试论铸件冒口保温的经济、社会和环境效益

铸造行业是机械工业耗能的一个大户,在我国,它的能耗约占机械工业总能耗的25～30%,而金属炉科的熔化要占铸造业总能耗的60～65%。因此,提高铸件成品率是当前铸造行业节能的重要环节。本文通过试验研究和生产验证,当铸件冒口采用保温措施后,铸件工艺出品率能提高15～25%。铸件成品率能提高5～10%,生产厂能获得明显的经济、社会和环境效益。

中空冒口保温效果研究

依据空气绝热性,采用冒口中空的方式,减少冒口传热,提高冒口的保温效果。在实验模拟中,测定刚玉砖内外壁和中空气隙温度。由传热学热平衡理论和外壁温度初步确定最佳中空气隙为25 mm,但其保温效果并不明显。为进一步探究,提出在内外壁间以25 mm为一个单位插入隔热板的改进措施。结果表明,插入隔热板,可以大幅度降低外壁温度,提高保温效果。当插入一个隔热板时,可使热流量降低约50%。随着插入隔热板数量的增加,保温效果也逐渐提高。

发热保温冒口套在特种焊丝用钢907A模铸中的应用研究

针对特种焊丝用钢907A模铸用发热保温冒口的材质进行改良设计,并对冒口内不同位置钢液的温降进行数值模拟。结果显示,钢温从1580℃降至1522℃需要约41 min。将该材质的发热保温冒口套用于9炉907A钢的真空熔铸试验,浇注温度1640~1650℃,浇注速度375~400 kg/min,切除冒口后,铸锭锭身无二次缩孔,有效提高铸锭成材率;将铸锭冒口成分与浇注前钢液成分对比,未发现冒口套在使用过程中,会对合金成分和气体含量产生不利影响。

铸钢件保温补贴与保温冒口的计算机辅助设计

探讨了保温补贴尺寸的设计计算方法，选择了与保温补贴配合使用的保温冒口的尺寸，并编制了计算机辅助设计（ＣＡＤ）程度。生产验证表明，该程序可使铸钢件保温补贴和保温冒口的设计快速准确，操作方便，实用可靠，能使铸钢件的工艺出品率由４５～５５％提高到７０～８５％，具有的应用前景。

挂舵臂铸钢件冒口覆盖剂保温机理研究

以大型挂舵臂铸钢件为对象,重点研究了铸钢件冒口覆盖剂(GL-Ⅰ型覆盖剂)的配方、化学成分、物性参数及微观组织形貌,分析了其保温机理。结果表明:GL-Ⅰ型覆盖剂高温导热系数较小,λ=0.1 366 W/(m.K),高温烧结后内部呈层片状,且多孔洞,其膨胀性好,具有良好的保温隔热性能。

发热保温冒口套的结构优化

应用Procast软件对发热保温冒口套和冒口套中金属液的温度场进行数字模拟,并分析了发热保温冒口套在凝固过程中的燃烧情况,及其对金属液温度的影响。并对生产实际浇注过程中冒口套的燃烧情况进行观察,发现可通过优化发冒口套中发热材料的分布,可有效地降低发热保温冒口套的生产成本。

常用保温冒口的试验与性能分析

对常用的四种保温冒口在一定条件下进行浇注试验,并分析浇注后冒口状态。试验结果表明,这四种保温冒口都各有优缺点,硅酸铝纤维型和空心微珠型保温冒口的综合性能较好,同时可通过一定的方式改善其他类型保温冒口的综合性能。

铸钢件保温冒口计算模型及软件的研究

针对两种铸钢材料ZG0Cr13Ni4Mo和ZG230-450,详细地研究了其保温冒口计算模型及计算软件,以指导保温冒口工艺的设计。文中采用了数学分析、数值计算、浇注实验和无损检测等多种研究方法,比较和分析了三次方程法、周界商法及Q参数法三种解析法的特点及适用性。结果表明三次方程法更适合做保温冒口的计算模型,并以此开发了相应的计算软件。研究方法和结果对其他种类铸钢件保温冒口设计和计算有借鉴和指导作用。

基于AnyCasting的齿圈座铸钢件发热保温冒口设计

介绍了基于CAE的冒口设计方法,针对传统的冒口设计方法中存在的不足,采用AnyCasting铸造模拟软件对某厂生产的挖掘机齿圈座铸钢件发热保温冒口进行模拟。根据模拟所得的铸件凝固时间直接计算冒口模数,并利用补缩液量法校核冒口体积并确定冒口的数量。生产验证表明,该工艺设计的发热保温冒口补缩效果良好与模拟结果相符,既保证铸件无缩孔缺陷,又提高了工艺出品率。

