烧结机高铬耐热铸钢炉条消失模铸造工艺

■ 吴军

烧结机炉条是烧结机上的主要部件，属易损件，由于工作条件比较苛刻，温度变化大，使用过程中的烧损、变形及断裂等现象严重，其使用寿命的长短直接影响烧结机的生产作业率和烧结矿的生产成本。使用消失模生产炉条，通过优化组模工艺和浇注工艺，则炉条的铸件出品率高，成品率高。炉条成分选用高铬耐热铸钢，强度高，抗氧化性好，对于无铺底料使用的炉条，使用寿命12～14个月。本文重点叙述90m2烧结机炉条的消失模工艺生产。

1. 炉条模样的制作

（1）预发泡操作工艺参数 物料名称：嘉昌EPS珠粒；预热温度：80～85℃；蒸汽压力：0.1～0.12MPa；发泡温度：85～90℃；加热时间：26s。

（2）预发泡过程 预热→加料→加热发泡→出料→清理料仓。加入料后，继续通入蒸汽，树脂珠粒在发泡桶中处于沸腾状态，当达到加热设定值时，停止加热。保证每次加料1kg，入料、预发、出料、清理≤120s。

（3）发泡密度与熟化时间 密度：19～20g/dm3；熟化时间24～36h。

（4）熟化 是制得炉条模样的重要工序，珠粒最佳熟化温度是23～25℃。每一批料出料时，必须测量密度，密度过大或过小时，要适当调整加热时间，密度过大，要延长加热时间，密度过小，要缩短加热时间。

（5）炉条模样制作 成形机流程参数：合模→入料→预热20s→锁模4s→固加热10s→主热A 12s（移加热10s→主热12s）→保温3s→排气3s→固水冷150s（移水冷150s）。

炉条模样制出后，分层摆放到烘干架上，摆满后推入烘干房，烘干温度控制在40～50℃，烘干时间不少于7天，保证炉条模样内的水分彻底烘干，防止浇注时反喷。

2. 炉条模样的组模

为了更好地提高浇注效率，充分利用砂箱的容积，炉条间距30mm，上下交错黏结，每排黏结15根，中间用40mm×25mm横浇道相连，每根横浇道可黏结30根炉条，如图1所示。

3. 炉条模样的涂挂

（1）针对高铬耐热铸件，使用涂料为桂林5号+高铝矾土粉（250目）。

（2）每批料配料：高铝矾土粉100kg、桂林5号料10kg、水加入量为68kg（视情况酌情增减）。

图1 炉条组模状态

（3）加入搅拌机前，将高铝矾土粉100kg与桂林5号料10kg干粉充分混合搅拌后，再加入搅拌机，搅拌速度350～400r/min，搅拌时间不得少于4h。

（4）混制加入料顺序如下：在搅拌机内加入水68kg，再将干混后的材料分批加入，并且边搅拌边加入，不得将涂料一次性加入。

（5）涂挂过程中，拐角、窄缝等容易堆积涂料的部位，应引起注意，不允许堆积涂料。

（6）该件涂料层厚度控制在1.0～1.5mm，共涂挂两遍。浇注系统涂层厚度控制在2～3mm（特别是直浇道，涂层厚度控制在2mm以上，否则容易形成铁包砂）。转入干燥室前，要检查有无漏涂，如有漏涂需补涂后再转。

（7）第一遍涂挂后的模样在40～50℃、保持通风的烘房内，存放时间不得少于24h，如果烘房温度不能保证，烘干时间再延长12～24h，在此烘干期间，架上的模样必须翻转一次，以保证模样均匀受热。所有铸件模样一定要待第一遍涂料干透后再翻转涂刷第二遍。第二遍涂刷后烘干时间不少于24h。

（8）涂料干燥完成后，在转入下道工序前，必须存放在干燥室内。

4. 炉条的埋箱

（1）选用宝珠砂粒度40～70目， 原砂水分应小于0.5﹪，灰分应小于2﹪。

（2）埋箱用砂温度不应超过50℃。

（3）埋箱时，先放底砂约100mm，然后再铺第一组炉条，黏结上700mm×40mm×25mm直浇道后，再放100mm厚的砂，振动10s后，砂上再铺第二组炉条，对准直浇道黏结，然后放满砂再振动10s。

（4）为防止浇不足，每2组设一个直浇道，每箱按图2所示埋3组，共计180根，每根3.4kg，共计612kg，每组浇注系统30kg，铸件出品率为87%。

（5）必须处理好直浇道与外浇口的结合处，这个部位是干砂最容易进入铸型、造成白色缺陷的部位，用水玻璃砂或泥条封闭。

5. 炉条的熔炼、浇注

（1）化学成分要求 熔炼高铬耐热铸钢化学成分要求见附表。

（2）配料 废钢52.1%、高碳铬铁20%、低碳铬铁24%、镍板2.5%、钼铁1.4%。

（3）加料顺序 镍板→钼铁→铬铁→废钢。每包包底加0.3%的稀土精炼合金。入炉前对各种入炉料要认真称重。化验成分合格后方可出炉。

（4）浇注温度 1550～1580℃，出炉温度视浇包冷热在浇注温度基础上提高50～80℃。

（5）负压 0.03～0.05MPa。

（6）保压时间 3min，浇注后10～15min吊出铸件空冷。

6. 出现的问题及对策

在生产过程中出现了一些问题，经过对这些问题的分析，制订出了解决措施并实施，取得了良好的效果。

（1）局部溃型 分析原因：涂层薄；炉条间距过小。解决措施：模样涂挂两遍，第一遍干透后再挂第二遍，要抽检涂层厚度，涂层厚度不应小于1mm。炉条间距不得小于30mm，如果间距过小，钢液浇注过程中热量提前汽化相邻的模样而导致溃型。

（2）浇不足 铸件浇出后，部分末端位置的炉条有浇不足现象。分析原因：由于在相同浇注温度下，钢液行程长、热量损失大而导致。解决的措施：每2组（60件）设一个直浇道，不要在箱内多组，缩短钢液行程，减少热量损失。

图2 炉条埋箱状态

高铬耐热铸钢化学成分（质量分数） （%）

7. 结语

（1）使用消失模生产炉条，通过优化组模工艺，铸件出品率高达87%，生产效率高，成品率可达98%～100%，优于传统工艺，效益明显。

（2）保证成分控制区间，是延长炉条使用寿命的关键。同时，浇注后10～15min吊出空冷，可明显提高炉条的强度。

（3）我厂按上述工艺生产的炉条，在无铺底料的90m2烧结机上使用，使用寿命可达12～14个月。

[1] 中国机械工程学会铸造分会.铸造手册：第5卷铸造工艺[M].3版.北京：机械工业出版社，2011.

[2] 邓宏运，阴世河.消失模铸造及实型铸造技术手册[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3] 章舟，等. 消失模铸造生产实用手册[M].北京：化学工业出版社，2011.