В процессе литья расплавленный шлак вместе с расплавленным металлом попадает в полость формы, вызывая дефекты отливки, известные как шлаковые отверстия. В литейном производстве множество отливок забраковывается из-за шлаковых отверстий, которые стали основной причиной брака, особенно для высокоточных гидравлических компонентов станков. Шлаковые отверстия возникают по разным причинам, включая условия плавки, операции литья, процессы формования и конструкцию литниковой системы.

1. Меры по удалению шлака в процессе плавки

В процессе плавки чугуна образуется большое количество шлака. Крайне важно полное отделение расплавленного железа от шлака до того, как оно попадет в ковш. Попадание шлака в ковш увеличивает риск его затекания в полость плавки, а удаление шлака внутри ковша снижает температуру расплавленного железа. Поэтому своевременная сливная пробка шлака во время плавки имеет решающее значение.

В ваграночных печах из золы кокса, песчинок и отслоившихся огнеупорных футеровочных материалов образуется вязкий расплавленный шлак, который трудно удалить. В процессе плавки необходимо добавлять соответствующее количество известнякового флюса. Известняк при высокой температуре разлагается на оксид кальция и реагирует со шлаком печи, образуя низкоплавкий шлак. Такой шлак вместе с расплавленным железом поступает в подгор и расслаивается по плотности, при этом расплавленное железо находится внизу, а шлак плавает сверху. Для разделения железа и шлака необходимо регулярно открывать выходное отверстие подгора для сброса шлака. Недостаток флюса приводит к образованию густого шлака, который не может беспрепятственно вытекать.

Необходимо правильно повысить температуру расплавленного железа. Низкая температура делает шлак вязким и затрудняет его удаление, а также увеличивает сопротивление всплыванию взвешенных мелких частиц шлака, препятствуя его эффективному удалению.

2. Удаление шлака до и во время заливки

При переливе расплавленного железа из печи в ковш неизбежно попадает определенное количество шлака. Перед разливкой необходимо полностью удалить шлак из ковша, чтобы избежать образования шлаковых отверстий.

Равномерно распылите шлаковый коагулянт на поверхность расплавленного железа в ковше, чтобы скрепить всплывший шлак и облегчить его удаление железными прутами. В качестве шлаковых коагулянтов обычно используют перлит и вулканический пепел, при этом перлит демонстрирует наилучший эффект. Зола рисовой шелухи может поддерживать расплавленное железо в тепле, но плохо собирает шлак; сухой песок практически не обладает шлакоулажным эффектом.

Назначьте ответственных рабочих для блокировки всплывающего шлака шлакоотделителями во время заливки. Избегайте перерывов в заливке, так как это может привести к неполному заполнению литникового канала, повреждению функции удержания шлака литниковой системы и попаданию оставшегося в разливочной чаше шлака в полость и образованию дефектов.

3. Предотвращение образования шлака в процессе формования.

Видимый шлак можно заблокировать вручную, тогда как невидимый мелкий шлак необходимо улавливать с помощью хорошо спроектированных литниковых систем.

• Оптимизировать конструкцию разливочного стакана, чтобы предотвратить образование вихрей жидкости и удержать плавающий осадок внутри стакана.

• Стандартизация формы поперечного сечения литников и каналов. Основная функция каналов — удержание шлака. Каналы имеют высокое трапециевидное или закругленное трапециевидное сечение, что позволяет шлаку всплывать вверх и оставаться в верхней части, в то время как чистое расплавленное железо поступает в полость снизу. Плоские трапециевидные литники уменьшают диапазон всасывания и усиливают эффект удержания шлака.

• Необходимо соблюдать достаточное расстояние между первым рядом литников и литником, чтобы обеспечить достаточное время для всплытия мелкого шлака.

4. Специальные литниковые системы для повышения эффективности удаления шлака.

Традиционные литниковые системы имеют ограниченную способность к отделению шлака. Для отливок со строгими требованиями к качеству используются специализированные конструкции.

• Медленнотекущие литники широко используются для массового производства отливок среднего и малого диаметра; дроссельные литники применяются для изделий, требующих высокого уровня удаления шлака.

• Центробежные шлакоуловители устанавливаются между литниками и литниковыми каналами для отливки крупных и средних шпонок. Расплавленный чугун поступает в шлакоуловитель тангенциально, образуя вихревой поток. Под действием центробежной силы и плавучести шлак скапливается в верхней центральной части, обеспечивая превосходное удаление шлака.

• Интеграция центробежных шлакоуловителей с стояками для получения высококачественных толстостенных отливок малого диаметра позволяет обеспечить как подачу материала, так и удаление шлака, что повышает выход годной продукции.

Внедрить своевременную сливную пробку шлака в процессе плавки, тщательную очистку шлака перед разливкой, эффективную блокировку шлака во время разливки и рациональную конструкцию литниковой и стояковой систем. Строго контролировать каждый звено технологического процесса, чтобы предотвратить попадание расплавленного шлака в полости форм и коренным образом исключить дефекты, связанные с образованием шлаковых отверстий.