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FEEDER AND INGATING MANUAL
铸钢件浇冒口系统设计手册
1.0 Solidification Time and Modulus of Steel Castings1.1Ideal Pouring Conditions Discussion 1.2Shape Factor Discussion 形状因数2.1Calculation of Feeding Distance 补缩距离计算2.2Calculation of the Solidification End Zone in Hollow Castings3.0 Modulus Calculation in Practice模数计算3.1.1 Modulus Calculation for Infinite Bars, Rings and Cylinders3.1.2 Modulus Calculation for Geometrical Bodies 3.2Modulus Determination of Junctions 3.2.1 Modulus Reduction through Ribs 3.3Non-Cooling Surfaces and Lengths 3.4Superheated Cores and Mould Areas 3.4.1Sand Superheating between Two Parallel Steel Walls3.4.2 Sand Superheating in Tubes and Rings 3.4.3 Sphere with Internal Core 4.0 Directional Solidification 顺序凝固4.1Directional Solidification in Practice 4.1.1 Modulus Enlargement of Cross Sections 4.1.2 Modulus Enlargement of Junctions 4.2Modulus Reduction with Chills 使用冷铁减小模数4.2.1 Directly Inserted Chills 直接放冷铁4.2.2 Extension of the Feeding Distance through Chills 4.2.3 Chills Under Sand 挂砂放冷铁5.0 Feeder Calculation 冒口计算5.2.1 Shrinkage Volume as a Function of Carbon Content 5.2.2 Effect of Various Elements on Shrinkage Volume 5.2.3 Tabulated Feeder Volumes from Wlowader 5.2.4 Calculation of Maximum Feedable Casting Weight 5.4Deep Seated Closed Feeders (Blind Feeders)暗冒口5.4.1 Effect on Top Feeders 顶冒口的影响5.4.2 Designing the Bottom Feeder 底冒口设计5.6Correction of Feeder Calculation 冒口计算的纠正5.6.1 Influence of the Ingate 内浇口的影响5.6.2 Influence of Pouring Time 浇注时间的影响6.0 Ingate System for Steel Castings when using Bottom Pour Ladles6.1Ladle Characteristics 浇包特性6.2Time of Emptying Bottom Pour Ladles 6.4.1 Dependance on Cast Weight6.4.2 Dependence on Steel Temperature Loss6.4.3 Dependency on Critical Rising Speed in the Mould6.6.3 Layout of Runner System 横浇道分布1.0铸钢件的凝固时间和模数
N. Chvorinov (1940)是第一位将数学方法计算引入铸钢件生产技术中的学者，他提出了铸钢件的凝固时间的计算公式，公式如下：
当计算的截面至少在一个方向是无限长的时候，能够将公式简化如下：
凝固时间的计算公式如下：
凝固时间T（分钟）= M2 x K （公式2）
M是模数，K是一个常数，其受造型材料、合金种类和过热温度的影响。对于在过热度为60oC，型砂为硅砂的铸钢件来说，k值大约为2。表1是一个例子（表明K值的如何变化及其对凝固时间和模数的影响）。
1967年，Robert Wlodawe根据自己的测量及一些相关的文献，给出了下面的等式，此公式表明了铸件温度和造型材料的影响。
凝固时间 (分钟) = M2 x Q1.8 x H (公式3）
Q是熔化和过热钢水所需要的热量（单位为cal/g 或kcal/kg），H是造型材常数（由造型材料和温度决定）在一定的时间间隔（t）后，计算一块板的凝固层厚度，Chvorinov提出了下面的公式
K是一个常数，受造型材料及测量单位影响。例如，在干砂造型的无限长的板状铸件，K值如下：
下面的图1显示了K值受每立方厘米造型材料比热和凝固温度影响的情况。对于铸钢件来说，凝固温度大约为1480oC，树脂粘结剂砂H=0.00083,使用陶瓷粘结的保温材料，Wlodawer测量后得值为H = 0.0021.
图1
1.1理想的浇注条件
R. Wlodawer先生进行的所有的计算都是基于下面的情况：理想的浇注条件，高的流速，对造型区域的预热，但是没有考虑型砂量小或者浇注时间短这两方面因素。下面的表格表明了K值（公式2中）随着钢水的过热度的变化以及这些值对冒口计算（将在第5章中叙述）的影响。
表1
1.2形状因数
1975年，J.Jamar先生指出了Chvorinov和Wlodawer的计算方法也受到形状的影响，以一个立方体为例，其比具有相同几何模数的球的凝固时间要长35%。
模数的概念源于傅里叶方程一维形式，几何模数仅完整的描述了热流垂直冷却面的铸件凝固（例如，无限长的板状铸件，无限长的圆柱体或者球）
基于此原因，如果要计算真实的凝固时间，几何模数必须乘以一个系数。如果铸件的形状从一个位置到另外一个位置变化，即形状比较复杂,例如，从立方体到杆再到板状，Jamar先生提出的理论必须被考虑进去。
