铸钢件浇注系统
铸钢的特点是熔点高,流动性差,收缩大,易氧化,而且夹杂物对铸件力学性能影响严重,多使用底注浇包(bottom pouring ladle,俗称漏包、柱塞包),要求浇注系统结构简单、截面积大,使充型快而平稳,流股不宜分散,有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩,不应阻碍铸件的收缩。
绝大多数工厂使用保温性能好、阻渣能力强的底注包浇注(见图15-37)。中大型铸件的直浇道用耐火砖管砌成。当每个内浇道的钢液流过量超过1t时,内浇道和横浇道也用耐火砖管砌成。只在造型流水线上浇注小件的个别情况下才使用转包浇注。

图15-37 底注包的原理图
为了浇注质量不同的铸件,可使用不同容量的浇包、不同直径的包孔和采用塞杆阻流以调节流量。塞杆阻流有一定限度,依经验,最大塞杆阻流限度时的流量为开启塞杆流量的0.77倍,超过此限度时钢液流股分散,无法正常浇注。频繁地开闭塞杆会导致堵塞失灵,故应按不调节塞杆法来设计浇注系统。用底注包浇注时,浇注系统必须是开放式的,直浇道不被充满,保证钢液不会溢出浇道以外。为快速而平稳地充型,对一般中小铸件多用底注式,高大铸件常采用阶梯式浇注系统。
铸钢车间的浇包容量和熔炉吨位一致,一般只有一种或几种容量的浇包和数种直径的包孔。生产中先确定浇包容量和包孔直径,依经验的浇口比确定浇注系统各组元尺寸。
(一)浇包容量及包孔的选择
浇包总容量应大于铸型内金属需要量。小浇包只设一个包孔,大于30t的浇包可设两个包孔。每个包孔的钢液流量——浇注速度,不仅决定于包孔直径,还与包内钢液深度有关。但实践中为方便起见,给出了包孔直径和平均浇注速度的关系,如表15-14所示。应指出,同一浇包和包孔的浇注速度,随包内钢液深度变化而变化。这里用平均概念是很粗略的。
表15-14 平均浇注速度和包孔、浇包容量的关系

(二)浇注时间和液面上升速度(https://www.daowen.com)
可用式(15-20)或表15-3给出的数据初步确定浇注时间,作为选择包孔的依据。浇注时间τ和平均浇注速度q之间有如下关系:
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式中 m——型内钢液质量;
N——同时浇注的浇包数,一般N=1;
n——一个浇包内的包孔数。
为防止夹砂结疤、粘砂、皱皮、冷隔和浇不到、气孔等缺陷,钢液在型内的上升速度是至关重要的,应大于表15-6中规定的最小上升速度值。经校核、如果钢液上升速度达不到要求,应采取措施,使之满足表15-6的要求。措施有:改用更大直径的包孔,增加包孔数量,采用两个浇包浇注,改变铸件浇注位置等。
(三)其他组元截面积
以包孔截面积为基准,参照下述浇口比确定浇注系统各组元截面积:
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生产中为加强冒口的补缩效果,常在每个冒口下部设置内浇道,冒口数量多时,内浇道数目也相应增多,结果使浇注系统更加“开放”。这符合工艺需要,是合理的,不一定受上面浇口比的限制。