Durante el proceso de fundición, hay una gran cantidad de gases en la cavidad, que provienen de: el aire retenido en la cavidad de la fundición; El gas producido por el molde de arena y el material del núcleo de arena bajo la acción del calor del acero líquido durante el vertido; Gas producido por el refuerzo del núcleo y el hierro frío durante el vertido; El gas producido por la interacción física y química entre el propio acero líquido o las inclusiones en el acero líquido; Gas involucrado con acero líquido debido a una configuración inadecuada del sistema de vertido o una operación de vertido no estándar.
Durante el proceso de fundición, la mayor parte del gas en la cavidad del molde se puede descargar a través del tubo ascendente, el orificio de ventilación, el respiradero, etc., con el ascenso del acero líquido en la cavidad del molde. Si permanece en la pieza fundida o en la interfaz entre la pieza fundida y el molde, producirá defectos como poros o vertido insuficiente en la pieza fundida, e incluso será desechado. El gas en la cavidad no sólo puede provenir de un lado, sino que existen múltiples fuentes al mismo tiempo. Esto trae muchas dificultades al estudio y análisis del gas en la cavidad. Esta es la razón por la cual la porosidad de la fundición es el defecto más difícil de resolver por parte de los trabajadores de la fundición en la práctica de producción. Para comprender y solucionar los defectos de porosidad, es necesario estudiar la fuente de gas que provoca la porosidad. A partir del tamaño, ubicación, distribución y forma de la porosidad se puede estudiar y comprender más a fondo la fuente de gas de la formación de la porosidad, y el defecto de porosidad de la pieza fundida no es difícil de resolver.
Aire atrapado en la cavidad del molde.
Durante el proceso de fundición, el aire atrapado en la cavidad del molde sube con el acero líquido en la cavidad del molde y se descarga a través del tubo ascendente y el orificio de ventilación. Aunque sólo sea por la permeabilidad del propio molde, la posibilidad de descarga es muy pequeña. Por lo tanto, en el diseño del proceso se debe considerar la configuración de las tuberías ascendentes y de ventilación. Si el gas en la cavidad no se descarga completamente y permanece en la pieza fundida, se forma la porosidad y la bolsa de aire con alta presión se forma en la interfaz de la pieza fundida, y la pieza fundida producirá defectos de vertido insuficientes. Por lo tanto, es necesario colocar la salida de aire o el tubo ascendente de aire en el punto más alto y en el ángulo muerto del molde, y también es una medida de proceso común y eficaz.
El gas producido por el molde de arena y el núcleo de arena durante el vertido.
Los materiales de modelado contienen vidrio soluble, aserrín, arcilla, bentonita y agua y otras sustancias orgánicas o inorgánicas; al calentarse, la evaporación o la combustión producirán una gran cantidad de gas. El agua, en particular, tiene una temperatura de vaporización baja y su volumen cambia drásticamente después del calor. Se determina que cuando una gota de agua encuentra un metal líquido a alta temperatura y se convierte en vapor a una temperatura de 1300 grados C, su volumen se expandirá 7000 veces. La presión aumenta después de que estos gases se acumulan, y si no se descargan suavemente, invadirán el acero líquido, y si no escapan antes de que la fundición se solidifique, formarán defectos de porosidad invasivos en la fundición.
Para evitar la intrusión de estos gases en el acero fundido, las principales medidas preventivas son las siguientes:
(1) Minimizar la cantidad de aglutinante, aserrín y otras sustancias gaseosas añadidas al material de modelado o utilizar material de modelado con baja emisión de gases.
(2) Fortalecer la cocción del molde de arena y del núcleo de arena para reducir en gran medida su contenido de humedad. Especialmente el núcleo de arena, que en su mayor parte está envuelto en acero líquido, solo la cabeza del núcleo está expuesta, el estado del escape es deficiente y es particularmente importante fortalecer la cocción. Aunque el molde de arena no esté cocido, el núcleo de arena debe estar cocido.
(3) Fortalecer el escape del molde de arena y el núcleo de arena. Para el molde de arena, se pueden hacer orificios para el aire, se pueden agregar orificios para el aire en la pared de la caja de arena, se puede acolchar el molde de fundición o se puede excavar la zanja de escape debajo de la caja inferior. Para el núcleo de arena, se puede cavar el respiradero, se puede atar el respiradero, se puede usar el tubo con pequeños orificios para hacer el hueso central o se puede enrollar la cuerda de paja en el hueso central.
(4) Fortalecer el trabajo de "encender". El "vertido por ignición" es un método eficaz que los trabajadores de las fundiciones chinos han acumulado durante muchos años para promover la descarga de gas en la cavidad del molde. Para piezas fundidas grandes, el aire de purga debe encenderse en la boquilla antes del vertido, y las piezas fundidas pequeñas y medianas también deben encenderse a tiempo durante el proceso de vertido. Al encender el fuego, no solo se enciende en el tubo ascendente, sino también en la entrada del respiradero del cabezal central, alrededor de la costura de cierre y en la superficie de la caja superior. El encendido puede formar una presión negativa en la salida de aire, promover la descarga rápida del gas en la cavidad y el gas generado en el molde de arena y el núcleo de arena, y evitar "disparos" durante el proceso de vertido.
