壓縮鑄造壓縮鑄造工作原理

壓縮鑄造是板坯連鑄機(jī)為提高拉速實(shí)行液芯矯直而減小內(nèi)裂的新技術(shù)。壓縮矯直就是：在鑄坯矯直區(qū)內(nèi)，給鑄坯施加一定的壓力，減小甚至完全抵消鑄坯在矯直過程中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使兩相區(qū)坯殼的延伸率不超過允許值，以達(dá)到提高拉坯速度，避免鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂，改善鑄坯質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)帶液芯矯直的目的。

圖1表示了“壓縮鑄造”的原理：在矯直點(diǎn)前面布置有一組驅(qū)動(dòng)輥，給鑄坯以一定推力，而在矯直點(diǎn)后布置有一組制動(dòng)輥，給鑄坯以一定反推力，使鑄坯在矯直區(qū)內(nèi)處于壓縮狀態(tài)下矯直，因推坯力大于制動(dòng)阻力，拉坯仍照常進(jìn)行 。

圖1中a是驅(qū)動(dòng)輥與制動(dòng)輥在鑄坯中產(chǎn)生的壓應(yīng)力，b是矯直應(yīng)力，c是合成應(yīng)力，在內(nèi)弧中拉應(yīng)力減小。通過控制制動(dòng)力的大小，可使矯直點(diǎn)處鑄坯內(nèi)疊加后的合成應(yīng)力為很小的拉應(yīng)力或等于零，甚至可為壓應(yīng)力，這樣就可避免在鑄坯內(nèi)出現(xiàn)裂紋。

壓縮鑄造是指在連鑄軋鋼機(jī)矯直區(qū)段中，在矯直點(diǎn)前適當(dāng)配置驅(qū)動(dòng)輥，對(duì)鑄坯施加推坯力；同時(shí)，在矯直點(diǎn)后適當(dāng)配置反向的驅(qū)動(dòng)輥，對(duì)鑄坯施加制動(dòng)力，從而使矯直點(diǎn)處鑄坯內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的技術(shù)。也稱為壓縮矯直。

在連續(xù)鑄鋼的生產(chǎn)中，提高拉坯速度是連鑄技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。多輥拉矯機(jī)和液心拉矯新工藝的采用，雖然使拉坯速度有了明顯地提高，但還不能滿足軋鋼生產(chǎn)的要求。若進(jìn)一步提高拉速仍然受到多方面條件的限制，除了鑄坯在二次冷卻區(qū)內(nèi)可能產(chǎn)生鼓肚變形或漏鋼外，比較突出的問題是必然使鑄坯的液心長(zhǎng)度進(jìn)一步延伸到連鑄機(jī)圓弧切點(diǎn)以后的拉矯區(qū)內(nèi)。由于實(shí)行液心拉矯使連鑄坯內(nèi)固液兩相區(qū)界面上的凝固層很容易產(chǎn)生裂紋，所以這種內(nèi)裂遠(yuǎn)比鑄坯表面裂紋對(duì)鑄坯質(zhì)量的危害為大，很值得重視。各國(guó)都在努力研究解決這個(gè)難題，在連續(xù)鑄鋼中采用壓縮澆鑄乃是較有成效的新技術(shù) 。

在連續(xù)鑄鋼煉鐵過程中，拉坯速度的提高會(huì)使鑄坯在出結(jié)晶器時(shí)的坯殼厚度減小，在二冷區(qū)內(nèi)可能產(chǎn)生鼓肚變形，甚至漏鋼。同時(shí)，鑄坯的液相穴增長(zhǎng)，延伸到拉矯區(qū)內(nèi)，從而使兩相界面上的金屬可能產(chǎn)生矯直裂紋，使鑄坯質(zhì)量下降。采用壓縮矯直將有利于解決這一問題。

