国内外铁合金的生产的成熟方法主要是模铸。模铸的降温是靠空气对流而自然冷却,冷却时间长,铸模受高温时间长,致使对铸模的材质耐热要求高,并且体积要求大。
水冷模操作是:冷却池中冷却介质经过管道进入水冷锭模,再经管道进入冷却池中循环。铁水进入水冷锭模时,铁水中热量即被冷却介质迅速带走,铁水温度迅速降低,使之远不能达到熔化锭模长久使用,同时,铁水迅速凝固,使合金不产生偏析,合金成分均匀。
水冷锭模优点是:
1、不产生冒瘤
当75%硅铁铸入普通铸模铁水凝固时,其内部铁水冷却缓慢,随着温度的降低会形成ξ相并共析为FeSi2,致使体积膨胀。当液态合金反作用力大于外部压力,内部液态合金便由表面凝固层薄弱的部位冒出,产生冒瘤现象。采用降低浇注温度,采用二次或多次浇铸的控制方法,但增加了挂包量和金属损失,降低了回收率。
当使用水冷锭模后,水冷锭模大大地增加了锭模的冷却强度,铁水冷却速度快,仅需15min即可脱模,而普通铸模需要1h;并且水冷锭模不需涂刷任何物质,避免了冒瘤现象的产生,产品纯净,不受任何污染。
2、避免硅铁粉化
硅铁粉化的原因除了铝、磷、硫、钙等杂质含量不当外,不适宜的含硅量是硅铁粉化的重要原因。含硅53.5%-56.6%的硅铁在冷却到1220℃以下时会形成ξ相合金,极不稳定,当温度低于918℃时共析转变成Si和FeSi2,转变时体积显著膨胀,使合金粉化。此外偏析也是硅铁粉化的重要原因。
当使用水冷锭模后,由于采用了强制水冷,加大了冷却强度,加快了冷却速度,缩短了冷却时间,从而避免了合金的偏析、粉化现象。
3、不粘模,不化模,无污染
当使用水冷锭模后,铁水在流入水冷锭模时,铁水底层会形成一层固体膜,随着时间变化固体膜逐渐加厚,后流入锭模的铁水在固体膜上流过,阻隔了液态铁水与锭模的接触,避免了铁水对锭模的冲蚀,保护了锭模。另外,水冷锭模的工作表面达不到熔化温度,所以不用涂刷任何脱模剂,不化模、不粘模,杜绝了脱模剂对合金的污染,为生产高纯度铁合金和特种铁合金创造了条件。
4、其他
使用后,合金降温速度快,不存在活芯现象,避免烧、烫伤事故,缩短工作时间,使用水冷锭模,消耗少,成本低,寿命长,提高了经济效益。
(紫焰)