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    以石灰石型砂生產鑄鋼件的鑄造缺陷及工藝對策


    石灰石砂能有效地防止矽肺病的發生,同時還可提高鑄鋼件的表面質量和減少裂紋廢品。并且石灰石砂資源豐富,價格低廉,它的應用產生了很大的經濟效益和社會效益。
      石灰石原砂是以石灰石(CaCO3)為主要成分的礦巖經機械破碎、篩分等工序人工制成的。石灰石具有較低的熱分解溫度,在825℃時即產生熱分解并放出氣體,在以石灰石型砂生產鑄鋼件時,鑄型澆入高溫鋼液還伴隨有其他反應:CaCO3=CaO+CO2↑。CO2是一種強氧化性氣體,在高溫下易與金屬液發生如下反應:CO2+C=2CO↑;CO2+Fe=FeO+CO↑。

      由于石灰石型砂的自身特點,如果控制不當,鑄件很容易產生氣孔等鑄造缺陷。鑄件的氣孔形成原因較為復雜,主要有析出性氣孔、反應性氣孔、侵入性氣孔等。僅就石灰石型砂產生的氣孔而言,石灰石型砂最易給鑄件造成砂氣孔和侵入性氣孔。

      一、防止鑄件砂氣孔的工藝對策

      根據鑄件砂氣孔的成因,在整個鑄造過程中,造型、扣箱、澆注等方面,要全面加強質量管理,杜絕掉砂,防止沖砂,吹凈澆注系統和型腔的浮砂。簡單中小鑄鋼件的生產一般采用粘土濕型砂,若型砂的成分配比控制不當則很容易產生沖砂現象。型砂的水分含量對其濕強度有較大影響,水分含量必須控制在一定的范圍內。一般認為,為防止侵入性氣孔的產生,應盡量降低型砂的水分含量。但生產實際表明,不同的季節,型砂的水分含量應有所不同。在空氣干燥的季節,應增大型砂的水分含量,防止造型后型腔表面因空氣干燥脫水造成浮砂并在鋼液沖刷下進入鋼液而產生砂氣孔。對于復雜中大件,生產中采用水玻璃干燥(表面干燥)型砂,在操作規范的情況下,基本不存在鑄件的砂氣孔現象。

      二、防止鑄件侵入性氣孔的工藝對策

      無論是粘土濕型砂,還是水玻璃干燥(表面干燥)型砂,石灰石砂在高溫下難免會發生分解反應。因此,減少發氣量、阻隔侵入或引氣出型是避免鑄件侵入性氣孔的重要工藝措施,即改變界面條件,要求面砂易形成燒結層,減少面砂孔隙率,提高背砂透氣性。在具體操作上,造型時面砂要盡量薄,一般不超過30mm,選用20~40目粗砂,在背砂上插入通氣孔,以形成良好的通氣條件。對鋼水冶煉采取相應的措施,使鋼液中FeO含量最少,采用強化冶煉工藝技術,做到還原精煉,抑制鋼液的二次氧化,插鋁終脫氧。在確保不發生冷隔及澆不足的情況下,適當降低澆注溫度,將其控制在1480~1540℃。

      綜上所述,石灰石砂是替代硅砂生產鑄鋼件的好材料,應用得當將產生很大的經濟效益和社會效益。只要能揚長避短,在生產中采取適當的工藝措施,可有效減少或避免某些鑄造缺陷,杜絕掉砂,防止沖砂,吹凈澆注系統和型腔的浮砂。在使用粘土濕型砂時控制水分含量,防止鑄型表面浮砂,盡可能采取底注開放式澆注系統并用澆道磚鋪設等工藝措施,可防止鑄件砂氣孔。采用減少發氣量、阻隔侵入或引氣出型等工藝措施可防止鑄件產生侵入性氣孔。


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