I. Научный выбор температуры заливки: ключевой параметр для балансировки производительности

Температура заливки является основным технологическим фактором, влияющим на качество стальных отливок. Чрезмерно высокая или низкая температура может привести к ряду проблем с качеством, которые необходимо точно регулировать в соответствии с характеристиками марки стали и структурой отливки.

С точки зрения фактического задания параметров, температура заливки стальных отливок обычно регулируется в диапазоне на 40–80 °C выше температуры плавления материала. При этом необходимо соблюдать принцип дифференцированного регулирования: для высоковязких марок стали, малогабаритных, тонкостенных и сложноструктурных отливок температуру заливки следует соответствующим образом повышать для обеспечения полного заполнения; напротив, для толстостенных, крупногабаритных и простоструктурных отливок температуру заливки можно умеренно снижать для уменьшения усадочных дефектов.

II. Оптимальное управление скоростью заливки: динамическая стратегия, адаптирующаяся к характеристикам литья

Скорость заливки необходимо оценивать комплексно, исходя из структурных характеристик, толщины стенок и свойств формы отливки. Её основная цель — обеспечить равномерное заполнение формы расплавленной сталью, избегая повреждений формы и дефектов литья.

С точки зрения выбора скорости, тонкостенные отливки и отливки со сложной структурой подходят для быстрой заливки. Сокращение времени заливки позволяет предотвратить переохлаждение расплавленной стали во время заливки, что может привести к дефекту "misrunddhhh. Если форма имеет большую верхнюю поверхность, быстрая заливка может уменьшить отслоение поверхности формы, вызванное длительным облучением и спеканием высокотемпературной расплавленной стали, тем самым предотвращая дефект шлаковых включений в отливке. Для толстостенных и крупногабаритных отливок скорость заливки можно соответствующим образом снизить, чтобы обеспечить достаточное время для всплытия газа и отделения шлаковых включений в расплавленной стали.

Что касается методов управления скоростью, хотя скорость заливки может быть точно настроена оператором, в основном она зависит от диаметра разливочного отверстия. Расход расплавленной стали на разливочном отверстии ковша пропорционален квадрату диаметра разливочного отверстия и квадратному корню из высоты уровня расплавленной стали в ковше и будет постепенно уменьшаться по мере падения уровня расплавленной стали. Для достижения стабильной скорости заливки необходимо сконфигурировать разливочный блок с соответствующим диаметром в соответствии с вместимостью ковша, объемом расплавленной стали и требованиями к разливке. В случаях многокоробочной заливки или при большом расходе можно также использовать конструкцию с двумя разливочными отверстиями для улучшения управляемости скорости.

III. Операционные точки всего процесса заливки: стандартизированный контроль для создания линии защиты качества

Стандартизация процесса заливки гарантирует точное соблюдение таких параметров процесса, как температура и скорость. Она должна охватывать весь процесс подготовки к заливке, контроля процесса заливки и обработки после заливки, и каждое звено должно строго соответствовать спецификациям.

1. Подготовка перед заливкой: комплексная проверка на наличие скрытых опасностей

Первостепенной задачей является проверка окружающей среды и оборудования. Необходимо проверить марку стали отливок, подлежащих заливке, правильно расположить ящики с песком и обеспечить прямолинейное расположение заливочных затворов для облегчения работы крана и заливки. Формы малого и среднего размера, а также формы для заливки в середине и конце заливки следует размещать в непосредственной близости от плавильной печи и сортировать по высоте и времени начала заливки; формы для ранней заливки и большие формы следует размещать в отдаленных местах. Необходимо также убедиться в отсутствии препятствий в заливочном канале, отсутствии скоплений воды и влажных зон на рабочей площадке, а также в отсутствии легковоспламеняющихся и взрывоопасных материалов, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к каналу аварийной эвакуации.

Для отливок, полученных методом литья в яму, поверхность разъема не должна быть выше верхней поверхности ямы; если это неизбежно, следует засыпать и плотно утрамбовать песок подложки и сильно продуть после нажатия груза, чтобы предотвратить вытекание расплавленной стали во время заливки. Окружающая плоскость отливок, полученных методом литья в яму (включая отливки, полученные методом литья в цементную яму), должна быть выше поверхности разъема отливки, которую предстоит залить; в противном случае следует засыпать и плотно утрамбовать песок, а также прижать достаточный груз, чтобы предотвратить вытекание расплавленной стали. Для отливок, полученных методом литья в соседние ямы, залитые отливки нельзя вытаскивать из ямы до заливки отливок, находящихся в ожидании заливки, чтобы избежать повреждения формы отливок, находящихся в ожидании заливки, или вытекания расплавленной стали во время заливки. Если на земле вблизи отливки, которую предстоит заливать, скапливается вода, что может привести к попаданию воды в отливку, заливка строго запрещена для предотвращения несчастных случаев, связанных с безопасностью и качеством.

Подготовка форм и инструментов также имеет решающее значение. За полчаса до заливки необходимо повторно осмотреть плавучий песок в полости формы и заливочном канале, проверить соответствие размера заливочного литника требованиям и эффективность предварительного нагрева полости формы, которую необходимо подогреть; проверить достаточную массу форм и надёжность зажимов, чтобы предотвратить вытекание расплавленной стали во время заливки. Одновременно с этим следует подготовить инструменты и материалы, такие как ломы, пробоотборные ложки, экзотермические добавки и теплоизоляционные составы для стояков, чтобы обеспечить бесперебойную работу процесса заливки.

