鑄造澆注溫度的控制

劉成亮，裴柯興

（山西省忻州市市場監管局，山西忻州 034000）

1 問題的由來

沒有采用自動澆注機的許多鑄造企業,所用的鐵水包大多數都沒有安裝包蓋。這類鐵水包在實際生產中，澆注第一件和最后一件的澆注溫溫度一定存在溫差,許多管理和技術人員都認為溫差在30 ℃～50 ℃的范圍之內。本人通過對多個企業澆注溫度的實際測量，發現多數溫差在100 ℃以上，和大家的感覺相差甚遠。因此應當引起鑄造企業的高度重視。

2 重視澆溫控制是鑄造企業質量管理的必然

我國鑄造企業質量管理的發展階段，隨著視角不同，可以有不同的分類。從控制手段的進步和理念的轉變來看，認為也可以分成以下幾個階段：

1）隨著化驗和金相手段的普及，鑄件材質有了一個質的提升和穩定，這算一個階段；

2）自上世紀九十年代以來，隨著型砂管理理念的轉變和型砂等附助材料分析手段的完善，鑄件成品率、鑄造產品質量又有了一個質的提升和穩定。這算第二個階段。

現在我們應當轉變觀念，以穩定控制所有工藝因素為基礎，進一步推進鑄造產品質量的提升。這其中的一個重要因素，就是要高度重視被我們長期忽視的對澆注溫度的檢測與控制。如果包括澆注溫度等所有工藝因素都能在生產中得到很好的控制，那么有可能形成鑄造企業質量提升的第三個階段。

許多企業的鑄造工藝卡都標有澆注溫度，實際澆注溫度不應當只是一個溫度點，而應當是一個溫度區間范圍。當工藝卡只標注一個澆注溫度時，操作工只能把它看作是開始澆注時的鐵水溫度，而澆注末期的鐵水溫度控制，大部分時候管理只是流于形式，只要成品率在規定的范圍之內，也就默認了。而這也正是當前提高鑄造產品質量和成品率的主要思維障礙。

鐵水的澆注溫度必須有一個合適的范圍，實際的澆注溫度過高或過低，都會形成鑄造缺陷。

澆注溫度過低可能產生的問題有：

1）澆注溫度低導致鐵水流動性降低，進而形成澆不足、邊界缺失等缺陷；

2）澆注溫度低導致冒口補縮能力不足，形成縮孔縮松缺陷；

3）澆注溫度低還可導致芯撐和其他加入物熔合不充分；

4）澆注溫度低導致部分氣孔、浮渣及夾雜物不能及時上浮而形成氣孔夾渣等缺陷；

5）澆注溫度過低還會引起部分鑄件因鐵水過冷形成白口、過冷石墨等，并增大鑄件的熱裂傾向。

澆注溫度過高可導致問題：

1）澆注溫度過高可導致金屬滲透、粘砂、鑄件表面粗糙等問題；

2）澆注溫度過高增加了熔渣的流動性，進渣傾向加大；

3）澆注溫度過高可導致砂粒膨脹加劇，形成鑄件的脈紋、侵蝕結痂，還可能因砂型膨脹引起鑄件變形或尺寸超差等問題。

綜上，鑄造工藝卡的澆注溫度必須是一個能保證鑄件質量且可執行的溫度范圍，有條件的企業還應對澆注的最高溫度和最低溫度進行CAE 模擬分析。只有包括澆注溫度等所有工藝因素都在生產中得到了很好的控制，那么才有可能把鑄造企業的質量管理，提升到一個新的高度。

3 控制澆注溫度的思路與措施

在實際生產中要保證合適的澆注溫度，除了澆注初期的鐵水溫度在合理的范圍之內以外，最重要的就是鐵水的保溫措施了。鐵水的保溫措施主要有以下幾點：

1）安裝保溫包蓋，減少鐵水表面散熱，這是最主要的措施之一。普通鐵水包推薦采用一種專利產品——便捷式包蓋，該包蓋結實耐用，保溫效果好，重量只是傳統包蓋的百分之十幾，由于設計了助力機構，操作工人用一個手指頭十秒鐘內即可打開或閉合，操作十分簡便。

2）鐵水包要有保溫層。合格的保溫層，可使鐵水包外殼溫度由300 ℃以上下降到60 ℃左右，這不僅可以減少散熱，也大大改善了操作工人的作業環境。由于保溫層是一次性投資，不僅成本的增加可以忽略，并且由于散熱的減少，可以降低鐵水出爐溫度，總的來說是節約的電費遠多于保溫材料的投資成本。保溫鐵水包內襯，由于采用的是保溫層＋耐火層結構，修包時要特別注意修包工藝秩序，關注烤包時包襯材料的出氣問題，防止因出氣不利造成漏包風險。

3）鐵水包包襯的烘烤與空保保溫問題。許多鐵水包因為修包后烘烤不力生產中前幾包鐵水降溫過快，這一點應當充分注意。還有一點，在澆注的空檔期，沒有包蓋的鐵水包空包散熱面積大，散熱快，接鐵后因此造成的熱量損失也比較大。有了包蓋后，此部分的熱量損失即可得到有效緩解。

有些企業的產品對澆注溫度范圍要求極其嚴格，推薦采用電熱式保溫包，可以確保澆注溫度限定在規定溫度±5 ℃的范圍內，有效保證了產品的工藝需求。

鐵水包的具體保溫效果和參數因鐵水包的大小、鐵水多少、有無保溫包蓋、包襯導熱系數以及包襯溫度高低而有所差異。實際生產中根據具體情況對澆包采取相應的保溫措施對保證鐵水澆鑄溫度具有重要意義。

4 結束語

鑄造企業不重視鐵水包的保溫措施，是造成澆注溫度失控的主要原因。有效控制鐵水澆注溫度，對于穩定生產工藝和產品質量，降低鑄件廢品率具有重要意義。采用保溫鐵水包和保溫包蓋，控制空包溫度，是控制鐵水澆注溫度最便捷和最有效的手段，一定要引起鑄造企業的高度重視。