鑄鋼錨主要包括如下生產工藝節點:鑄造工藝設計、制作模型、混砂、造型、合箱、熔煉、澆注、開箱清砂、澆冒口清理、缺陷修復、熱處理、相關試驗、表面整理。下面英山華茂船舶舾裝設備有限公司就鑄鋼錨其中幾個重要節點進行分析。
1、鑄件工藝設計
精細的鑄造工藝設計是獲得良好鑄件質量特別是鑄件內在質量的重要保障,應重點考慮如下方面:
(1)澆鑄位置的確定。根據鑄鋼的合金類型、結構型式和技術要求,確定重要加工表面、受力較大位置、承受高應力的區域等,評估易于產生缺陷的部位和缺陷類型,如厚大部分容易產生縮松、縮孔、熱裂紋,錨冠底部大平面上容易出現夾砂、結疤、變形,錨爪等薄壁處易產生澆不足、冷隔、冷裂紋,厚薄壁過渡處易產生熱裂紋等缺陷。

(2)確定工藝參數。應考慮鑄鋼尺寸和重量公差、加工余量、線收縮率、變形量的補正等,根據鑄鋼廠實際情況,從偏安全的角度確定相關參數。
(3)冒口的設置。鑄造是鑄型不斷吸熱的過程,會產生氣隙,也是金屬液不斷結晶的過程,會產生凝固收縮。冒口主要用于避免鑄鋼產生縮孔、縮松,起補縮作用,并兼有排氣、集渣、引導和判定充型的作用,因此冒口的數量及大小要足夠,一般設置在鑄鋼壁厚z大位置。
(4)澆注系統的設計。一般采用底注式澆包澆注,鑄件的澆注系統分為澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道四個單元。因鑄鋼金屬熔點高、流動性差、收縮大、易氧化,澆注系統應結構簡單,斷面尺寸大,堅固耐沖擊,充型快而平穩,流股不宜分散,并有利于鑄件的順序凝固和冒口補縮。
(4)澆注系統的設計。一般采用底注式澆包澆注,鑄件的澆注系統分為澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道四個單元。因鑄鋼金屬熔點高、流動性差、收縮大、易氧化,澆注系統應結構簡單,斷面尺寸大,堅固耐沖擊,充型快而平穩,流股不宜分散,并有利于鑄件的順序凝固和冒口補縮。
2、型(芯)砂
型(芯)砂一般由原砂、粘結劑、輔助材料組成。船用鑄鋼件的澆注溫度高達1560℃左右,為避免產生氣孔、夾砂、砂眼和表面粘砂等缺陷,原砂應具有較高的耐火性(SiO2含量要求≥97%)、良好的化學穩定性和透氣性(砂粒粒度較粗且盡量圓形),應重點檢查型砂的強度、透氣性和水分。
3、熔煉澆注
常用的鑄鋼熔煉設備主要為電弧爐和感應電爐。以電弧爐氧化法熔煉為例,應關注以下幾個方面:
(1)鋼液化學成分的控制,主要控制C、P、S、Si、Mn。
(2)鋼液溫度的控制,需要控制氧化期末鋼液溫度和出鋼溫度。氧化期末鋼液溫度是還原期鋼液除氣除渣溫度的保證,出鋼溫度是確保凈化鋼液和澆注完鑄件的條件。
(3)爐渣的控制,主要對還原期脫氧脫硫的控制,一般以白渣中氧化亞鐵的含量低于0.8-1.0%作為良好白渣的標志(鋼液中碳含量<0.35%時用白渣)。
(4)鋼液脫氧質量的控制,鋼液在白渣下還原終了時,應檢驗鋼液脫氧程度是否達到要求,一般是采用圓杯試樣檢驗鋼液脫氧程度。
(5)鑄鋼的澆注,一般采用底注式澆包澆鑄,鋼液從包底的注口流出,便于氣體夾雜物上浮至包內鋼液的上面,避免流入鑄型致使鑄件產生氣孔夾渣。同時控制好澆注的鋼液溫度和速度。
4、開箱及清理
澆注完成后,鑄件應在鑄型中冷卻,開箱溫度過高會導致紅熱鑄件暴露在大氣中急冷,易產生變形和裂紋等缺陷;開箱溫度過低不利于清砂,占用場地,影響生產周期。一般開箱溫度控制在300-500℃為宜。鑄件清理主要是清理澆冒口、飛邊、毛刺和鑄件表面殘留的少量粘砂、砂芯結塊等。