2. Управление процессом заливки: точное внедрение и динамическая регулировка

С точки зрения организации и управления, необходимо назначить специального человека, который будет единогласно руководить процессом заливки. Руководителю необходимо заранее знать ключевые данные, такие как материал расплавленной стали в печи, общий вес отливки, количество расплавленной стали для заливки, высоту заливки стояка, количество форм и распределение веса. Для особо крупных и ответственных отливок перед заливкой необходимо провести специальное совещание для определения плана заливки. Ответственный за технику безопасности должен контролировать весь процесс и строго контролировать количество людей на рабочем месте.

Для обеспечения гарантии выполнения работ необходимо соорудить подходящую заливочную площадку с учетом положения песчаной формы, состояния литника и размера ковша. Если высота превышает 1,5 метра, необходимо предусмотреть верхние и нижние лестницы для обеспечения ровного прохода и быстрой эвакуации оператора в случае чрезвычайной ситуации. Оператор заливки должен подготовить 2-3 лопаты, достаточное количество песка и покрывающего состава, а также использовать средства индивидуальной защиты в соответствии с действующими правилами.

Основные рабочие точки включают в себя несколько аспектов. С точки зрения контроля температуры, температура расплавленной стали должна быть измерена перед заливкой, и должны быть строго соблюдены технологические регламенты. Обычно температура заливки на начальном этапе относительно высокая, что подходит для сложных и тонкостенных отливок, в то время как температура на позднем этапе относительно низкая, что подходит для простых и толстостенных отливок. С точки зрения операции заполнения, заливочное отверстие ковша должно быть точно совмещено с заливочной воронкой формы, чтобы предотвратить выливание расплавленной стали из формы; расстояние между заливочной воронкой и потоком расплавленной стали не должно быть слишком большим, чтобы сократить время контакта расплавленной стали с воздухом и снизить риск вторичного окисления. На начальном этапе заливки следует использовать тонкую струю, чтобы уменьшить размывание формы и разбрызгивание расплавленной стали, а затем скорость потока следует постепенно увеличивать, чтобы поддерживать непрерывный, прямой и плавный поток расплавленной стали во время процесса заполнения.

Также не следует игнорировать контроль последовательности заливки и стояка. Как правило, следует придерживаться принципа "сначала мелкие отливки, потом крупные; сначала тонкостенные отливки, потом толстостенные; сначала сложные отливки, потом простые отливки". Если ковш не полностью прогрет, учитывая, что температура жидкой стали на дне может быть низкой, сначала можно залить отливку немного большего размера. Когда расплавленная сталь поднимается к стояку, скорость потока следует замедлить и заливать медленно до заданной высоты, чтобы предотвратить перелив жидкой стали, подъем ящика или вытекание расплавленной стали, и в то же время помочь компенсировать жидкую и усадку при затвердевании расплавленной стали. Для отливок с открытыми стояками, после подъема расплавленной стали, скорость заливки следует уменьшить и немедленно добавить покрывающий агент; Для отливок с глухими приливами или отливок из стали с высоким содержанием марганца после полного заполнения следует выполнить 1–3 точечных заливки на литнике. После заливки следует добавить ещё 1–2 слоя теплосберегающего покрытия, чтобы прилив не покраснел.

Обработка особых сценариев должна быть стандартизирована и упорядочена. При многокоробковой разливке, если каждый ковш жидкой стали используется для заливки 3 или более коробок, оставшееся количество жидкой стали должно быть обнаружено с помощью стальной пайки перед заливкой третьей коробки; если заливается 2 или более коробок и количество залитой жидкой стали превышает 80%, обнаружение стальной пайки также требуется перед следующей разливкой. Для обеспечения полнопоточной разливки отливок, заливаемых позже, должны быть подготовлены инструменты для кислородной горелки, а выпускное отверстие для разливки должно своевременно продуваться и прожигаться при необходимости. При использовании нескольких печей для совместной разливки крупных стальных отливок необходимо координировать последовательность выпуска каждой печи, распределение кранов, положение ковшей и последовательность заливки, а также стремиться к одновременному открытию всех выпускных отверстий. Температура заливки жидкой стали, используемой для подачи в стояк, должна быть на 30-50 ℃ выше, чем температура жидкой стали, используемой для совместной разливки.

Кроме того, необходимо производить продувку воздухом непосредственно в начале заливки, чтобы снизить риск образования раковин в отливке. Необходимо назначить ответственного за контроль процесса заливки, чтобы предотвратить попадание шлака в полость формы. В случае утечки расплавленной стали из формы необходимо принять меры по её предотвращению, поддерживая жидкий и медленный поток, при этом поток не должен прерываться во избежание образования «холодных зазоров» в отливке. Если процесс требует отбора проб для анализа состава во время заливки, следует использовать пробоотборную ложку для отбора проб расплавленной стали, а номер печи должен быть чётко обозначен.

3. Обработка после розлива: улучшение прослеживаемости качества и гарантии безопасности

После завершения заливки время заливки и время сохранения тепла должны быть четко обозначены на песочнице для облегчения связи между последующими процессами. Для отливок весом более 500 кг, отливок из легированной стали, пробных отливок и ключевых отливок в стояк следует вставить метку номера печи. Для каждой печи необходимо отливать контрольный пруток расплавленной стали для обеспечения контроля качества и прослеживаемости.

Оставшуюся расплавленную сталь следует вылить в заранее подготовленную в фиксированном месте форму для смешивания материалов или сухую яму. После заливки не следует посыпать поверхность песком, чтобы предотвратить случайное наступление на неё персонала и возникновение несчастных случаев.

Заключение

В основе процесса разливки стали лежат "hточность" и "hстандартизация". От научного определения таких параметров, как температура и скорость, до стандартизации всего процесса – каждая деталь связана с качеством литья. Только глубокое сочетание теории процесса с практическим опытом и строгий контроль технических характеристик каждого звена позволяют эффективно предотвращать различные дефекты литья и производить высококачественные стальные отливки, соответствующие отраслевым стандартам и требованиям к применению.