在鑄造生產(chǎn)過程中，液態(tài)金屬澆注到鑄型后，由于冷卻而產(chǎn)生收縮，凝固后將在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生縮孔和縮松，造成廢品。為保證獲得健全鑄件，須有足夠金屬液進行補縮，普通的方法是設(shè)置冒口。

傳統(tǒng)工藝使用的是普通冒口，即冒口和鑄型采用相同的造型材料。由于此時冒口和鑄件的凝固速度相同，所以盡管冒口幾何尺寸很大，但有效補縮體積很小。據(jù)資料介紹，僅占6%~10%.冒口中絕大部分金屬實際是一種消耗。尤其對于體收縮率大的鋼鑄件，冒口重量約占鑄件重量的50%~，即鋼液有1/3~1/2用于冒口。盡管冒口金屬可以回爐重熔，但由于從鑄件上除去和熔化這部分金屬需要大量人力和物力，增加了鑄件成本。所以，如何在保證獲得致密鑄件前提下，盡量縮小冒口尺寸，一直是鑄造工作者追求的目標。

提高冒口補縮效率的辦法很多，大致分兩大類：一是增加冒口補縮壓力的方法，包括大氣壓力冒口、壓縮空氣冒口、發(fā)氣壓力冒口等；二是延長冒口凝固時間的方法、包括發(fā)熱冒口、保溫冒口、復(fù)合保溫冒口等。其中，應(yīng)用廣的為保溫冒口。

我國從70年代開始研究保溫冒口，現(xiàn)已有10余種保溫冒口制品，典型的保溫冒口有膨脹珍珠巖制品和復(fù)合纖維制品。但是，由于膨脹珍巖制品強度低，破損大，工人使用不方便，而復(fù)合纖維制品制作工藝復(fù)雜，成本高，限制了它們的使用。作者采用新型保溫材料――微珠制作保溫冒口，取得滿意效果。

保溫冒口配方及生產(chǎn)工藝

1.1微珠及其性能微珠由火力發(fā)電廠排放的灰渣經(jīng)水浮選獲得，是一種微小、中空、熱穩(wěn)定性好、強度高、表面光滑的球形輕質(zhì)顆粒，顏色呈灰白色，且雜質(zhì)愈少，白色程度愈高。

微珠的礦物組成主要由非晶質(zhì)硅酸鹽相和微晶結(jié)構(gòu)的玻璃相組成并夾雜少量的石英、莫來石、磁鐵礦等多相的組合體。

1.2保溫冒口主要原料耐火骨料。起耐高溫骨架作用，一般選用Si02（純度98%以上），粒形為多角形，粒度盡量細一些，但考慮成本，適宜即可。

耐火粘土。建立混合料濕強度，滿足造型要求，加人量取下限。

麻纖維。增加常溫強度，長度10mm~20mm為采用聚酯樹脂、水玻璃及磷酸鹽等作為粘結(jié)劑。

1.3保溫冒口配比粘結(jié)劑。建立常溫干強度及高溫強度，可保溫冒口配比（見表3）表3保溫冒口配方組成微珠輔助保溫材料耐火骨料麻纖維耐火粘土粘合劑水含貴適m干混1~2分鐘濕混5~7分鐘粘結(jié)劑水。

1.4混合料混制工藝微珠+輔助保溫材料+耐火骨料+耐火粘土+麻纖維混2~3分鐘注意：用碾砂機混制時應(yīng)把碾輪調(diào)高，以防碾壞保溫骨料。

1.5造型具體工藝過程從略。

1.6烘干工藝造型后一般需風干12小時?？刂聘稍锔G溫度在180lC~230t：之間，將制成保溫冒口上窯烘干4 5小時后，出窯。

1.7保溫冒口性能指標保溫冒口性能指標，耐火度導(dǎo)熱系數(shù)抗折強度顯氣孔率線收縮率殘余水份2保溫冒口在生產(chǎn)中的應(yīng)用2.1保溫冒口的設(shè)計方法發(fā)揮冒口補縮作用的要條件是保持冒口中鋼液晚于鑄件凝固和有足夠的鋼液補充鑄件的收縮。由凝固理論和實踐得出，冒口中鋼液較鑄件后凝固的條件為：上式說明：為保證冒口補縮，須使冒口的熱容量與散熱面積之比大于鑄件熱容量與散熱面積之比。

