鋼錠模鑄造車間設(shè)計(design of ingot mould foundry)

采用鑄造方法生產(chǎn)煉鋼用鋼錠模的車間設(shè)計。傳統(tǒng)的煉鋼生產(chǎn)是采用鋼錠模用模鑄法獲得鋼錠。鋼錠模為消耗件，單耗較大，但可修復(fù)，以提高使用次數(shù)。煉鋼生產(chǎn)改用連續(xù)鑄鋼工藝以后，鋼水通過結(jié)晶器獲得連鑄坯，一般不再需用鋼錠模，但某些特大鋼錠或特殊鋼種，還需要專用的鋼錠模。

設(shè)計內(nèi)容主要包括：設(shè)計規(guī)模、鑄造工藝、設(shè)備選型和車間布置等。

設(shè)計規(guī)模鋼錠模鑄造車間的設(shè)計規(guī)模通常按煉鋼廠的模鑄鋼產(chǎn)量及鋼錠模的噸鋼消耗指標(biāo)計算確定。鋼錠模的噸鋼消耗指標(biāo)：方錠為12～30kg/t，扁錠為35～45kg/t。

鑄造工藝鋼錠模的鑄造工藝與一般異形鑄鐵件相同，分為材質(zhì)選擇、鑄型準(zhǔn)備和鑄件處理三部分。

(1)材質(zhì)選擇。為了使鋼錠模在使用過程中避免出現(xiàn)裂紋和延緩龜裂的發(fā)生和發(fā)展，鋼錠模的材質(zhì)必須導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，高溫強(qiáng)度高。通常采用普通灰口鑄鐵，并且最好選用鐵素體及少量珠光體為基體組織和石墨化較完善的灰口鑄鐵。選用蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵或某些低合金鑄鐵對于提高鋼錠模的使用壽命更為有利。

生產(chǎn)鋼錠模必須對鐵水出爐溫度和澆注溫度嚴(yán)格控制，通常要求高溫出鐵，低溫澆注，有的廠還采用了漏底包澆注，從而減少和避免了渣孔、夾渣等鑄造缺陷。為節(jié)省能源，有條件的廠采用了高爐鐵水直接澆注鋼錠模的工藝。為了克服高爐鐵水中的石墨漂浮現(xiàn)象。可以采用兌入少量鋼水到鐵水中的辦法，或采用靜置澄清并配上漏底包澆注的辦法。

(2)鑄型準(zhǔn)備。一般分為制外模、制型芯和制雨淋式澆口等部分。制型芯是影響鋼錠模內(nèi)表面質(zhì)量的關(guān)鍵工序。為了使鋼錠模內(nèi)表面光潔，盡可能少地出現(xiàn)夾砂、粘砂、氣孔等鑄造缺陷，要求型芯砂的透氣性能要好并具有一定的強(qiáng)度性能，制型芯時要搗得松緊適度，要求涂料質(zhì)量好并要達(dá)到一定的涂涮厚度。制芯材料一般為粘土砂，有的廠采用樹脂砂。

(3)鑄件處理。鋼錠模澆注成型后，需掛砂緩冷一段時間以消除內(nèi)應(yīng)力。鋼錠模清理可采用水力清砂法。部分內(nèi)表面有缺陷的鋼錠模需進(jìn)行修磨和焊補(bǔ)。此外，鋼鋼錠模的底面需進(jìn)行機(jī)械加工。

設(shè)備選型鋼錠模鑄造車間的熔煉設(shè)備通常采用沖天爐，也有一些鋼鐵廠利用高爐鐵水直接澆注。沖天爐的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)按照鋼錠模全年生產(chǎn)量進(jìn)行計算，并需滿足最大鋼錠模的鐵水需要量。

由于鋼錠模生產(chǎn)通常具有一定批量，車間造型、制芯設(shè)備應(yīng)盡可能機(jī)械化，可采用振動造型機(jī)、微振機(jī)等。砂處理設(shè)備可以根據(jù)使用的型砂種類選用混砂機(jī)、攪拌機(jī)和機(jī)械化運(yùn)砂裝置。砂型和砂芯的烘干通常采用砂型干燥爐，特大型鋼錠模的砂型和砂芯可以就地干燥。清理設(shè)備選用水力清砂機(jī)。鋼錠模底面加工選用專用切削機(jī)床。這些設(shè)備一般應(yīng)計算后確定。

車間最大吊車的選用通常要與車間熔煉設(shè)備相配套，對于生產(chǎn)大型鋼錠模的車間尚需考慮吊起最大鑄造成型后的鋼錠模加上附在其上的內(nèi)、外壁型砂的重量，對于利用高爐鐵水鑄造鋼錠模的車間吊車應(yīng)考慮能傾翻鐵水罐的能力。

車間布置鋼錠模鑄造車間一般為單獨(dú)設(shè)置，如果產(chǎn)量小也可以與鑄鐵車間合并。進(jìn)行車間布置時應(yīng)注意工序流暢，面積利用合理，運(yùn)輸方便，采光良好。車間面積按指標(biāo)計算，一般車間造型面積指標(biāo)可按年產(chǎn)鋼錠模3.5～8t/m²計算，清理面積可按造型面積的45%～50%計算，車間總面積指標(biāo)一般按年生產(chǎn)鋼錠模1.5～5t/m²計算，熔煉及其他部分面積需根據(jù)車間具體工藝布置和實際需要確定。