本發明涉及一種鑄件冒口套，具體涉及一種鑄鋼發熱冒口套。

背景技術：

鑄鋼是在凝固過程中不經歷共晶轉變的用于生產鑄件的鐵基合金的總稱。由于鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵，為防止鑄件出現縮孔、縮松缺陷，在鑄造工藝上大都采用冒口、冷鐵和補貼等措施，以實現順序凝固。鑄件的每個熱節部位都必須設置冒口，常規的砂型溢流冒口工藝出品率低，因此，開發一種提高工藝出品率的發熱冒口具有重要的意義。

中國專利CN2905267Y公開了一種復合式保溫發熱冒口套結構，包括保溫冒口套和發熱體，該發熱體位于保溫冒口套內部；其中發熱體為塊狀，固定在保溫冒口套的內部頂端或側壁；發熱體為棒狀，固定在保溫冒口套的內部頂端或側壁；發熱體為筋狀，固定在保溫冒口套的內部頂端或側壁。本發明不會對型砂造成污染，保證鑄件的外觀質量，并減少發熱材料的使用量，降低鑄造生產綜合成本。但是，該專利保溫冒口套結構復雜，制作成本高，而且供熱不均勻，保溫效果差。

中國專利CN103551512B公開了一種發熱冒口套及其制備方法，它要解決現有發熱保溫冒口套存在保溫不良、發熱不足以及作用單一的問題。配方：由石英砂、蛭石、硝酸鉀、氯化鈣、三氧化二鐵粉、石墨粉、鋁粉、鎂粉和改性水玻璃制成。方法：一、稱取原料；二、制備混制好的濕料；三、混制好的濕料填充到模具中，邊填充濕料邊預緊實，然后壓制成型、脫模，即完成。但是，上述專利發熱材料用量大，發熱速度快，熱量傳遞不均勻，而且保溫材料蛭石高溫易膨脹，造成發熱冒口套的變形。

技術實現要素：

為克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種鑄鋼發熱冒口套。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鑄鋼發熱冒口套，所述發熱冒口套兩端均為開口狀，所述發熱冒口套頂端設置頂蓋，所述的頂蓋由覆膜砂制成。

優選地，所述覆膜砂粒徑為30-50目。

優選地，所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂24-30%，空心微珠10-15%，凹凸棒粘土16-23%，鋁粉14-20%，三氧化二鐵粉10-15%，石墨粉5-8%，鎂粉1-3%，硝酸鈉3-6%，氯化鉀2-4%，外加原料總重量10-15%的水玻璃和15-20%的水。

優選地，所述鉻鐵礦砂的粒度為70-140目，Cr₂O₃含量≥45%。

優選地，所述空心微珠粒徑為100-250μm。

優選地，所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長50-200nm，直徑10-25nm。

優選地，所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度均為100-200目。

優選地，所述水玻璃模數為2.4-2.6。

優選地，所述發熱冒口套的制備方法包括以下步驟：

首先將空心微珠、水玻璃和水混合均勻，然后再加入鉻鐵礦砂、三氧化二鐵粉、石墨粉、硝酸鈉、氯化鉀，最后加入凹凸棒粘土、鋁粉和鎂粉，混合均勻，壓制成型，烘干即得。

本發明積極有效益：

1. 本發明發熱冒口套，所述發熱冒口套兩端均為開口狀，所述發熱冒口套頂端設置頂蓋，所述的頂蓋由覆膜砂制成，所述覆膜砂高強度、耐高溫、低膨脹、脫模性好、抗粘砂性好、透氣性好，采用本發明發熱冒口套取代現有技術中的砂型溢流冒口，凝固時間延長，供熱均勻，所得發熱冒口內部無缺陷、無變形、擴張，鑄件表面光潔、外形規整，工藝出品率提高4.6%，降低了生產成本。

