熔鑄耐火材料制品冒口是只為避免制品出現(xiàn)缺陷而附加在制品上方或側(cè)面的補(bǔ)充部分。砂型中冒口的型腔是存貯熔液的空腔，在熔鑄耐火材料制品形成時(shí)補(bǔ)給熔液，有防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。冒口的主要作用是補(bǔ)縮，并在澆鑄時(shí)作為重要的排氣孔通道。冒口材質(zhì)、冒口位置、冒口形狀直接與熔鑄耐火材料的澆鑄工藝方法相關(guān)聯(lián)，冒口是熔鑄耐火材料的澆鑄工藝重要組成部分。
　　熔鑄耐火材料制品的冒口按材質(zhì)分有砂型冒口、鑄鐵冒口、石墨冒口等，主要是用砂型冒口;按澆鑄工藝方法分普通澆鑄PT、傾斜澆鑄QX、準(zhǔn)無縮孔澆鑄ZWS、無縮孔澆鑄WS冒口。
　　提高冒口的補(bǔ)縮效率，意味著在保證熔鑄耐火材料制品無或少縮孔、縮松，滿足熔鑄耐火材料制品質(zhì)量要求的情況下，采用各種有效的工藝措施，減少冒口的尺寸和數(shù)量，節(jié)約熔液以節(jié)約制造成本，從而可以提高熔鑄耐火材料制品的合格率和生產(chǎn)效益。
　　冒口補(bǔ)縮原理
　　1.1冒口補(bǔ)縮的基本條件
　　(1)凝固時(shí)間：冒口凝固時(shí)間應(yīng)大于或等于鑄件(被補(bǔ)縮部分)的凝固時(shí)間;
　　(2)補(bǔ)縮液量：冒口應(yīng)有足夠的熔液補(bǔ)充鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮;
　　(3)補(bǔ)縮通道：在凝固期間，冒口和鑄件被補(bǔ)縮部位之間存在液體流動(dòng)的補(bǔ)縮通道，擴(kuò)張角朝向冒口。
　　實(shí)現(xiàn)順序凝固補(bǔ)縮，還要考慮冒口位置的選擇，冒口有效補(bǔ)縮距離是否足夠，并合理利用補(bǔ)貼和冷鐵的作用，以強(qiáng)化冒口補(bǔ)縮效果。
　　1.2冒口補(bǔ)縮原理
　　一般設(shè)計(jì)部門在熔鑄耐火材料制品已經(jīng)設(shè)計(jì)冒口位置。原則上，在熔鑄耐火材料制品鑄件厚壁處和熱節(jié)部位(即鑄件上熱量集中，內(nèi)接圓直徑較大的部位)設(shè)置冒口，是防止縮孔、縮松的有效措施。冒口的尺寸應(yīng)保證冒口比其要補(bǔ)縮的部位凝固得晚，并有足夠的熔液供給。采用“順序凝固原則”，在制品上建立一個(gè)從遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口處向冒口方向順序地凝固，即遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。
　　冒口的設(shè)計(jì)
　　熔鑄耐火材料制品冒口尺寸主要指它的根部寬度和高度，如圖1所示。冒口尺寸過大，雖然能滿足制品補(bǔ)縮要求，但是增加制品成本;尺寸過小，制品會(huì)產(chǎn)生縮松和縮孔。因此，正確地確定冒口的尺寸，對(duì)于提高制品質(zhì)量和降低成本，具有重要意義。
　　2.1確定冒口的安放位置和冒口數(shù)量
　　熔鑄耐火材料PT、QX、制品冒口的位置，設(shè)計(jì)單位已經(jīng)在圖紙上確定。冒口位置的合ZWS理性，直接影響冒口的補(bǔ)縮效率和制品的質(zhì)量。確定冒口位置時(shí)，應(yīng)遵循的基本原則：
　　(1)符合定向凝固的原則，冒口應(yīng)盡量放在制品補(bǔ)縮位置的上方或最后凝固的熱節(jié)上;
　　(2)放在制品的最高最厚處，以便利用冒口內(nèi)熔液重力進(jìn)行補(bǔ)縮;
