現(xiàn)在，保溫冒口已在鑄鋼工藝上廣泛應(yīng)用。但當(dāng)冒口較大、超過(guò)現(xiàn)有保溫冒口成品規(guī)格，或冒口形狀非標(biāo)準(zhǔn)，而用量又少時(shí)，則無(wú)法采用保溫冒口。經(jīng)試驗(yàn)，將目前某些輕質(zhì)保溫磚產(chǎn)品作鑄鋼大冒口的保溫套，亦可起到保溫冒口作用，從而提高工藝出品率，降低鋼水消耗。
一、保溫磚的性能
從保溫冒口的作用原理可知，凡導(dǎo)熱系數(shù)(γ)和蓄熱系數(shù)(b)低于砂型的材料，都選作為冒口的保溫襯料。
從表可知，輕質(zhì)保溫磚和硅藻土磚的γ和b值均遠(yuǎn)小于砂型，與成型保溫冒口套相近。
進(jìn)一步分析冒口作用，可將冒口沿高度分成三部份
h上，約h/10高，主要起靜壓頭和容納補(bǔ)充液態(tài)收縮鋼水的作用。鋼水停留時(shí)間短，受冒口套材料影響不大。h中，約為5/10~7/10h，是儲(chǔ)存補(bǔ)縮用銦水的主要容積，鋼水凝固時(shí)間長(zhǎng)，受冒口套材料影響最大，保溫性愈髙愈好。
h下，約占2/10~3/10h，是冒口安全量，鋼水凝固時(shí)間與鑄件相近。且與儔件形成接觸熱節(jié)，因此該段不要求冒口套保溫性好，但耐火度應(yīng)高。
根據(jù)上述分析，對(duì)于大規(guī)格冒口，如果在h中部位采用保溫磚圍成冒口，完全可起到保溫緩冷作用。此時(shí)，保溫磚相當(dāng)于砌塊式保溫冒口套的最小單元體。
根鋸保溫冒口設(shè)計(jì)要求，保溫層厚度& =10~15%D保，D保——保溫冒口直徑，如D保>300mm，則&=30~45mm。目前標(biāo)準(zhǔn)保溫磚厚度為60~65mm可滿足保溫層厚度要求。
二，保溫磚選擇
目前輕質(zhì)保溫磚產(chǎn)品有多種，性能相差很大。用作冒口材料時(shí)。除具有低γ和低b 外，還應(yīng)滿足下述要求：
① 與鑄鋼相適應(yīng)的耐火度;
② 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，造型方便;
③ 澆注時(shí)性能穩(wěn)定，不發(fā)氣，不粘砂，清理方便。
經(jīng)過(guò)分析和多種同秀磚對(duì)比試驗(yàn)。江蘇某地生產(chǎn)的輕質(zhì)保溫磚可滿足上述要求。表2為該磚與其他材料的比較。
由表2可知，硅藻土磚耐火度低，泡沬高鋁磚抗壓強(qiáng)度低，均不宜采用。
將所選擇輕質(zhì)保溫磚進(jìn)行實(shí)際澆注試驗(yàn)表明，造型不易損壞，且與鑄型結(jié)合牢固。澆注時(shí)鋼水充填平穩(wěn)，磚面穩(wěn)定，不嗆火，不發(fā)氣，不變形。澆注后磚不與冒口澆結(jié)，僅磚內(nèi)表面約10—20mm深變成黑灰色渣狀物，呈塊狀脫落，容易清理，優(yōu)于空微冒口和硅纖冒口。
三、保溫磚冒口的實(shí)際應(yīng)用
主要用于起過(guò)現(xiàn)有保溫冒口成品規(guī)格的大型冒口上。造型時(shí)，先在冒口模根部墊砂緊實(shí)80—100mm高，然后沿冒 口模四周立放保溫磚。磚間及外側(cè)用型砂填充緊實(shí)，如必要，可將磚側(cè)接觸面修(或鋸)出一定斜皮，以適應(yīng)特定的冒口形狀�？芍苯悠凑�。
例一、油缸下段。鑄鋼，毛重2900kg，內(nèi)孔為活塞工作面，工作壓力315bar，要求材質(zhì)作超聲波探傷檢查。粗如工后與上段焊成整體，試壓因材質(zhì)要求高，應(yīng)采用立澆充分補(bǔ)縮，不宜使用內(nèi)冷跌。該件壁厚而孔小，應(yīng)避免泥芯過(guò)長(zhǎng)，增加出芯困難；不宜采用環(huán)形冒口。工藝確定用腰明冒口兩個(gè)。
計(jì)算得鑄件模數(shù)M3=9.6cm
如選普通冒口。需腰明冒口400X600X750mm兩個(gè)，冒口重gt=2xl600=3200kg，出品率n=0.48太低。
