Введение в литьё
Основная функция стального захвата анода заключается в образовании группы токоподводящих стержней с алюминиевым токоподводящим стержнем и взрывным сварным блоком; головка захвата и соединённый с ней фосфористый чугун соединяются с угольным блоком, образуя анод электролизёра; это важная токопроводящая деталь алюминиевой электролизной промышленности, а также деталь с большим расходом. В качестве примера рассмотрен стальной захват анода с четырьмя захватами.
Анализ литейного процесса
Обычно для стального захвата анода при литье по газифицируемым моделям применяют две схемы:
Головки захватов направлены вверх, применяется нижняя заливка. Внутренний литниковый канал устанавливается на балке, а прибыли устанавливаются соответственно на четырёх головках захватов. Это способствует плавному послойному заполнению с газификацией пенополистирольного слоя и снижает вероятность внутренних дефектов, таких как шлаковое включение. Недостатки: сложная сборка группы и изготовление формы; если опока мала и верхнего слоя песка недостаточно, легко происходит разрушение опоки. После заливки трудно срезать прибыль, а после её срезания сложно фрезеровать головку захвата. Необходимо увеличить припуск на обработку, что снижает производительность.
Головки захватов направлены вниз, заливочная прибыль устанавливается на площадке балки, применяется верхняя заливка. Скорость заполнения формы высокая, снижение температуры меньше, что способствует предотвращению таких дефектов, как недолив и неспай. Выход годного высокий, объём обрезки отливки небольшой, механическая обработка проще, а производительность выше.
С учётом фактических условий на площадке и всех аспектов выбрана схема ②.
Введение в технологическую схему литья по газифицируемым моделям
Белая зона
В белой зоне на формовочной машине изготавливают пенополистировые модели; пенополистироловая модель имеет заливочную прибыль, две штуки на один стальной захват, внутреннюю полость для снижения выделения газа, соединение выполняется термоплавким клеем; в местах соединения не должно быть зазоров, чтобы предотвратить попадание краски в пенополистироловую модель и образование таких дефектов, как шлаковое включение.
Рисунок 3.1.1
Рисунок 3.1.2
Жёлтая зона
Жёлтая зона предназначена для нанесения покрытия и сушки. Специальное покрытие для стального литья,
Специальное покрытие для литья по газифицируемым моделям: вода в соотношении 1:0.6, перемешивание в течение одного часа, нанесение покрытия кистью три раза; первый слой немного более жидкий, чтобы при сушке второго слоя не возникали трещины; второй и третий слои немного гуще; после трёх нанесений толщина покрытия должна составлять 1.5~2.0mm; слишком тонкое покрытие снижает огнеупорность, слишком толстое ухудшает газопроницаемость. Температура в сушильной камере 45~50 градусов, продолжительность каждой сушки более 8 часов для полного высушивания.
Рисунок 3.2.1
Чёрная зона
-0.05~-0.06MPa
Формование: две штуки в одной опоке, расстояние между ними 200mm, толщина верхнего слоя песка 200mm для предотвращения разрушения опоки. Температура заливки 1580 градусов, отрицательное давление -0.05~ -0.06mpa, быстрая заливка, продолжительность одной заливки 30~40s. После заливки выдерживать давление в течение 20min, сохранять тепло в течение двух часов, затем перевернуть опоку, срезать прибыль и очистить отливку.
Дефекты производства и профилактические меры
Деформация четырёх захватов
Проявление: четыре захвата деформированы, межцентровое расстояние различается или плоскости захватов не совпадают, что влияет на последующее использование.
Анализ причин: деформация главным образом возникает при сушке и окраске пенополистироловой модели.
Профилактические меры: ① Как показано на рисунке 4.1.1 ниже, при склеивании двух пенополистироловых моделей следует использовать технологическую оснастку, чтобы обеспечить плотное сопряжение двух форм. После склеивания с боковой стороны четырёх захватов установить прямую стальную планку и связать с ней четыре захвата для фиксации.
Рисунок 4.1.1
Изменить форму, добавить соединительную перемычку между четырьмя захватами для фиксации и усиления, предотвращения деформации; этот способ прост и эффективен, рекомендуется к применению.
Рисунок 4.1.2
При окраске не следует с усилием погружать пенополистироловую модель в бак с краской. Во избежание деформации
по возможности использовать распыление покрытия; наносить краску на поверхность стального захвата ковшом.
На поверхности отливки имеются стекловидные предметы
Проявление: как показано на рисунке 4.2.1, на поверхности стального захвата имеется большое количество глазури, и отливка забракована.
Рисунок 4.2.1
Анализ причин: локальная зимняя температура чрезвычайно низкая, температура быстро снижается, поэтому требуются более высокие температуры выпуска металла; измерительного пистолета нет, невозможно определить температуру, а при раскислении на участке используется алюминий, поэтому трудно оценить температуру расплава стали; в результате стараются повысить температуру, что приводит к расплавлению шихты в расплаве стали, а после заливки на поверхности отливки образуются стекловидные предметы.
Профилактические меры: оптимизировать процедуру заливки на участке, выполнять заливку как можно скорее после выпуска из печи, уменьшить падение температуры от выпуска из печи до заливки; в каждой плавке измерять температуру расплава стали, контролировать температуру выпуска металла, использовать печь с относительно высокой огнеупорностью.
Шлаковые раковины на балке стального захвата анода
Проявление: как показано на рисунке 4.3.1, этот дефект является распространённым дефектом в процессе производства стального захвата анода. В верхней части балки появляется большое количество шлаковых раковин, что ухудшает качество поверхности и приводит к браку отливки.
Рисунок 4.3.1
Анализ причин: в процессе плавки расплава стали содержится много шлака, удаление шлака выполнено неполностью, удержание шлака при заливке недостаточное; стальной захват анода имеет большую толщину и массу и медленно охлаждается; применяется верхняя заливка, шлак в расплаве стали полностью всплывает и в итоге появляется в балке стального захвата анода.
-0.06MPa
Профилактические меры: в процессе плавки следить за чистотой расплава стали, выбирать сырьё с меньшим количеством примесей; перед выпуском расплава стали из печи один раз удалить шлак из разливочного ковша. После удаления шлака распределить по поверхности расплава стали слой покровного флюса для очистки шлака. При заливке поместить в заливочное отверстие кусок теплоизоляционной каменной ваты для блокирования шлака. Во время заливки отрицательное давление следует соответствующим образом увеличить и стабилизировать на уровне -0.06mpa. После заливки давление выдерживать в течение 20min.
Итог
Стальной захват анода является отливкой относительно простой конструкции, однако невнимание к небольшой детали производственного процесса может привести к различным дефектам. Поэтому в производстве необходимо сохранять строгий подход и тщательно контролировать каждый производственный этап для обеспечения качества продукции.