La fosa de closquesproduït per una empresa està fet de HT200, pesa 88 kg, té una mida màxima de contorn de 482 mm i té les característiques estructurals de ser buit i tenir una mida de contorn gran. La fosa es produeix mitjançant una línia de producció de fosa d'escuma perduda. Es van dissenyar tres sistemes d'abocament durant el procés de producció de prova i cada sistema d'abocament va abocar 50 espais en blanc. Relació de càrrega: 32% de ferralla d'acer, 50% de càrrega reciclada, 17% de ferro brut, 0,57% de ferromanganès i 0,45% de ferrosilici. S'utilitza un forn d'inducció de 2t per a la fosa, amb una temperatura d'aixeta de ferro de 1520 graus i una temperatura d'abocament de 1450-1460 graus.
Pla de producció de prova 1: sistema d'abocament de fons amb el corredor col·locat al centre de la fosa
Segons les característiques estructurals de la fosa buida, el pla 1 situa el sistema d'abocament al centre de la fosa. Aquest sistema d'abocament omple el motlle sense problemes, el ferro fos s'estén uniformement des del corredor interior fins a la zona circumdant i el metall fos s'eleva suaument sense rotació. La superfície de la fosa abocada és llisa i lliure de-defectes, però hi ha una important adherència de sorra a la connexió entre les entrades i el cos de la fosa. Hi ha una capa de barreja mecànica de sorra i metall, i la fosa és gairebé al 100% de sorra-adherida aquí. D'una banda, com que el sistema d'abocament es col·loca al centre de la fosa, la connexió entre els ingates i el cos de fosa és un punt calent i el metall fos està en estat líquid durant molt de temps. El revestiment aquí es fusiona fàcilment pel metall fos sota la cocció a llarg termini-del metall líquid d'alta-temperatura; d'altra banda, el bebedero està connectat verticalment aquí, i el metall fos exerceix una gran pressió aquí durant el procés d'ompliment. Com que la fosa d'escuma perduda és un modelat de sorra seca, la densitat de la sorra d'emmotllament aquí és baixa. Els dos aspectes anteriors proporcionen condicions perquè el metall fos es filtri fora de la capa de recobriment, provocant una greu adhesió mecànica de la sorra. El gruix de la paret del cos de fosa connectat per les entrades és de 8 mm. A causa de la greu adherència de la sorra aquí, quan es neteja el sistema d'abocament, la part del cos de colada connectada als ingates també es neteja conjuntament, donant lloc a la manca de carn a la fosa i fins i tot la formació de forats. 16% dels blancs s'han convertit en residus.
Solució 2: sistema d'abocament escalonat
Tenint en compte la gran mida del contorn i l'alçada de la fosa, la Solució 2 va dissenyar un sistema d'abocament escalonat amb dues entrades a la part inferior i una entrada a la part superior. S'espera que el metall fos primer omplirà el motlle des de les entrades inferiors i, a mesura que augmenta el nivell de líquid al motlle, fluirà de baix a dalt a través dels ingates superiors, de manera que el farciment sigui estable, la qual cosa afavoreix la solidificació seqüencial i evita defectes de colada com la contracció, la contracció, el tancament en fred i l'abocament insuficient. Tanmateix, a partir dels resultats de la prova, van aparèixer defectes de tancament en fred al blanc, que és exactament el contrari dels resultats esperats. Tot i que augmentar la temperatura d'abocament a 1460-1470 graus pot reduir l'aparició de peces de fosa tancades en fred fins a cert punt, l'efecte no és significatiu. Apareix tancat en fred a la part mitjana i superior de la fosa. El motiu és que la fosa d'escuma perduda és una fosa sòlida semblant a l'escuma, i el seu procés d'ompliment és diferent de la fosa de cavitat tradicional. Per a la fosa de cavitat tradicional, el sistema d'abocament esglaonat pot aconseguir fàcilment l'ompliment seqüencial dels corredors inferior i superior; mentre que per a la fosa d'escuma perduda, a causa de la influència del patró d'escuma a la cavitat en l'ompliment del metall fos, és difícil que el sistema d'abocament escalonat aconsegueixi un ompliment seqüencial de les entranyes inferior i superior. Al començament de l'abocament, el flux del metall fos al corredor recte es veu afectat pels efectes d'amortiment i contrapressió, i la velocitat s'alenteix, de manera que primer s'omplen els enclavaments superiors. En el procés d'ompliment posterior, s'omplen els enclavaments superior i inferior al mateix temps. Quan s'ha completat l'ompliment, els dos corrents de ferro fos es reuneixen. Durant el procés de flux, el ferro fos es veu afectat per l'absorció de calor de la gasificació del patró d'escuma i la temperatura de l'extrem frontal del ferro fos és baixa. Per tant, els defectes de tancament en fred es formen fàcilment a la confluència dels dos corrents de ferro fos. L'augment de la temperatura d'abocament només pot resoldre l'aparició de defectes de tancament en fred a les peces de fosa en una mesura limitada i no pot eliminar els defectes de tancament en fred causats pel sistema d'abocament escalonat sota les característiques úniques d'ompliment de la fosa d'escuma perduda. Per tant, no és fàcil utilitzar un sistema d'abocament escalonat per a la fosa d'escuma perduda.
Esquema 3: Sistema d'abocament de fons amb corredor col·locat fora de la fosa
Utilitzeu 3 corredors interiors i col·loqueu la boca de colada cap amunt quan s'uneix el sistema d'abocament i configureu un alimentador de contracció. Els 3 corredors interiors es distribueixen simètricament i el metall fos omple la cavitat de manera ràpida i uniforme i el temps d'abocament es controla en 10 segons. La fosa abocada té un contorn clar i sense defectes d'aspecte. Després del mecanitzat, no hi ha cavitats de contracció, contracció, porositat i altres defectes, que compleixin totalment els requisits de producció.
Resultats de la prova
Anàlisi comparativa i verificació de la producció real
Imatges
Els resultats de les proves dels tres esquemes es mostren a la taula. Tot i que l'Esquema 1 pot llançar peces de fosa qualificades, quan es neteja el sistema d'abocament, a causa de la seriosa adherència de sorra a la connexió entre el corredor interior i el cos de colada, la fosa no té carn i es converteix en un producte de ferralla, i la taxa de ferralla és tan alta com el 16%, cosa que indica que la posició del corredor interior a l'Esquema 1 no és raonable. La proporció de fosa tancada en fred a l'Esquema 2 és del 12%, i augmentar la temperatura d'abocament no pot reduir significativament l'aparició de defectes de tancament en fred, cosa que indica que aquest tipus de fosa de closca no és adequat per seleccionar un sistema d'abocament escalonat en condicions de fosa d'escuma perduda. La taxa de ferralla de l'esquema 3 es va controlar a un nivell baix, aconseguint una producció estable i eficient.
Conclusió
(1) El tipus de sistema d'abocament i la posició de l'entrant controlen el procés d'ompliment de metall i tenen un impacte vital en la qualitat de la fosa. Abans de la producció formal, es van dissenyar diversos esquemes d'abocament per a l'anàlisi i la comparació, i es va seleccionar el millor, que va reduir molt la taxa de ferralla i va millorar l'eficiència de la producció.
(2) Les característiques úniques d'ompliment de la fosa d'escuma perduda la fan inadequada per a l'ús d'un sistema d'abocament escalonat, especialment per a peces de fosa amb dimensions de contorn més grans.