　　(3)冒口盡可能放在加工面或粗加工面，減少精加工量;
　　(4)根據(jù)冒口的有效補(bǔ)縮距離、補(bǔ)縮區(qū)域的大小和熱節(jié)，可以分別設(shè)置冒口;
　　(5)制品應(yīng)力集中處，不應(yīng)安放冒口，否則增加應(yīng)力集中傾向，使制品產(chǎn)生裂紋。
　　2.2確定冒口的尺寸
　　基于操作的簡(jiǎn)單化和制造成本的考量，由于熔鑄耐火材料制品多是長(zhǎng)方體或板狀體，其冒口形狀多采用長(zhǎng)方體或正棱臺(tái)型。經(jīng)驗(yàn)表明，AZS制品的體收縮率多為12%～15%，高鋁制品達(dá)30%。
　　熔鑄耐火材料PT、QX、ZWS直型制品遵循比例法和補(bǔ)縮液量法，通常根據(jù)制品的尺寸(a×b×c)，加上加工余量和制品的收縮率作圖，直接測(cè)量計(jì)算出方型冒口的長(zhǎng)(a+m)寬(b+m)高(h)尺寸即冒口尺寸，m為常數(shù)。
　　熔鑄耐火材料PT、QX、ZWS異型制品則根據(jù)形狀，參考鑄造行業(yè)鑄造件模數(shù)法，簡(jiǎn)單幾何形狀、模數(shù)的計(jì)算見表1，計(jì)算鑄件模數(shù)和冒口模數(shù)，再在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)冒口表格中查出所需冒口的具體尺寸。
　　提高冒口補(bǔ)縮效率的途徑
　　熔鑄耐火材料制品鑄件冒口為明頂冒口，與大氣壓相通，所以，根據(jù)熔鑄耐火材料熔液凝固時(shí)間短的特點(diǎn)，提高冒口補(bǔ)縮效率的主要途徑為采用自然壓力冒口、發(fā)熱保溫冒口及控制冒口內(nèi)熔液凝固的各種工藝措施。
　　3.1合理加高冒口，提高冒口內(nèi)熔液的補(bǔ)縮壓力
　　采用自然壓力冒口以及鋼釬上下?lián)v冒口的操作來實(shí)現(xiàn)。澆注后，冒口表面結(jié)殼，外界大氣壓力作用在冒口內(nèi)部熔液液面上，形成由大氣壓力和冒口液柱重力共同作用的補(bǔ)縮壓力，增強(qiáng)了補(bǔ)縮效果。在鑄型冒口澆滿后，用鋼釬上下?lián)v動(dòng)其中的熔液表面，避免冒口頂面過早凝固結(jié)殼，使大氣壓力長(zhǎng)時(shí)間作用在冒口的熔液液面上，加大大氣壓力冒口的補(bǔ)縮效果。
　　3.2采用發(fā)熱冒口，延長(zhǎng)冒口的凝固時(shí)間
　　延長(zhǎng)冒口的凝固時(shí)間方法：冒口上撒保溫劑、發(fā)熱劑，采用發(fā)熱冒口、保溫冒口、電弧加熱冒口等。
　　普通冒口凝固較快，冒口中凝固較早的熔液不具補(bǔ)縮作用。為改善冒口的補(bǔ)縮條件和提高其補(bǔ)縮效率，可采用發(fā)熱冒口。冒口上覆蓋發(fā)熱劑，或鑄型上安裝用發(fā)熱及保溫材料做成的，其內(nèi)壁與冒口部分外形相同的套的冒口為發(fā)熱冒口。由于發(fā)熱材料的放熱反應(yīng)，延緩了冒口的凝固速度，從而使冒口內(nèi)熔液利用率顯著提高。如圖2所示。
　　發(fā)熱冒口的發(fā)熱套根部有10～40mm的普通砂圈，以防發(fā)熱套直接與熔液接觸產(chǎn)生粘砂及增碳等缺陷。采用發(fā)熱冒口時(shí)，鑄型澆滿后應(yīng)在冒口頂面撒發(fā)熱保溫劑，防止冒口散熱過快。發(fā)熱冒口套由發(fā)熱劑、保溫劑和粘結(jié)劑等組成。