2. 本發明覆膜砂粒徑為30-50目，不僅透氣性好，澆鑄順暢，而且熱量不易損失，保溫效果好，提高了產品出品率。

3. 本發明發熱冒口套采用鉻鐵礦砂為耐火骨架材料，鉻鐵礦砂維持了發熱冒口套的結構，耐火度高；采用空心微珠和凹凸棒粘土為保溫材料，空心微珠是一種松散、流動性好的粉體材料，隔音性、阻燃性、電絕緣性好，密度小，吸油率低，凹凸棒粘土呈多孔狀，耐高溫、絕熱、絕緣，空心微珠和凹凸棒粘土合用，對各原料分散性好，保證了發熱材料化學反應的平穩、快速進行，而且SiO₂、Al₂O₃、MgO含量高，減少冒口套熱損失；采用鋁粉、三氧化二鐵粉與石墨粉為發熱材料，石墨粉為可使發熱作用緩和的還原性發熱劑，鋁粉和三氧化二鐵粉發生鋁熱反應而放熱，三者合用發熱量高，熱量傳遞均勻，延長了冒口凝固時間；采用鎂粉、硝酸鈉為點火劑，可使發熱材料燃燒和燒盡，氯化鉀作為燃燒速度調節劑，可以降低燃燒溫度，延長反應時間。本發明發熱冒口套各原料配合使用，點火速度快，燃燒速度慢，發熱溫度高，保溫時間長，可使冒口內金屬液緩慢升溫，熱量在金屬液內均勻傳遞，鋼件澆注時，發熱冒口在162℃石墨粉發生氧化反應，放出熱量，接著在1223℃發生鋁熱反應，使其冒口套內金屬液溫度均勻升高，金屬液凝固時間變長，延長補縮時間，高溫收縮率小，提高了鑄件的致密性，發熱冒口套可耐1700-1800℃，無變形、擴張，鑄件表面光潔、外形規整，成品率高，經濟效益高。

4. 本發明所述鉻鐵礦砂的粒度為70-140目，Cr₂O₃含量≥45%，耐火度高，為保溫冒口套提供穩定的骨架。所述空心微珠粒徑為100-250μm，所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長50-200nm，直徑10-25nm，空心微珠和凹凸棒粘土對各原料分散好，保溫均勻，減少了冒口套熱損失，而且SiO₂、Al₂O₃、MgO含量高，保溫效果好。所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度均為100-200目，分散性好，燃燒充分。所述水玻璃模數為2.4-2.6，對各原料粘結效果好。

5. 本發明發熱冒口套的制備方法簡單，發熱材料石墨粉與鋁粉分批加入，凹凸棒粘土對各原料的分散性好，有利于發熱材料化學反應的平穩、快速進行，溫度緩慢升高，保溫時間長，而且熱量在金屬液中的均勻傳遞。

附圖說明

圖1為本發明實施例1鑄鋼發熱冒口套的結構示意圖之一。

圖2為本發明實施例1鑄鋼發熱冒口套的結構示意圖之二。

圖中：1-發熱冒口套，2-頂蓋。

具體實施方式

下面結合一些具體實施例對本發明進一步說明。

實施例1

參見圖1和圖2，一種鑄鋼發熱冒口套1，所述發熱冒口套1兩端均為開口狀，所述發熱冒口套1頂端設置頂蓋2，所述的頂蓋2由覆膜砂制成。

所述覆膜砂粒徑為40目。

所述發熱冒口套1的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂24%，空心微珠13%，凹凸棒粘土20%，鋁粉15%，三氧化二鐵粉13%，石墨粉5%，鎂粉3%，硝酸鈉4%，氯化鉀3%，外加原料總重量10%的水玻璃和15%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為70目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為100μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長50nm，直徑10nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度分別為140目、100目、120目和140目。

所述水玻璃模數為2.4。

所述發熱冒口套的制備方法包括以下步驟：

首先將空心微珠、水玻璃和水混合均勻，然后再加入鉻鐵礦砂、三氧化二鐵粉、石墨粉、硝酸鈉、氯化鉀，最后加入凹凸棒粘土、鋁粉和鎂粉，混合均勻，壓制成型，烘干即得。

實施例2

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構和制備方法相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為30目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，鉻鐵礦砂25%，空心微珠12%，凹凸棒粘土18%，鋁粉15%，三氧化二鐵粉10%，石墨粉8%，鎂粉2%，硝酸鈉6%，氯化鉀4%，外加原料總重量11%的水玻璃和16%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為80目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為120μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長80nm，直徑15nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度均為120目。

