配合料在电弧炉中经过熔化和精炼阶段后达到浇铸标准以后，将将熔融液由电炉直接浇入铸型的操作过程称为浇铸。此过程虽然短暂，但每一步都关系到最后产品的质量，是一个复杂的工艺阶段。这里只介绍一下我国熔铸耐火砖常用的几种方法：

　　1.浇铸的方法

　　1.1普通浇铸法(代号：中国PT，康宁、旭、东芝RC，西普RN):铸件采用普通的冒口浇铸，并在热态时铲除冒口，其断面分为两个部分，一部分先固化，结晶细密，该区占铸件厚度的40%-50%，另一部分后固化，存在缩孔和粗大结晶。用这种方法浇铸的砖价格较低，多用于窑的上部结构，澄清池壁等处。

　　1.2倾斜浇铸法(代号：中国QX，康宁TA、旭TC、东芝TCL，西普RO):倾斜浇铸法是在浇铸之前将铸型造成一个角度，并将冒口放到铸型的一端进行浇铸，这样既能在T部得到一个致密区，又可利用普通模具在T方向上得到较高的精确度。所以用这种铸件砌筑池壁时，便可利用它的高度。

　　1.3无缩孔浇铸(代号：中国WS，康宁VF、旭VF、东芝DCL，浇铸，将缩孔集中在某一区域内，退火后用金刚石锯把他切除，剩余的有用部分成分均匀，组织致密，其平均体积密度接近理论密度;另一种是切割铸腿法：从减少切割面积出发，将铸件浇铸成“L”型，使缩孔的绝大部分集中在“L”较小的腿上，此腿体积占铸件总体积的60%，整个铸件在退火时一直埋在保温材料里，并保持倾斜以促使缩孔向腿上集中。这种工艺由于切割代价高-金刚石锯切割费用一般都高于铸件本体的价格，顾只有在个别情况下采用。

　　2.浇铸过程的特征

　　浇铸过程，对铸件质量有很大的影响，不仅影响铸件外形的完整，而且还直接影响到铸件内部的质量。浇铸过程的特征如下：

　　1)在浇铸过程中，熔融液与铸型之间进行着剧烈的热交换过程和化学反应过程。浇铸时熔融液温度很高，与铸型之间有很大的温差，所以浇铸过程中，熔融液不断冷却，温度降低，而铸型被加热，铸型材料组成物分解气化，与熔融液进行某些化学反应，使型腔内气压增加，对充型不利。严重时会出现涨型，是铸件有气孔层或浇铸不足等缺陷。

　　2)熔融液浇铸过程是不稳定的过程，浇铸流股的冲击和流量的不匀等，严重时会使铸件产生鼓包、冷隔、铸口所在面空壳等缺陷。

　　3)熔融液充填砂型的过程，相似于充填多孔容器，因为砂型壁有一定的透气性，如果型腔内的压力低于型壁内的气压，则熔体会吸入外界气体造成气孔等缺陷，反之，熔融液会被压入型壁孔隙中，造成严重附砂。

　　4)浇铸过程的时间长短对铸件的温度分布有显著影响。

　　3.浇铸工艺

　　浇铸工艺包括浇铸温度、浇铸速度、浇铸时间和补浇3.1浇铸温度

　　浇铸温度是炉内熔液浇入铸型时的温度，一般是用光学高温计测量靠近炉嘴处的流股温度。AZS砖强化熔融时，浇铸温度可达1820-1840度。熔体的黏度取决于熔体的化学成分和温度，而熔体的组分决定于配方，因而温度起重要作用，熔体的温度越高，其黏度越低，因而流动性越好，充型能力越强。但并非浇铸温度越高越好，如果浇铸温度过高，使铸件与模型之间的温差减小，由表向里的凝固区的宽度增大，凝固收缩速度加快。在收缩应力增大的同时，初期晶粒粗化，成分偏析，在铸件的核心部位最后凝固时极易产生热裂，大二后的铸件更是如此的。因此应根据铸件的大小及形状规定一个浇铸温度上限，防止开裂，同时还要规定一个下限防止充型能力不足。

