燒結機高鉻耐熱鑄鋼爐條消失模鑄造工藝

■ 吳軍

燒結機爐條是燒結機上的主要部件，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、變形及斷裂等現象嚴重，其使用壽命的長短直接影響燒結機的生產作業率和燒結礦的生產成本。使用消失模生產爐條，通過優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燒結機爐條的消失模工藝生產。

1. 爐條模樣的制作

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

（2）預發泡過程 預熱→加料→加熱發泡→出料→清理料倉。加入料后，繼續通入蒸汽，樹脂珠粒在發泡桶中處于沸騰狀態，當達到加熱設定值時，停止加熱。保證每次加料1kg，入料、預發、出料、清理≤120s。

（3）發泡密度與熟化時間 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，要適當調整加熱時間，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：合模→入料→預熱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，保證爐條模樣內的水分徹底烘干，防止澆注時反噴。

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，每排黏結15根，中間用40mm×25mm橫澆道相連，每根橫澆道可黏結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

（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）。轉入干燥室前，要檢查有無漏涂，如有漏涂需補涂后再轉。

（7）第一遍涂掛后的模樣在40～50℃、保持通風的烘房內，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，在轉入下道工序前，必須存放在干燥室內。

4. 爐條的埋箱

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

（2）埋箱用砂溫度不應超過50℃。

（3）埋箱時，先放底砂約100mm，然后再鋪第一組爐條，黏結上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，對準直澆道黏結，然后放滿砂再振動10s。

（4）為防止澆不足，每2組設一個直澆道，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30kg，鑄件出品率為87%。

（5）必須處理好直澆道與外澆口的結合處，這個部位是干砂最容易進入鑄型、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）化學成分要求 熔煉高鉻耐熱鑄鋼化學成分要求見附表。

（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真稱重。化驗成分合格后方可出爐。

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

（5）負壓 0.03～0.05MPa。

（6）保壓時間 3min，澆注后10～15min吊出鑄件空冷。

6. 出現的問題及對策

在生產過程中出現了一些問題，經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：涂層薄；爐條間距過小。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、熱量損失大而導致。解決的措施：每2組（60件）設一個直澆道，不要在箱內多組，縮短鋼液行程，減少熱量損失。

圖2 爐條埋箱狀態

高鉻耐熱鑄鋼化學成分（質量分數） （%）

7. 結語

（1）使用消失模生產爐條，通過優化組模工藝，鑄件出品率高達87%，生產效率高，成品率可達98%～100%，優于傳統工藝，效益明顯。

（2）保證成分控制區間，是延長爐條使用壽命的關鍵。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的爐條，在無鋪底料的90m2燒結機上使用，使用壽命可達12～14個月。

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

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

[3] 章舟，等. 消失模鑄造生產實用手冊[M].北京：化學工業出版社，2011.