若選保溫冒口確定為：腰暗保溫冒口380X570X490mm或400x600x520mm兩個(gè)，因用量少，不可能專門定貨。因此，采用保溫磚作冒口，確定規(guī)格為腰明冒口360X540X700mm兩個(gè)。冒口重g3=2x1250=2500 kg，出品率n= 0.54。保溫磚為標(biāo)準(zhǔn)型T3(230x113x65mm)，立放兩層，磚總高460—470mm，共用磚48塊。
不放保溫磚的鑄件、冒口根部有縮孔殘留。放置保溫冒口后，鑄件補(bǔ)縮良好，加工時(shí)于鑄件內(nèi)孔對(duì)應(yīng)冒口部位加工量深達(dá)70~80mm，未發(fā)現(xiàn)收縮缺陷。
例二、滑塊本體(圖4)坯重6000kg，鑄鋼。
根據(jù)該件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定放兩種明冒口共3只。導(dǎo)軌處2冒口用普通腰明360x540x800mm兩個(gè)，重g1=2x1400kg。熱節(jié)T處冒口，如用普通砂型，計(jì)算需圓明冒口740x960mm，重g2=3200kg，出品率n=0.5。
實(shí)際采用保溫磚圓明冒口為550x 800mm重g= 1500kg。方法叼例一，共用磚30塊。為調(diào)整凝固順序。另在T2、T2處分別放骨架內(nèi)冷鐵，重量分別為31kg和28kg，實(shí)得工藝出品率為n=0.58。
冒口不放保溫磚時(shí)，鑄件有嚴(yán)重縮孔殘留。使用保溫磚后，縮孔消除。
四、保溫磚的作用
試驗(yàn)及應(yīng)用時(shí)對(duì)冒口凝固進(jìn)行了觀察記錄，并進(jìn)行解剖對(duì)比，表明保溫磚有兩方面 作用：
① 延長(zhǎng)冒口凝固時(shí)間：用腰明冒口360x540x700mm作對(duì)比，砂型冒口凝固時(shí)間為1.5~2.0h，保溫磚冒口為3.5h以上。實(shí)際鑄造生產(chǎn)時(shí)，也證明這一結(jié)果。而且，冒口愈大，凝固時(shí)間相差愈大。
② 改變冒口內(nèi)縮孔形狀：由于�？蚀u的保溫作用，改變了冒口內(nèi)凝固期溫度場(chǎng)和凝固等溫層的分布狀態(tài)，因而改變了最終形成的縮孔形狀。圖5為普通冒口與保溫冒口中縮孔形狀對(duì)比。圖6為普通冒口與保溫磚冒口中縮孔形狀對(duì)比。由圖可見(jiàn)，保溫磚冒口中縮孔形狀雖不如保溫冒口那樣集中，但已由普通冒口中的倒錐形變成底部平緩的盆形，縮孔的下端無(wú)細(xì)長(zhǎng)的縮管及斷續(xù)的另散縮孔，縮孔總深度比普通冒口淺1/3以上，冒口安全高度増加。
因此，采用保溫磚可使冒口高度降低，規(guī)格減小。如在普通冒口外加放'保溫磚，可使冒口補(bǔ)縮更可靠。
五、經(jīng)濟(jì)效果分析：
采甩保溫磚冒口，可使工藝出品率提高5~10%。由于保溫磚系標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，價(jià)格較低，冒口村料成本與成型保溫冒口套相近;然而損耗少，而節(jié)省的鋼水約為保溫冒口的1/3〜2/3，因此具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值a。
表3為兩種鑄件使用保溫磚冒口的效果分折。
保溫冒口成本1200元/噸，保溫磚成本約1.3約元/塊。由表3可知，每投入保溫磚費(fèi)用1元，可省鋼水10—40kg。如消耗鋼水成本按400元/噸計(jì)，則投入與收益比為1：4~1：16。
六、保溫磚冒口使用特點(diǎn)：
① 可適用于各種規(guī)格及形狀的大冒口、冒口愈大，效果愈佳。
② 使用方便，通用性強(qiáng)，尤其適于單件小批生產(chǎn)。
③ 不受干，濕型限制，不受烘干溫度影響。
④ 澆注時(shí)無(wú)氣、無(wú)害、鋼水充填平穩(wěn)。
⑤ 冒口表面光潔，清理容易。
⑥ 運(yùn)輸、存放方便、損失小。
⑦ 造型操作工作量略有增加，但不易損壞，對(duì)緊實(shí)技巧要求低。
將保溫磚用作鑄鋼大冒口，只是初步工作。冒口規(guī)格的選定尚較保守。實(shí)用結(jié)果表明。只要保溫磚選擇適當(dāng)，在一定程度上，可以替代保溫冒口套，取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。