(shí)現(xiàn)。澆注后，冒口表面結(jié)殼，外界大氣壓力作用在冒口內(nèi)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(bǔ)縮壓力，增強(qiáng)了補(bǔ)縮效果。在鑄型冒口澆滿后，用鋼釬上下?lián)v動(dòng)其中的熔液表面，避免冒口頂面過早凝固結(jié)殼，使大氣壓力長時(shí)間作用在冒口的熔液液面上，加大大氣壓力冒口的補(bǔ)縮效果。（2）采用發(fā)熱冒口，延長冒口的凝固時(shí)間。延長冒口的凝固時(shí)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(bǔ)縮作用。為改善冒口的補(bǔ)縮條件和提高其補(bǔ)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(nèi)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(yīng)，延緩了冒口的凝固速度，從而使冒口內(nèi)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(shí)行二次補(bǔ)澆鑄，增加冒口熱能。自然壓力冒口澆注后，冒口表面結(jié)殼，用鋼釬上下?lián)v動(dòng)其中的熔液表面，如此重復(fù)多次，經(jīng)過一定時(shí)間，最后打完冒口后再補(bǔ)澆熔液，這樣也大大提高冒口的補(bǔ)縮效果。二次補(bǔ)澆其實(shí)不僅是補(bǔ)澆熔液而是補(bǔ)澆熔液來增加冒口熱能，所以，其作用同發(fā)熱冒口作用。實(shí)際上，在70～80min內(nèi)進(jìn)行熱熔液補(bǔ)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(bǔ)縮距離。如合理使用補(bǔ)貼、冷鐵，能使冒口的補(bǔ)縮距離增長，從而可使冒口的數(shù)量減少。熔液通過冒口進(jìn)入型腔，能使冒口造型材料被大量流過的熔液預(yù)熱，使冒口內(nèi)熔液的溫度較高，從而降低冒口的凝固速度，使冒口的補(bǔ)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(bǔ)縮效率途徑有：合理加高冒口，提高冒口內(nèi)熔液的補(bǔ)縮壓力；采用發(fā)熱冒口，延長冒