樹脂砂在3.5噸鋼錠冒口內襯上的使用

周海鷹

（中鋼集團西安重機有限公司鑄鍛公司）

摘  要：生產3.5噸八角形鋼錠時，改用樹脂砂作為冒口內襯材料，能降低材料成本。并設計一種高效便捷的打結方法，提高操作效率，最終鋼錠質量能滿足使用要求。

關鍵詞：樹脂砂；鋼錠保溫冒口；補縮  

澆注鎮靜鋼鋼錠時，需要保溫冒口。它的作用是延緩頭部鋼水凝固以補充下部鋼水收縮，使縮孔、氣體、夾雜物以及嚴重的偏析都集中到冒口中，從而保證錠身質量。除浮游冒口外，一般保溫冒口由冒口座和保溫內襯材料組成。

保溫冒口內襯材料一般都由導熱性差，能耐高溫的耐火材料制成，這類材料種類很多，生產廠家也很多，如輕質粘土，石棉，玻璃纖維等。它能減緩冒口中鋼水的凝固速度，保證這部分鋼水最后凝固，起到補縮錠身作用。高效的保溫冒口能提高鋼水利用率，減少鋼錠使用中切頭過大情況。

以上提及的耐火材料都能滿足鋼錠使用要求，但我公司在生產3.5噸八角形鋼錠時，因地制宜，嘗試采用生產現場普遍使用的樹脂砂作為冒口內襯材料，并設計了一種簡單易行的打結工具，取得了很好效果。最終材料成本有一定降低，鋼錠利用率有所提高，鋼錠在后續鍛造及探傷時質量也沒有受到影響。

我公司主要生產非標鑄鋼件，現場造型使用堿酚醛樹脂砂。鋼錠不是主要產品，80%以上為本廠鍛造車間提供毛坯，少部分外銷。冒口材料使用省內某廠生產的復合纖維型絕熱板，該廠家離我公司約80公里。我公司鋼錠規格較雜，從1.6噸到20噸，有10種之多，錠型有正方形，八角形等。對應的冒口內襯也有很多種尺寸規格，如半圓弧型，長方板型等。實際采購時為便于廠家生產，往往每一種都采購較多數量。但由于我公司的鋼錠不是連續生產，而且一段時間內經常只生產某一種規格，這樣造成絕熱板放置過久時容易返潮粉化，形成不必要浪費。

堿酚醛樹脂砂保溫效果很好，對厚大鑄件而言，經常遇到澆注后保溫時間已到，但打箱后鑄件溫度仍然很高。曾經做過檢測，某重量為4.3噸的鑄件，打箱后測量表面溫度，最高處超過500℃，同時查閱資料后也證實了樹脂砂具有很好的保溫效果。受此啟發，如果能將其作為鋼錠保溫冒口材料使用，不僅能起到與絕熱材料同等的保溫補縮效果，還能節約外購材料費，同時提高生產組織的靈活性，減少一些環節上的準備時間。

3.5噸鋼錠為八角圓形，錠模尺寸：高度×上直徑×下直徑=1620×￠880×￠910。采用絕熱板時，冒口座高度330mm。改用樹脂砂后，將尺寸減至250mm。裝配圖如下：

圖一

冒口座下端邊緣加工出20mm×20mm倒角，與專用底板相配合。打結內襯用的圓胎采用多層實木拼接而成，上車床加工成如下圖形狀，與底板相應止口位置配合。底板使用厚度為100mm鋼板（或兩層鋼板拼接均可），加工出兩處定位止口，分別與冒口座及木制圓胎配合。詳見圖二，圖三：

圖二

圖三

打結樹脂砂時，為增加砂子與內壁的結合強度，避免脫落，我們在冒口座內壁焊2圈盤圓（下圖黃色部分），實際使用效果非常不錯。樹脂砂不必采用新砂，用舊砂即可，也就是造型中所用的背砂。打結完后刷上水基鋯英粉涂料，然后烘干。整個生產過程按鋼錠正常生產流程進行，沒有大的區別。

圖四

在冒口材料上，3.5噸八角型鋼錠采用樹脂砂打結冒口與采用絕熱板做冒口做對比：絕熱板一般價格為4.5元／Kg，一支3.5噸鋼錠冒口用量約13Kg多，價格約60元；而采用樹脂砂后，每支鋼錠用在冒口上的價格可降低到30元以下；同時樹脂砂冒口為整圓形，不存在披縫等，因此冒口外觀質量較好，可大大減少打磨量。此外原設計時冒口高度定在300毫米，采用樹脂砂后冒口高度可降低到250毫米，一定程度上降低鋼水消耗。如果能形成批量的話，經濟效益將非常可觀。

采用這種方法生產了10支3.5噸外銷鋼錠，用戶鍛造成拉桿軸后探傷，質量均符合要求，沒有出現任何問題。

3 結論

（1）由于樹脂砂具有良好的保溫效果，因此作為鋼錠模冒口內襯材料是完全可行的。建議用回用后的舊砂，因為砂粒細小，保溫補縮效果會更好。

（2）目前樹脂砂冒口僅在八角形鋼錠模上使用過，但完全可以在正方形鋼錠上使用，做成錠身為方，冒口為圓的形式。但該操作還沒有進行過，需要嘗試。

（3）雖然設計專用胎具打結砂冒口，但總體上生產效率比不上使用絕熱板高。不過從成本角度上考慮，這種辦法是可行的。一般使用后冒口材料上成本可降低50%以下，如果形成批量，效果將很明顯。