Función de los bebederos y enfriadores de colada en las piezas de hierro dúctil y precauciones durante el diseño

Es bien sabido que la calidad de las piezas de hierro dúctil no solo depende de los materiales y procesos utilizados, sino que también se ve profundamente afectada por el diseño de sus conductos ascendentes y enfriadores. Un buen diseño no solo reduce la cantidad de conductos ascendentes y mejora la calidad de las piezas de hierro dúctil, sino que también reduce directamente los costos de producción y genera beneficios económicos. Por lo tanto, para lograr estos efectos, es fundamental comprender el papel de los conductos ascendentes y enfriadores, así como los aspectos que deben considerarse durante el proceso de diseño.

El papel de los bebederos y enfriadores de fundición

En el proceso de conformado por fundición, se debe suministrar metal líquido que compense los cambios de volumen para evitar defectos de contracción en la pieza fundida.

El papel de los bebederos y enfriadores de fundición

1) Acelerar la velocidad de enfriamiento de la sección caliente de la pieza fundida, de modo que la pieza tienda a solidificarse al mismo tiempo, lo que contribuye a prevenir deformaciones o grietas en la pieza fundida y puede reducir la segregación.

2) Al utilizarse junto con mazarotas, se acelera el enfriamiento de zonas específicas de las piezas fundidas, se fortalecen las condiciones para la solidificación secuencial y se facilita la compensación de la contracción de las mazarotas, así como la ampliación de su rango de compensación. Esto no solo ayuda a prevenir la contracción y los defectos derivados de ella, sino que también puede reducir el número o el volumen de mazarotas y la pendiente de la compensación de la contracción, mejorando así el rendimiento del proceso de fundición de hierro dúctil.

3) Acelerar la velocidad de enfriamiento de ciertas partes especiales de las piezas fundidas, con el fin de lograr el objetivo de mejorar la dureza superficial y la resistencia al desgaste de las piezas fundidas y refinar la estructura de la matriz.

4) Coloque refrigeradores en lugares donde sea difícil colocar elevadores o donde los elevadores no sean fáciles de compensar la contracción, para reducir o prevenir la contracción y la contracción.

5) En el caso del hierro dúctil, el uso de crisoles para el enfriamiento puede aumentar el gradiente de temperatura en la superficie o en el centro de la pieza fundida, lo cual es beneficioso para mejorar la utilización de la expansión de grafitización y mejorar el efecto de compensación de la contracción de las mazarotas.

El modo de solidificación del hierro dúctil es la solidificación en pasta. Al diseñar, consideramos este modo de solidificación y realizamos simulaciones para verificar la corrección del proceso. Al considerar el proceso completo, debemos integrar el bebedero y el enfriador. Por lo tanto, en el diseño del enfriador y el bebedero, debemos prestar atención a los siguientes aspectos:

El bebedero debe ser capaz de suministrar suficiente hierro fundido para compensar la contracción.

El elevador debe ser funcional: el elevador ciego debe tener núcleo Williams y ojo de aire, y el elevador abierto debe tener una funda calefactora.

El bebedero tiene una distancia de alimentación por contracción determinada, que depende del espesor de la pared y de la calidad metalúrgica del hierro fundido. Esta distancia puede ser: distancia de alimentación por contracción horizontal: de 10 a 2 veces el espesor de la sección; distancia de alimentación por contracción vertical: de 15 a 4 veces el espesor de la sección.

Es importante tener en cuenta que el hierro dúctil forma una capa sólida al entrar en contacto con el molde. Esta capa (de 2 a 3 mm) es más importante para piezas de paredes delgadas que para piezas de paredes gruesas.

El enfriamiento nunca podrá compensar la contracción del hierro fundido; simplemente transferirá esta contracción a otras áreas.

El efecto máximo del enfriamiento es: la mitad de su espesor o la mitad del espesor de la pared, lo que sea menor.

La sección que se enfría reduce la distancia de alimentación por contracción del bebedero. La parte circundante del bebedero no se puede enfriar. Cuanto más cerca del bebedero, menor es el espesor del enfriamiento.

En todo el proceso de diseño, debemos tener presente y disipar el malentendido: el enfriamiento rápido solo reduce el módulo de elasticidad de la pieza fundida y no compensa la contracción. Actualmente, muchas personas creen erróneamente que el enfriamiento rápido puede solucionar la contracción e incluso eliminarla por completo. En realidad, el enfriamiento rápido reduce el módulo de elasticidad de la pieza de hierro dúctil en esa zona, y la contracción se propaga a otras partes.