铸造浇注温度的控制

2021-11-30刘成亮裴柯兴

铸造设备与工艺 2021年6期

刘成亮，裴柯兴

（山西省忻州市市场监管局，山西忻州 034000）

1 问题的由来

没有采用自动浇注机的许多铸造企业,所用的铁水包大多数都没有安装包盖。这类铁水包在实际生产中，浇注第一件和最后一件的浇注温温度一定存在温差,许多管理和技术人员都认为温差在30 ℃～50 ℃的范围之内。本人通过对多个企业浇注温度的实际测量，发现多数温差在100 ℃以上，和大家的感觉相差甚远。因此应当引起铸造企业的高度重视。

2 重视浇温控制是铸造企业质量管理的必然

我国铸造企业质量管理的发展阶段，随着视角不同，可以有不同的分类。从控制手段的进步和理念的转变来看，认为也可以分成以下几个阶段：

1）随着化验和金相手段的普及，铸件材质有了一个质的提升和稳定，这算一个阶段；

2）自上世纪九十年代以来，随着型砂管理理念的转变和型砂等附助材料分析手段的完善，铸件成品率、铸造产品质量又有了一个质的提升和稳定。这算第二个阶段。

现在我们应当转变观念，以稳定控制所有工艺因素为基础，进一步推进铸造产品质量的提升。这其中的一个重要因素，就是要高度重视被我们长期忽视的对浇注温度的检测与控制。如果包括浇注温度等所有工艺因素都能在生产中得到很好的控制，那么有可能形成铸造企业质量提升的第三个阶段。

许多企业的铸造工艺卡都标有浇注温度，实际浇注温度不应当只是一个温度点，而应当是一个温度区间范围。当工艺卡只标注一个浇注温度时，操作工只能把它看作是开始浇注时的铁水温度，而浇注末期的铁水温度控制，大部分时候管理只是流于形式，只要成品率在规定的范围之内，也就默认了。而这也正是当前提高铸造产品质量和成品率的主要思维障碍。

铁水的浇注温度必须有一个合适的范围，实际的浇注温度过高或过低，都会形成铸造缺陷。

浇注温度过低可能产生的问题有：

1）浇注温度低导致铁水流动性降低，进而形成浇不足、边界缺失等缺陷；

2）浇注温度低导致冒口补缩能力不足，形成缩孔缩松缺陷；

3）浇注温度低还可导致芯撑和其他加入物熔合不充分；

4）浇注温度低导致部分气孔、浮渣及夹杂物不能及时上浮而形成气孔夹渣等缺陷；

5）浇注温度过低还会引起部分铸件因铁水过冷形成白口、过冷石墨等，并增大铸件的热裂倾向。

浇注温度过高可导致问题：

1）浇注温度过高可导致金属渗透、粘砂、铸件表面粗糙等问题；

2）浇注温度过高增加了熔渣的流动性，进渣倾向加大；

3）浇注温度过高可导致砂粒膨胀加剧，形成铸件的脉纹、侵蚀结痂，还可能因砂型膨胀引起铸件变形或尺寸超差等问题。

综上，铸造工艺卡的浇注温度必须是一个能保证铸件质量且可执行的温度范围，有条件的企业还应对浇注的最高温度和最低温度进行CAE 模拟分析。只有包括浇注温度等所有工艺因素都在生产中得到了很好的控制，那么才有可能把铸造企业的质量管理，提升到一个新的高度。

3 控制浇注温度的思路与措施

在实际生产中要保证合适的浇注温度，除了浇注初期的铁水温度在合理的范围之内以外，最重要的就是铁水的保温措施了。铁水的保温措施主要有以下几点：

1）安装保温包盖，减少铁水表面散热，这是最主要的措施之一。普通铁水包推荐采用一种专利产品——便捷式包盖，该包盖结实耐用，保温效果好，重量只是传统包盖的百分之十几，由于设计了助力机构，操作工人用一个手指头十秒钟内即可打开或闭合，操作十分简便。

2）铁水包要有保温层。合格的保温层，可使铁水包外壳温度由300 ℃以上下降到60 ℃左右，这不仅可以减少散热，也大大改善了操作工人的作业环境。由于保温层是一次性投资，不仅成本的增加可以忽略，并且由于散热的减少，可以降低铁水出炉温度，总的来说是节约的电费远多于保温材料的投资成本。保温铁水包内衬，由于采用的是保温层＋耐火层结构，修包时要特别注意修包工艺秩序，关注烤包时包衬材料的出气问题，防止因出气不利造成漏包风险。

3）铁水包包衬的烘烤与空保保温问题。许多铁水包因为修包后烘烤不力生产中前几包铁水降温过快，这一点应当充分注意。还有一点，在浇注的空档期，没有包盖的铁水包空包散热面积大，散热快，接铁后因此造成的热量损失也比较大。有了包盖后，此部分的热量损失即可得到有效缓解。

有些企业的产品对浇注温度范围要求极其严格，推荐采用电热式保温包，可以确保浇注温度限定在规定温度±5 ℃的范围内，有效保证了产品的工艺需求。

铁水包的具体保温效果和参数因铁水包的大小、铁水多少、有无保温包盖、包衬导热系数以及包衬温度高低而有所差异。实际生产中根据具体情况对浇包采取相应的保温措施对保证铁水浇铸温度具有重要意义。