所述水玻璃模數為2.5。

實施例3

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構和制備方法相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為30目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，鉻鐵礦砂26%，空心微珠13%，凹凸棒粘土17%，鋁粉20%，三氧化二鐵粉11%，石墨粉7%，鎂粉1%，硝酸鈉3%，氯化鉀2%，外加原料總重量12%的水玻璃和17%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為100目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為150μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長100nm，直徑20nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度均為100目、120目、170目和100目。

所述水玻璃模數為2.5。

實施例4

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構和制備方法相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為40目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂27%，空心微珠11%，凹凸棒粘土20%，鋁粉15%，三氧化二鐵粉12%，石墨粉6%，鎂粉2%，硝酸鈉4%，氯化鉀3%，外加原料總重量13%的水玻璃和18%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為100目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為200μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長150nm，直徑20nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度均為140目。

所述水玻璃模數為2.6。

實施例5

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構和制備方法相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為50目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂26%，空心微珠12%，凹凸棒粘土23%，鋁粉14%，三氧化二鐵粉13%，石墨粉6%，鎂粉1%，硝酸鈉3%，氯化鉀2%，外加原料總重量14%的水玻璃和19%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為140目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為250μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長200nm，直徑25nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度分別為200目、100目、200目和170目。

所述水玻璃模數為2.4。

實施例6

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構和制備方法相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為40目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂29%，空心微珠15%，凹凸棒粘土17%，鋁粉14%，三氧化二鐵粉11%，石墨粉6%，鎂粉2%，硝酸鈉4%，氯化鉀2%，外加原料總重量14%的水玻璃和20%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為140目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為230μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長200nm，直徑20nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度分別為140目、100目、200目和140目。

所述水玻璃模數為2.6。

實施例7

本實施例鑄鋼發熱冒口套與實施例1鑄鋼發熱冒口套結構相同，不重述，有些不同的是：

所述覆膜砂粒徑為50目。

所述發熱冒口套的原料組成為：按重量百分比計，

鉻鐵礦砂30%，空心微珠10%，凹凸棒粘土16%，鋁粉18%，三氧化二鐵粉15%，石墨粉5%，鎂粉1%，硝酸鈉3%，氯化鉀2%，外加原料總重量15%的水玻璃和20%的水。

所述鉻鐵礦砂的粒度為80目，Cr₂O₃含量≥45%。

所述空心微珠粒徑為210μm。

所述凹凸棒粘土呈纖維狀，單晶晶體長150nm，直徑15nm。

所述鋁粉、三氧化二鐵粉、石墨粉和鎂粉的粒度分別為140目、200目、200目和140目。

所述水玻璃模數為2.5。

應用試驗

原有砂型溢流冒口進行澆注，原有砂型溢流冒口尺寸為：內直徑28mm，外直徑45mm，高180mm，砂型溢流冒口套的耐火度為1600-1700℃，澆注溫度1570-1620℃，2016年4月20日，共測定112箱記錄平均值，沒有發熱峰值，凝固時間306s，砂型溢流冒口發生輕微變形，鑄鋼Cr₂₆Ni₁₄Nb₂材質鑄件表面光潔、外形規整，砂型溢流冒口為3.94kg，鑄件單重5.32kg，一箱兩件總重37kg，出品率28.76%。

將本發明實施例4發熱冒口套進行澆注，發熱冒口套尺寸為：底部外直徑62.5mm，底部內直徑42.5mm，壁厚10mm，高71.5mm，頂部外直徑58mm，頂蓋的尺寸為直徑58mm，厚度10mm，發熱冒口套的耐火度為1700-1800℃，澆注溫度1570-1620℃，2016年5月9日到2016年6月10日，共測定109箱記錄平均值，發熱峰值溫度1600℃，凝固時間310s，發熱冒口套無變形、擴張，鑄鋼Cr₂₆Ni₁₄Nb₂材質鑄件表面光潔、外形規整，發熱冒口為1.38kg，鑄件單重5.32kg，一箱兩件總重31.88kg，工藝出品率33.38%，工藝出品率高，相比較于原有的砂型溢流冒口，工藝出品率提高4.6%，降低了生產成本。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。