　　(1)發(fā)熱劑在某溫度條件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)能放出熱量的混合料。發(fā)熱冒口套用的發(fā)熱劑一般由鋁粉、硅鐵粉、氧化鐵粉等材料組成。鋁粉和氧化鐵粉的混合物叫鋁熱劑。在熔液的熱作用下，發(fā)熱劑的溫度1250℃時(shí)，鋁和硅被激烈地氧化而放出大量的熱量。其化學(xué)反應(yīng)如下：
　　反應(yīng)生成物的溫度可達(dá)到3000℃以上，冒口中的熔液被劇烈加熱、升溫，然后緩慢冷卻，延長(zhǎng)了冒口熔液的凝固時(shí)間，大大提高補(bǔ)縮效率。鋁熱劑發(fā)熱量大，反應(yīng)迅速，作用時(shí)間短;硅鐵粉發(fā)熱少，作用緩慢，有利于延長(zhǎng)作用時(shí)間。發(fā)熱劑需要加熱到1250℃以上才起反應(yīng)，對(duì)熔鑄耐火材料制品冒口來說非常容易達(dá)到。
　　(2)保溫劑熔鑄耐火材料制品常用的保溫材料有膨脹珍珠巖、蛭石、大孔陶粒、輕質(zhì)保溫磚和經(jīng)高溫使用過的、破碎的廢型砂(石英質(zhì))等，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表明，采用經(jīng)高溫使用過的、破碎的廢型砂和輕質(zhì)保溫磚是比較經(jīng)濟(jì)、可行的。其作用是延長(zhǎng)發(fā)熱劑的放熱時(shí)間和保溫。
　　(3)粘結(jié)劑常用水玻璃、膨潤(rùn)土、礬土水泥和酚醛樹脂等發(fā)熱冒口的補(bǔ)縮效率比普通冒口高，制品合格率可達(dá)85%～90%。操作簡(jiǎn)單、易于控制、安全可靠，可普遍用于大型QX、ZWS、WS熔鑄耐火材料制品的生產(chǎn)中。其它加熱冒口有電熱補(bǔ)縮冒口，它是將一個(gè)石墨電極設(shè)置在冒口底部，另一個(gè)可調(diào)高度的電極穿過耐火材料保護(hù)蓋，吊在冒口頂部，在冒口內(nèi)熔液面與石墨電極間引弧加熱，使冒口保持熔融狀態(tài)，保證冒口對(duì)熔鑄耐火材料制品的充分補(bǔ)縮。
　　3.3實(shí)行二次補(bǔ)澆鑄，增加冒口熱能
　　自然壓力冒口澆注后，冒口表面結(jié)殼，用鋼釬上下?lián)v動(dòng)其中的熔液表面，如此重復(fù)多次，經(jīng)過一定時(shí)間，最后打完冒口后再補(bǔ)澆熔液，這樣也大大提高冒口的補(bǔ)縮效果。二次補(bǔ)澆其實(shí)不僅是補(bǔ)澆熔液而是補(bǔ)澆熔液來增加冒口熱能，所以，其作用同發(fā)熱冒口作用。實(shí)際上，在70～80min內(nèi)進(jìn)行熱熔液補(bǔ)澆，可以制得容重為3.7g/m3以上的AZS33WS磚。
　　3.4控制制品鑄件保溫工藝，增長(zhǎng)冒口補(bǔ)縮距離
　　如合理使用補(bǔ)貼、冷鐵，能使冒口的補(bǔ)縮距離增長(zhǎng)，從而可使冒口的數(shù)量減少。熔液通過口進(jìn)入型腔，能使冒口造型材料被大量流過的熔液預(yù)熱，使冒口內(nèi)熔液的溫度較高，從而降低冒口的凝固速度，使冒口的補(bǔ)縮效率得到提高。
　　結(jié)語
　　澆鑄冒口是澆鑄工藝的重要組成部分。提高熔鑄耐火材料制品冒口補(bǔ)縮效率途徑有：合理加高冒口，提高冒口內(nèi)熔液的補(bǔ)縮壓力;采用發(fā)熱冒口，延長(zhǎng)冒口的凝固時(shí)間;實(shí)行二次補(bǔ)澆鑄，增加冒口熱能;控制制品保溫工藝，增長(zhǎng)冒口補(bǔ)縮距離。通過以上途徑，可以獲得高合格率，并可降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)顯著。