　　3.2浇铸速度和浇铸时间

　　浇铸速度决定了浇铸时间。没个铸件都有最佳浇铸时间，浇铸时间不当会使逐渐产生很多缺陷。如果浇铸速度过快则流股粗，流速快，对铸模的冲击力大，铸模的一部分被冲破或熔融，是该部分铸件产生突起。此外，粗大的熔体快速浇入铸模时，一部分气体被带入铸模中并迅速上升到模型的顶盖。此时，接触顶盖的熔体已形成薄壳，在薄壳下充满气体，形成所谓的空壳。同时，带入的气体也容易在铸型中形成气泡。除了气体以外，高速浇入的粗大流股还可能将炉嘴区的生料带入熔体内，在熔体中形成夹杂。相反，如果浇铸速度太慢，也会产生诸如边角疏松、节疤、夹砂以及浇不足等缺陷。当浇注速度慢，流股很细时，先浇入模型中的熔体凝固成小球，充至边角，造成边角疏松。如果先浇入的熔体已凝固成薄壳，向内收缩。后浇入的熔体进入到薄壳与模型之间的缝隙内形成表面疤痕。

　　同时，如果流股太细，熔体在为达到边角时已凝固，造成浇不足。而且，由于浇铸的时间过长，模盖的烘烤时间过长，易剥落掉入熔体中造成夹砂。

　　3.3补浇

　　铸件浇铸完毕，冷缩一段时间后，在其出现的缩孔里再铸满熔液，这一操作过程成为补浇。通常小型砖凝固很快，不能补浇，中型砖可以补浇，间隔时间较短，只有大型砖补浇时间较长。补浇是减小铸件缩孔，提高容重的有效手段之一，它实际上相当于扩大了冒口的容积，操作的关键在于控制补浇的最适宜时间。实现连续的多次补浇是提高产品容重的重要方法。

　　4.浇铸与浇铸中气孔的关系

　　普通浇注的AZS耐火砖有缩孔和缩松存在是正常现象，但是经常发现有很多气孔存在，显然，任何一个气孔的存在都会直接降低铸件的质量。

　　铸件中的气孔有两类，一类是显微气孔，只有制成薄片在显微镜下才能看到;另一类是宏观气孔，肉眼可见，也就是我们常说的气孔。他们不外来自四个方面：即炉料、熔化过程、铸型材料、浇铸过程。

　　这里就铸型和浇铸对气孔的影响进行讨论。

　　4.1由铸型材料引发的气孔

　　和铸型接触的铸件边缘，常见的气孔有两种：

　　1)垂直于型壁而密集的皮下蜂窝状气孔是由于砂型工作面潮湿引起的。水是发气物质，一个单位体积的水被加热到1000度变成水蒸气，在压力保持不变时体积增大1700倍。如果加热到浇铸温度，可能要达到近万倍。所以砂型表面上的水突然生成这么多的气体将形成一个高压，使气体侵入正在凝固的边缘熔体，并向阻力小的方向延伸，于是变成了长条形状。因此，浇铸操作中，禁止使用潮湿的铸型。

　　2)皮下圆形气孔，多是离边缘10毫米以内的单个圆形气泡，这是由于砂型粘接剂在与熔体接触时分解产生大量的气体，一部分从砂型空隙逸出，一部分由于瞬时型腔排气不畅，压力而侵入熔体，所以浇铸时注意型腔排气是很重要的，当然提高砂型的透气性(例如用圆形砂粒清洗沙中尘土，背面的透气性要大于工作面的等等)，是指从里向外不断扩大更为重要。

　　4.2由浇铸操作引发的气孔

　　这类气孔有三种：浇铸口面空壳、泡沫层内部针孔等。

　　4.2.1空壳

　　快速浇铸时，型腔排气不畅，于是在砖顶面死角处形成气袋，凝固后，即成为只有一层薄壳的大面积气袋层，在废品分析中称之为空壳。为了防止空壳的形成，所以浇铸操作除了时间限定外，还具体提要求浇铸流股先粗后细，先快后慢。但在接近充满型时，必须适当快一点，否则上边角会出现浇不足，而型盖为避免被熔体形成的静压顶开，都要压上重物或人力压住。

