中間包內(nèi)上層的覆蓋劑易凝固

對(duì)于某特定鋼種，當(dāng)覆蓋劑堿度由0.83提高至11.0時(shí)，鋼中T.O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可從25×10-6降低至15×10-6左右，且高堿度覆蓋劑在防止鋼液回硫、回磷、容納和吸收非金屬夾雜物方面效果明顯。至于暗冒口，共熱損失形式主要表現(xiàn)為冒口周圍型砂材料的傳導(dǎo)吸熱。然而堿性覆蓋劑熔點(diǎn)相對(duì)較高，中間包內(nèi)上層的覆蓋劑易凝固、結(jié)晶，形成大塊的結(jié)殼物，嚴(yán)重影響了連鑄塞棒的開啟和上下運(yùn)動(dòng)，降低了保溫性能，給連鑄生產(chǎn)帶來不利影響。

保溫覆蓋發(fā)熱劑

本品為灰黑色粉狀，與鋼水或鐵水接觸后，體積膨脹3—4.5倍，具有y秀的保溫發(fā)熱效果，適用于碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄銅、鑄鋁等。鑄件冒口補(bǔ)縮及鋼包或爐內(nèi)保溫覆蓋，可有效的防止鋼水二次氧化。

冒口中熱損失的分析：冒口中鋼液的熱能損失主要以如下三種方式進(jìn)行 ： ( 1 ) 鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)的熱傳導(dǎo)； ( 2 ) 冒口表面高溫鋼液的熱輻射； ( 3 ) 冒口表面鋼液與空氣之間的對(duì)流換熱。發(fā)生在冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流占冒口總散熱量的4 0 ％ 左右 。而且冒口越大， 冒口表面鋼液的熱輻射與熱對(duì)流的損失也越大。能提高鑄件工藝出品率20%左右，降低生產(chǎn)成本30%——40%左右，冒口重量減少40%——50%，節(jié)省了金屬熔化和切割冒口費(fèi)用，減少了型砂和金屬損耗、節(jié)能省工降低了鑄件生產(chǎn)成本，提高了鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和鑄件的致密性，提高了經(jīng)濟(jì)效益。 因此， 為了提高冒口的補(bǔ)縮效果， 在考慮采用保溫冒口減少或杜絕鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)傳熱的同時(shí)，在冒口頂面添加保溫覆蓋劑減少冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流，進(jìn)一步強(qiáng)化冒口的補(bǔ)縮作用對(duì)鑄鋼企業(yè)有著非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

該覆蓋劑的保溫機(jī)理：覆蓋劑加入冒口后迅速地鋪展開覆蓋住鋼水的表面，并很快地形成了三種不同的層次結(jié)構(gòu)即熔融層、燒結(jié)層、原始層。覆蓋劑的下層在鋼水液面上( 約1 5 5 0 ～1 6 0 0 ℃) ，靠鋼液提供熱量，渣粒中低熔點(diǎn)的組成在高溫作用下熔化，并逐漸向四周擴(kuò)散 ，在鋼液面上形成了一定厚度的液渣覆蓋層，即熔融層。同時(shí)，鋼水中的夾雜物在z靜時(shí)不斷上浮進(jìn)入熔融層，被熔渣所捕集、熔化，使熔融層逐漸增厚。熔融層的形成使鋼水的傳熱速 度減慢，同時(shí)在熱作用下，覆蓋劑中p脹劑的膨脹作用更加明顯，逐漸在熔融層的上面形成一個(gè)隔離層，該層溫度約在6 0 0～9 0 0 ℃ 左右。部分高熔點(diǎn)的渣粒尚未熔化，但在高溫作用下，渣料之間互相燒結(jié)在一起，形成一個(gè)多孔的過渡燒結(jié)層，即熔化層。該層渣粘度較大，起到了骨架支撐作用，并具有很好的吸附上浮夾雜物的作用。燒結(jié)層的形成使鋼水向外的傳熱速度明顯降低。發(fā)熱劑主要由低導(dǎo)熱資料構(gòu)成，此外參加必定份額的發(fā)熱資料，在金屬液的熱效果下，氧化劑供給氧使還原劑氧化發(fā)熱，延伸冒口內(nèi)金屬液的凝結(jié)時(shí)間。正是由于熔化隔離帶的形成，使覆蓋劑的保溫效果明顯提高。燒結(jié)層的上面由于溫度降低，覆蓋劑的成分和狀態(tài)基本未發(fā)生變化，即原始層。隨著澆鑄時(shí)間的推移，覆蓋劑中的發(fā)熱物質(zhì)逐漸開始反應(yīng)，并放出熱量，燒結(jié)層不斷增加，原始層逐漸縮小。但是由于發(fā)熱物質(zhì)與弱氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的速度較慢。反應(yīng)持續(xù)的時(shí)間較長，而且熔化隔離層在相當(dāng)長的時(shí)間里比較穩(wěn)定，使導(dǎo)熱系數(shù)仍保持相對(duì)較低的數(shù)值。至c的原始層基本熔化掉 (覆蓋劑表面出現(xiàn)發(fā)紅跡象)大約需要6 0 min左右，因此該覆蓋劑起保溫作用的時(shí)間明顯比同類產(chǎn)品大大延長。

設(shè)置冒口是保證鑄件質(zhì)量的重要措施

保溫冒口在鑄造生產(chǎn)中，設(shè)置冒口是保證鑄件質(zhì)量的重要措施之一，其主要作用是對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮。據(jù)模數(shù)計(jì)算，鑄造合金通常需要與鑄件體積相同的冒口來補(bǔ)縮，這就意味著在鑄造生產(chǎn)中大約有'#$的金屬要進(jìn)行重新熔煉。提高鑄件工藝出品率和冒口利用率，可以采用保溫冒口。在烘干的過程中，要盡量注意防止泡沫塑料模樣發(fā)生變形，同時(shí)要保證有足夠的干燥時(shí)間使鑄造涂料烘干、烘透。保溫冒口是通過控制冒口熱損，延長冒口金屬液凝固時(shí)間，提高冒口補(bǔ)縮效率。這不僅可以節(jié)約冒口金屬液，而且對(duì)提高鑄件質(zhì)量有著重要意義。

冒口中鋼液的熱能損失的方式

從傳熱學(xué)觀點(diǎn)來看，冒口中鋼液的熱能損失主要以如下三種方式進(jìn)行：

1.鋼液經(jīng)冒口向砂型內(nèi)的熱傳導(dǎo)。

2.冒口表面高溫鋼液的熱輻射。

3.冒口表面鋼液與空氣之間的對(duì)流換熱。比較而言，發(fā)生在冒口頂面的熱輻射和熱對(duì)流占冒口總散熱盤的40%一55%問。在推動(dòng)過程中，提高管頂部的金屬總是在液體中，直到固化層被推到中心。而且冒口越大，冒口表面鋼液的熱輻射與熱對(duì)流的損失也越大。因此，為了提高冒口的補(bǔ)縮效果，在考慮采用保溫冒口的同時(shí)，冒口保溫覆蓋劑有著現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。