實際應(yīng)用中，一般要求，時，才能保證冒口的補縮作用。

保溫冒口的補縮原理與普通冒口相同，只是由于保溫冒口在高溫時的熱散失率小于普通冒口，相當于增大了冒口中鋼液的熱容量和減小了冒口的散熱面積，從而延長了鋼液的凝固時間。即相當于增加了冒口的模數(shù)，從而減少了冒口體積，節(jié)約了鋼水。

通常計算保溫冒口的保溫效率有三種方法：MR保溫冒口的模數(shù)。

QFP保溫冒口的凝固時間砂型冒口的凝固時間Aeat，通過保溫冒口的熱散失率其中以增大系數(shù)法更為常用。如對于固柱型砂型冒-普通冒口的體積Vc被補縮部分鑄件的體積cm3 Sc――鑄件的表面積cm2用M，。、分別代表鑄件和冒口的模數(shù)，并令：如采用同尺寸的保溫冒口，貝IJ：積更換系數(shù)）Y―冒口頂面修正系數(shù)（或冒口頂面的視在面積更換系數(shù)）量凝固時間的辦法確定X值在0.6~0.65左右。如采用暗冒口或復(fù)合保溫冒口，Y可確定為0.7.明冒口Y取2.2保溫冒口的應(yīng)用原則保溫冒口的形狀：保溫冒口一般采用圓柱形和腰形兩種形式。在沈陽礦山機器廠鑄鋼分廠實際應(yīng)用中，受工藝裝備限制，一般采用明冒口。由于鑄造過程中工藝參數(shù)難于恒定，所以，保溫冒口較普通冒口直徑方向減小到0.8倍左右。

保溫冒口的壁厚：保溫冒口的壁厚是影響補縮效果的重要因素。太薄造型困難，且保溫效果差；太厚對保溫效果影響不大，且增加成本。一般壁厚取冒口直徑的1096~15%，薄不得小于20mm保溫冒口根部砂臺：由于保溫冒口耐火度相對較低，與金屬液接觸面不光潔，去除冒口困難，生產(chǎn)中采用保溫冒口根部用型砂墊高的方法。砂臺高度一般取40mm左右，太低清理困難，太高影響保溫效果。

對于直徑大于400mm的大型冒口，保溫冒口燒損較嚴重，采用內(nèi)部掛石英型砂的方法，厚度10保溫冒口的規(guī)格：為了方便使用和管理，參照鑄鋼分廠常用的冒口尺寸，設(shè)計了下列7種規(guī)格。

保溫曾口常用規(guī)格單位型號底上高現(xiàn)格內(nèi)徑夕卜徑內(nèi)徑外徑1圓2圓3圓4圓1腰2腰2.3保溫冒口使用效果保溫冒口應(yīng)用于沈陽礦山機器鑄鋼分廠，經(jīng)檢驗鑄件全部合格。同時簡化了造型工藝，提高了鑄件質(zhì)量。在現(xiàn)有管理水平下，平均節(jié)約鋼水10%以上，企業(yè)獲得顯著經(jīng)濟效益。

復(fù)合保溫冒口的應(yīng)用根據(jù)熱力學(xué)觀點，明冒口上端傳熱以輻射傳熱為主，約占冒口全部散熱量的40%，冒口側(cè)壁傳熱以傳導(dǎo)傳熱為主，熱損失約占60%.為減少明冒口頂部熱損失，應(yīng)采用暗冒口。如果受工裝限制，應(yīng)采用復(fù)合保溫冒口，即在明冒口頂部采用覆蓋劑。此時，保溫冒口高度方向較普通冒口可縮小到0.7倍，進一步提高了補縮效率。

在鑄鋼錠絕熱板上的應(yīng)用保溫冒口配方經(jīng)適當調(diào)整，用于生產(chǎn)鑄鋼錠絕熱板，使用效果良好。

本文研究的保溫冒口耐火度較高，容重輕，強度高，保溫性好，性能穩(wěn)定。

實際使用保溫冒口時應(yīng)注意：保溫冒口應(yīng)標準化、系列化；宜采用保溫暗冒口和復(fù)合保溫冒口；保溫冒口適當控制壁厚，根部應(yīng)留砂臺；對于直徑大于400mm的大型冒口，內(nèi)部應(yīng)掛高耐火度型砂。