在壓縮鑄造時(shí)，使連鑄軋鋼機(jī)圓弧區(qū)的Ⅰ組驅(qū)動(dòng)輥以較大力向下推坯，在水平段的Ⅱ組驅(qū)動(dòng)輥，在無坯時(shí)，以與拉坯方向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)有坯通過時(shí)，它們?cè)阼T坯推動(dòng)下，被迫向拉坯方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，Ⅱ組輥在計(jì)算機(jī)控制下，對(duì)鑄坯產(chǎn)生一制動(dòng)力，對(duì)矯直點(diǎn)處的坯殼產(chǎn)生壓力。在坯殼的橫斷面上的應(yīng)力是壓應(yīng)力與矯直應(yīng)力的疊加。通過控制制動(dòng)力的大小，使疊加后的合成應(yīng)力為很小的拉應(yīng)力或?yàn)榱?，甚至為壓?yīng)力。這樣，就可避免坯殼內(nèi)表面產(chǎn)生裂紋。

壓縮鑄造的采用，在舊有的連鑄機(jī)改造中，需對(duì)二冷區(qū)的支承和引導(dǎo)裝置以及拉矯機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，增加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)輥。新增的驅(qū)動(dòng)輥應(yīng)分散布置在矯直點(diǎn)前后附近。在矯直點(diǎn)前，上、下都適當(dāng)增加驅(qū)動(dòng)輥個(gè)數(shù)，而在矯直點(diǎn)后，則宜多增加下驅(qū)動(dòng)輥 。

反重力鑄造概述

差壓鑄造又稱反壓鑄造、壓差鑄造。是在低壓鑄造的基礎(chǔ)上，鑄型外罩個(gè)密封罩，同時(shí)向坩堝和罩內(nèi)通入壓縮空氣，但坩堝內(nèi)的壓力略高，使坩堝內(nèi)的金屬液在壓力差的作用下經(jīng)升液管充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶。

反重力鑄造原理

差壓鑄造按工作時(shí)壓力筒內(nèi)充氣壓力的大小可分為，低壓、中壓、高壓差壓鑄造，按壓差產(chǎn)生的方式可分為增壓法、減壓法差壓鑄造技術(shù)。

差壓鑄造分為6個(gè)階段：充氣階段、壓力平衡階段、升液階段、沖型階段、保壓階段、互通排氣階段。

反重力鑄造特點(diǎn)

1)充型速度可以準(zhǔn)確控制，以獲得最佳充型速度。

2)鑄件成形性好，表面粗糙度值低。

3)鑄件晶粒細(xì)小，組織致密，力學(xué)性能高，與低壓鑄造相比，鑄件抗拉強(qiáng)度可提高10-50%，伸長(zhǎng)率可提高25-50%。

4)提高了金屬的利用率，可減小冒口的尺寸或不設(shè)冒口。

5)能用氣體作為合金元素，故可往一些合金（如鋼）中溶入N2，提高合金強(qiáng)度和耐磨性能。

6)設(shè)備較龐大，操作麻煩。

《鑄造手冊(cè)(第6卷):特種鑄造(第3版)》共分鑄鐵、鑄鋼、鑄造非鐵合金、造型材料、鑄造工藝和特種鑄造6卷出版?！惰T造手冊(cè)(第6卷):特種鑄造(第3版)》為第6卷《特種鑄造》。第3版對(duì)其第2版作了全面修訂。不僅增添了若干新的特種鑄造方法,而且著重介紹各種方法的最新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備,并著重反映環(huán)保節(jié)能技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì),完善和更新了許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與工藝規(guī)范。《特種鑄造》共有緒論,熔模鑄造,石膏型鑄造,陶瓷型鑄造,消失模與V法鑄造,金屬型鑄造,壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空鑄造和調(diào)壓鑄造,擠壓鑄造,離心鑄造,連續(xù)鑄造,快速鑄造及鑄造過程數(shù)值模擬等12章15種鑄造方法的原理,工藝、工裝設(shè)計(jì),原輔助材料規(guī)格與技術(shù)條件及應(yīng)用,設(shè)備規(guī)格及技術(shù)參數(shù),質(zhì)量控制及缺陷分析等。全書內(nèi)容豐富、全面、新穎、實(shí)用。