燒結(jié)機高鉻耐熱鑄鋼爐條消失模鑄造工藝

■ 吳軍

燒結(jié)機爐條是燒結(jié)機上的主要部件，屬易損件，由于工作條件比較苛刻，溫度變化大，使用過程中的燒損、變形及斷裂等現(xiàn)象嚴(yán)重，其使用壽命的長短直接影響燒結(jié)機的生產(chǎn)作業(yè)率和燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本。使用消失模生產(chǎn)爐條，通過優(yōu)化組模工藝和澆注工藝，則爐條的鑄件出品率高，成品率高。爐條成分選用高鉻耐熱鑄鋼，強度高，抗氧化性好，對于無鋪底料使用的爐條，使用壽命12～14個月。本文重點敘述90m2燒結(jié)機爐條的消失模工藝生產(chǎn)。

1. 爐條模樣的制作

（1）預(yù)發(fā)泡操作工藝參數(shù) 物料名稱：嘉昌EPS珠粒；預(yù)熱溫度：80～85℃；蒸汽壓力：0.1～0.12MPa；發(fā)泡溫度：85～90℃；加熱時間：26s。

（2）預(yù)發(fā)泡過程 預(yù)熱→加料→加熱發(fā)泡→出料→清理料倉。加入料后，繼續(xù)通入蒸汽，樹脂珠粒在發(fā)泡桶中處于沸騰狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到加熱設(shè)定值時，停止加熱。保證每次加料1kg，入料、預(yù)發(fā)、出料、清理≤120s。

（3）發(fā)泡密度與熟化時間 密度：19～20g/dm3；熟化時間24～36h。

（4）熟化 是制得爐條模樣的重要工序，珠粒最佳熟化溫度是23～25℃。每一批料出料時，必須測量密度，密度過大或過小時，要適當(dāng)調(diào)整加熱時間，密度過大，要延長加熱時間，密度過小，要縮短加熱時間。

（5）爐條模樣制作 成形機流程參數(shù)：合模→入料→預(yù)熱20s→鎖模4s→固加熱10s→主熱A 12s（移加熱10s→主熱12s）→保溫3s→排氣3s→固水冷150s（移水冷150s）。

爐條模樣制出后，分層擺放到烘干架上，擺滿后推入烘干房，烘干溫度控制在40～50℃，烘干時間不少于7天，保證爐條模樣內(nèi)的水分徹底烘干，防止?jié)沧r反噴。

2. 爐條模樣的組模

為了更好地提高澆注效率，充分利用砂箱的容積，爐條間距30mm，上下交錯黏結(jié)，每排黏結(jié)15根，中間用40mm×25mm橫澆道相連，每根橫澆道可黏結(jié)30根爐條，如圖1所示。

3. 爐條模樣的涂掛

（1）針對高鉻耐熱鑄件，使用涂料為桂林5號+高鋁礬土粉（250目）。

（2）每批料配料：高鋁礬土粉100kg、桂林5號料10kg、水加入量為68kg（視情況酌情增減）。

圖1 爐條組模狀態(tài)

（3）加入攪拌機前，將高鋁礬土粉100kg與桂林5號料10kg干粉充分混合攪拌后，再加入攪拌機，攪拌速度350～400r/min，攪拌時間不得少于4h。

（4）混制加入料順序如下：在攪拌機內(nèi)加入水68kg，再將干混后的材料分批加入，并且邊攪拌邊加入，不得將涂料一次性加入。

（5）涂掛過程中，拐角、窄縫等容易堆積涂料的部位，應(yīng)引起注意，不允許堆積涂料。

（6）該件涂料層厚度控制在1.0～1.5mm，共涂掛兩遍。澆注系統(tǒng)涂層厚度控制在2～3mm（特別是直澆道，涂層厚度控制在2mm以上，否則容易形成鐵包砂）。轉(zhuǎn)入干燥室前，要檢查有無漏涂，如有漏涂需補涂后再轉(zhuǎn)。