金属型浇注铝活塞用保温冒口套的研制

介绍了一种以漂珠、附加保温材料和水玻璃粘结剂混制而成的保温冒口套。验证结果表明:该冒口套具有保温效果好,寿命长,价廉,制作工艺简单,是进口冒口套的替代品,具有推广应用价值。

表干型保温冒口的研制及应用

表干型保温冒口的研制及应用广西大学梧州分校（梧州５４３００２）萧泽新强化冒口补缩是保证铸件质量的重要工艺措施之一。普通冒口只有１４％～２０％的金属液能够有效地用于补缩铸件，而保温冒口的金属利用率可提高到３０％～５０％，铸件的工艺出品率明显提高。我国从...

复合发泡剂对多孔保温冒口性能的影响

以粉煤灰为耐火骨料,利用自制的复合发泡剂进行机械发泡制作多孔保温冒口.通过观察多孔材料的孔隙形貌和测定试样的孔隙率、抗压强度与降温速度,分析了复合发泡剂加入量对多孔保温冒口性能的影响.研究结果表明:当复合发泡剂的加入量为1.5%时,保温冒口试样的综合性能最好;多孔保温冒口套相对于水玻璃砂冒口套可以显著延长合金液的凝固时间,且具有制作简单、成本低等优点.

模数法设计金属型铸造铝活塞保温冒口

根据保温冒口的散热特征,引用有效散热系数修正凝固模数,进一步修正金属型铸造的凝固比得出金属型保温冒口方程式。并设计了东风EQ140汽车活塞的保温冒口。浇注实验结果显示:铸造工艺出品率提高到84.9%,显著提高了冒口有效补缩效率。

新型发热保温冒口的研制

在铸造生产中,常使用冒口对铸件进行补缩,但研究表明,一般铸件凝固结束后,集中在冒口内的缩孔体积仅占冒口体积的10％～14％,真正用于补缩铸件的只占6％～10％。因此,延长冒口凝固时间,提高冒口补缩效率是十分必要和有效的。

新型保温冒口的研究

以铸造车间的粉尘为隔热耐火材料、氯氧镁凝胶材料为粘结剂,并利用泡沫珠受热后缩容的特性进行保温冒口的探索,来替代铸造厂现用的保温冒口。试验结果表明,新型保温冒口的补缩效率比工厂现用的膨胀珍珠岩型保温冒口有较大的提高。对铸造车间的粉尘就地回收再利用,不仅实现了绿色铸造,也为企业节省了排放、运输粉尘以及购买保温冒口的费用。

基于体收缩原则的铸造模具镶块保温冒口设计研究

根据体收缩原则,研究了适用于模具镶块铸钢件加发热覆盖剂保温的冒口设计工艺。研究得出了发热覆盖剂加入量与保温冒口直径的关系,保温冒口的等效模数,以及根据铸件质量选择冒口直径的图表。实践证明,应用体收缩法设计模具钢镶块铸件的冒口工艺简单、实用,有效地提高了生产效率。保温冒口和发热覆盖剂的应用显著提高了模具镶块铸钢件的工艺出品率和冒口的补缩效率,综合经济效益显著。

闭孔珍珠岩保温冒口材料的研究

以闭孔珍珠岩为保温骨料,铝磷酸盐为结合剂,铝矾土为耐火骨料,制得一种闭孔珍珠岩保温冒口材料。经初期探索性试验及正交试验,研究了各因素对保温冒口材料性能及材料的微观形貌的影响。制备该保温冒口材料的最佳方案为:铝矾土100%,铝磷酸盐40%,闭孔珍珠岩30%,烧结温度1200℃,烧结时间120 min。此方案的材料各项性能指标为:抗压强度3.98 MPa,体积密度1.014 g/cm^3,材料的吸水率为16.1%,800℃环境下抗热震性循环达到20次以上,500℃的导热系数为0.281 W/(m·K)。

铸钢用保温冒口及其应用研究

本文针对提高铸钢件冒口补缩效率问题，给出了微珠保温冒口的配方及生产工艺；并介绍了其在生产中的具体应用。保温冒口的使用，改善了铸件质量，并大幅度提高了企业经济效益。

金属型铸造铝活塞半永久型保温冒口工艺研究

根据金属型铸造铝活塞的工艺特点,采用顶部保温冒口补缩工艺,设计了能与铝活塞金属型铸造工艺相匹配的半永久型保温冒口套。浇注试验结果显示:铝活塞毛坯与浇冒口重量之比由原先的l∶1.2降至1∶0.18,显著地减少了铝合金和能源的消耗,提高了工厂的经济效益。