El gas producido por el soporte del núcleo y el hierro frío durante el vertido.
El soporte del núcleo y el hierro frío deben tratarse bien antes de su uso; de lo contrario, el aceite, el óxido y el agua de la superficie reaccionarán con el acero líquido a alta temperatura y producirán CO, vapor de agua, etc. Si estos gases no pueden descargarse de la cavidad a tiempo y permanecen en la pieza fundida, se formarán poros. Por lo tanto, el soporte central y el hierro frío deben tratarse estrictamente para que queden libres de aceite, óxido y secos. Para el núcleo y el hierro frío interior se puede realizar un tratamiento de estañado si las condiciones lo permiten; La plancha fría exterior debe cepillarse con pintura a base de alcohol y secarse por ignición antes de su uso. Por supuesto, los corsés y la plancha fría deben usarse lo menos o menos posible.
Gas producido por inclusiones en acero líquido o acero líquido.
Es erróneo pensar que la porosidad de las piezas fundidas se debe principalmente al acero líquido. Pero la calidad del acero líquido tiene un efecto importante en la calidad de las piezas fundidas. No hay acero líquido sin gas, siempre que su contenido de gas no supere una determinada especificación. En las condiciones de fusión del horno de arco eléctrico, el contenido de gas permitido del acero líquido de acero al carbono en general es: [O40-60×10-6; [H] 3-6×10-6; [N] 50-70×10-6. Cuando se funde acero fundido, siempre que la cantidad de descarburación sea suficiente, la composición química de la licuefacción del acero esté calificada, la contracción del patrón de arena antes y después del horno sea buena y la contracción de la boquilla de fundición sea buena, se puede concluir que El número de poros producidos en la fundición no está relacionado con el acero líquido. Sin embargo, si la fundición no se opera estrictamente de acuerdo con los procedimientos del proceso, como una descarbonización insuficiente, el acero líquido no hierve, la escoria no es completa, la protección de la escoria no es buena, la desoxidación no es completa, es fácil causar un alto contenido de gas. En acero líquido, si el tipo de arena, la condición del núcleo de arena es general y la humedad del aire es alta, es fácil producir defectos de porosidad. El alto contenido de gas en el acero líquido también aparecerá en todo el horno de acero líquido o en piezas fundidas desechadas. Por lo tanto, la mejor manera de reducir el contenido de gas en el acero líquido es operar estrictamente de acuerdo con los procedimientos del proceso y esforzarse por mejorar la calidad del acero líquido. En el caso de una gran cantidad de virutas de acero, oxidación grave de chatarra de acero, alta humedad del aire, reparación de hornos nuevos, etc., la cantidad de descarbonización debe aumentarse adecuadamente y se debe reforzar el tratamiento de desoxidación.
Además, se debe prestar especial atención a la importancia de la descarbonización del oxígeno. El átomo de hidrógeno, el átomo de nitrógeno y las inclusiones no metálicas en el acero fundido son de tamaño pequeño y tienen poca flotabilidad. El CO producido por la descarbonización es insoluble en acero líquido, el radio de la burbuja de CO es grande y la velocidad de flotación es rápida. Cuando la cantidad de descarbonización es suficiente para generar una gran cantidad de burbujas de CO, los átomos de hidrógeno y nitrógeno entrarán en la burbuja de CO y flotarán juntos para descargarse, a fin de lograr el propósito de desgasificar y purificar el acero líquido.
Gas producido por un sistema de vertido irregular o por una operación de vertido
La posición de entrada del corredor interior debe favorecer la descarga de gas en la cavidad del molde. La inyección ascendente es más favorable para la alimentación, pero la dirección de descarga de gas en la cavidad es opuesta a la dirección de inyección del acero líquido, lo que no favorece la descarga de gas. Al mismo tiempo, el gas producido por el molde inferior también resulta difícil de descargar. Esta situación es especialmente destacada en el caso del molde de arena para fundición de hilos; La inyección media tiene poco efecto sobre los gases de escape. La inyección inferior favorece la descarga de gas en la cavidad. Las áreas de sección transversal del corredor y el corredor recto deben estar cerca una de la otra y no deben ser demasiado anchas para garantizar que el corredor recto y el corredor transversal estén llenos de acero líquido que fluye para evitar que se produzca "succión".
Durante el proceso de vertido de acero fundido, es necesario mantener la copa de vertido llena de acero fundido, el acero fundido no salpica, "cabeza dispersa" y el flujo no debe detenerse en el medio. La boquilla del tambor de acero está lo más pequeña posible desde la superficie del líquido del bebedero para evitar la "succión" o la "implicación" del gas.