（7）第一遍涂掛后的模樣在40～50℃、保持通風(fēng)的烘房內(nèi)，存放時間不得少于24h，如果烘房溫度不能保證，烘干時間再延長12～24h，在此烘干期間，架上的模樣必須翻轉(zhuǎn)一次，以保證模樣均勻受熱。所有鑄件模樣一定要待第一遍涂料干透后再翻轉(zhuǎn)涂刷第二遍。第二遍涂刷后烘干時間不少于24h。

（8）涂料干燥完成后，在轉(zhuǎn)入下道工序前，必須存放在干燥室內(nèi)。

4. 爐條的埋箱

（1）選用寶珠砂粒度40～70目， 原砂水分應(yīng)小于0.5﹪，灰分應(yīng)小于2﹪。

（2）埋箱用砂溫度不應(yīng)超過50℃。

（3）埋箱時，先放底砂約100mm，然后再鋪第一組爐條，黏結(jié)上700mm×40mm×25mm直澆道后，再放100mm厚的砂，振動10s后，砂上再鋪第二組爐條，對準(zhǔn)直澆道黏結(jié)，然后放滿砂再振動10s。

（4）為防止?jié)膊蛔?，?組設(shè)一個直澆道，每箱按圖2所示埋3組，共計180根，每根3.4kg，共計612kg，每組澆注系統(tǒng)30kg，鑄件出品率為87%。

（5）必須處理好直澆道與外澆口的結(jié)合處，這個部位是干砂最容易進(jìn)入鑄型、造成白色缺陷的部位，用水玻璃砂或泥條封閉。

5. 爐條的熔煉、澆注

（1）化學(xué)成分要求 熔煉高鉻耐熱鑄鋼化學(xué)成分要求見附表。

（2）配料 廢鋼52.1%、高碳鉻鐵20%、低碳鉻鐵24%、鎳板2.5%、鉬鐵1.4%。

（3）加料順序 鎳板→鉬鐵→鉻鐵→廢鋼。每包包底加0.3%的稀土精煉合金。入爐前對各種入爐料要認(rèn)真稱重?；灣煞趾细窈蠓娇沙鰻t。

（4）澆注溫度 1550～1580℃，出爐溫度視澆包冷熱在澆注溫度基礎(chǔ)上提高50～80℃。

（5）負(fù)壓 0.03～0.05MPa。

（6）保壓時間 3min，澆注后10～15min吊出鑄件空冷。

6. 出現(xiàn)的問題及對策

在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過對這些問題的分析，制訂出了解決措施并實施，取得了良好的效果。

（1）局部潰型 分析原因：涂層?。粻t條間距過小。解決措施：模樣涂掛兩遍，第一遍干透后再掛第二遍，要抽檢涂層厚度，涂層厚度不應(yīng)小于1mm。爐條間距不得小于30mm，如果間距過小，鋼液澆注過程中熱量提前汽化相鄰的模樣而導(dǎo)致潰型。

（2）澆不足 鑄件澆出后，部分末端位置的爐條有澆不足現(xiàn)象。分析原因：由于在相同澆注溫度下，鋼液行程長、熱量損失大而導(dǎo)致。解決的措施：每2組（60件）設(shè)一個直澆道，不要在箱內(nèi)多組，縮短鋼液行程，減少熱量損失。

圖2 爐條埋箱狀態(tài)

高鉻耐熱鑄鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

7. 結(jié)語

（1）使用消失模生產(chǎn)爐條，通過優(yōu)化組模工藝，鑄件出品率高達(dá)87%，生產(chǎn)效率高，成品率可達(dá)98%～100%，優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，效益明顯。

（2）保證成分控制區(qū)間，是延長爐條使用壽命的關(guān)鍵。同時，澆注后10～15min吊出空冷，可明顯提高爐條的強度。

（3）我廠按上述工藝生產(chǎn)的爐條，在無鋪底料的90m2燒結(jié)機上使用，使用壽命可達(dá)12～14個月。

[1] 中國機械工程學(xué)會鑄造分會.鑄造手冊：第5卷鑄造工藝[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[2] 鄧宏運，陰世河.消失模鑄造及實型鑄造技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[3] 章舟，等. 消失模鑄造生產(chǎn)實用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.