保温帽
保温帽是安置在锭模上的框形保温装冠。主要组成部分为耐火材料。保持纲液缓慢冷却,使缩孔集中帽内,以获得致密的钢锭。当浇满时,常向帽内加入发热剂(硅铁粉、木炭粉、铝粉等混合物)、保温粉(火砖粉、白渣粉等),或采用电弧加热等措施,以加强保温的作用。[1]
用于镇静钢钢锭头部钢水绝热保温的铸锭设备。它的作用是使帽口部分的钢水较长时间保持液态,以便对钢锭锭身的钢水在凝固过程的体积收缩作不断补充,使最终缩孔位于帽口线以上,保证锭身组织致密不出现缩孔和疏松,达到减少钢锭缺陷和开坯切头损失的目的。保温帽一般由铸铁外壳和耐火材料内衬所组成。 按安放方式保温帽可分为固定式和浮游式两类。前者适用于轧制钢锭,保温帽平稳地摆放在钢锭模上口之上;后者适用于锻造钢锭,可以通过调整保温帽耳轴下面支柱高度,浇注不同重量的钢锭,达到一模多用。同时,注毕后去掉支柱,保温帽能随钢锭冷凝收缩自由下落,不致使钢锭因悬挂产生横裂纹。按内衬耐火材料性质分,有黏土砖、轻质黏土砖、煤渣砖及绝热板等多种。绝热板为20世纪70年代开发应用的新型帽口绝热保温材料,由于其热容量小和导热率λ极低(1000℃时λ≤0.45W/(m·K))使帽部容积与钢锭总容积之比(即帽容比)可由传统黏土砖保温帽的16%~20%降低至10%~14%。用上小下大敞口钢锭模浇注镇静钢时,将绝热板钉挂或镶砌于钢锭模上口一定高度的内壁上;用传统的上大下小钢锭模浇注镇静钢时,绝热板直接镶砌在保温帽铁壳内,也有的直接镶砌在钢锭模上口内壁。此时因帽口高度明显降低,需设计带豁口的钢锭模,以保证脱模吊车的夹钳能够夹住钢锭头部,顺利脱模。
黏土砖衬保温帽可以多次使用,安放时要平稳对中,每次用后表面要涂耐火泥并加热烘烤、干燥。绝热板衬只能一次性使用,通常在铸车列型之后钉挂或镶砌绝热板。绝热板应干燥,外形应规则完整。 [2] 为了保证保温帽的有效保温补缩效果,保温帽必须具备合理的结构参数:帽容比、断面形状、肩宽、锥度和转角半径等。 (1)帽容比。保温帽内腔容积与钢锭总容积之比。保温帽容积要保证容纳足够的未凝钢水来补充钢锭本体的凝固收缩。保温帽内衬的绝热保温性质愈好,帽容比可以愈小。一般来说,黏土砖衬保温帽的帽容比为16%~20%,用煤渣砖衬时为12%~16%;用绝热板衬时为10%~14%。小钢锭及质量要求高或收缩率大的钢种取上限,反之取下限。 (2)断面形状及肩宽。保温帽内腔形状通常为正截锥形。钢锭模上口内边长与保温帽下口内边长之差称保温帽肩宽。一般肩宽为20~50mm,大钢锭取上限。 (3)锥度。为减少钢水表面的热损失,降低金属消耗和便于脱帽,保温帽锥度一般取10%~15%。 (4)转角半径。加大保温帽的转角半径,有利于减少热损失,增加补缩效果。保温帽的转角上部较大,下部较小,逐渐过渡到钢锭模内口的形状。