　　4.2.2泡沫层

　　铸型内落入保温材料等杂物，与落入型腔的第一段熔液反应生成一个僵化的气泡层，浮于液面上，一直上浮到型腔顶面，凝固后形成铸口面的气泡层，故浇铸前必须检查并保持型腔清洁。

　　4.2.3针孔

　　针孔往往发生于浇铸的第一块砖，这是因为炉嘴区没有清理干净，混有生料或石墨炉嘴氧化露头粉末等，与熔液急剧反应后浇入铸型，由于熔液黏度大，这些气泡不能上浮，便不规则的留在熔液里。所以浇铸时保持熔液通道的清洁也是不能忽视的。其他条件引发的气孔最常见的是炉料潮湿和熔融温度不足，使铸件成为缩孔分散型或称面包型。此外还有不被人们注意的操作，例如(1)浇铸前串动了电极，使大量石墨粉落入炉内，结果造成在铸件夹杂气孔而不致密;(2)带电浇铸，在电极同熔液继续反应的情况下料液是不致密的，显然铸件也不会致密;(3)带生料浇铸，特别是炉口前区有生料时浇铸，生料进入铸件，除破坏岩相结构外，也产生气孔。

　　5.浇铸过程中的缺陷及防治措施

　　5.1浇铸过程中的缺陷

　　5.1.2铸件的收缩

　　铸件形成缩孔、缩松、内应力、裂纹、变形等缺陷都与熔液凝固时发生的收缩有关。铸件的收缩可分为液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。对固定成分的AZS来说，其液相线温度是个常数，因此浇铸温度越高，液态体积收缩就越大。凝固收缩则表现为型腔内液面的继续下降，所以凝固收缩加上液态收缩，就是铸件产生缩孔的基本原因。由此比重差已知AZS这部分的体积收缩可达12%-15%。

　　5.1.3铸件中缩孔的形成及其影响因素

　　缩孔的形成：熔融液在铸型内发生自型壁开始逐层凝固时，如果由液态收缩和固态收缩引起的熔液减少，得不到补充，在铸件最后凝固的地方就会出现集中缩孔。

　　当铸件边缘温度降到固相线温度以下时，铸件表面变形成一层硬壳，形成一个包着溶液的密封容器。当进一步冷却时，壳内熔液一方面因温度继续降低发生液态收缩，另一方面由于硬壳增厚而产生凝固收缩，这两者的收缩因得不到补充而使液面降低。另外，固态壳同样因温度降低而发生固态收缩，使铸件外表尺寸缩小。由于AZS熔液的液态收缩和凝固收缩都大大超过外壳的固态收缩，所以在重力作用下，页面将与外壳的顶面脱离，出现缩孔。随着凝固继续进行，硬壳不断加厚，液面将不断下降，待熔液全部凝固后，在铸件的铸口下方，核心部分就形成一个缩孔。

　　如果硬壳内的溶液中气体量少，那么当液面和壳顶面脱离时，缩孔就形成真空，上表面的薄壳在大气压力作用下就可能向缩孔方向凹陷进去，此时的缩孔就应包括外面的缩凹和内部的缩孔两个部分。

　　影响缩孔体积的因素包括：熔液本身收缩大，则缩孔容积大;熔液本身凝固收缩大，则缩孔体积大;熔液本身固态收缩大，则缩孔容积减小;浇铸速度越缓慢，缩孔体积就越小;铸型的激冷能力越大，缩孔体积越小。

　　5.2铸件中缩松的形成及其影响因素

　　缩松是指铸件缩孔的下方，分散的细小空洞或密集的粗晶，或粗大的结晶群体等，肉眼能看到的都称为缩松。缩松的形成主要与熔液成分，结晶凝固特点以及铸件的凝固顺序有关，当铸件结晶性很强时，在最后凝固的缩孔处变自由的生长出粗大的结晶，AZS这部分往往是粗大的柱状刚玉晶体，晶面上长有六边形的斜锆石晶体。当细长的铸件周边凝固，熔液补缩困难时，其下部便产生轴线缩松。

　　5.3减少铸件缩松和缩孔的基本方法

　　制定合理的浇铸工艺来有效的控制凝固过程，建立良好的补缩条件，尽可能的使缩松转化为集中缩孔，使它移向铸件最后凝固的地方，这样就可以在其上加一个冒口，使缩孔最后移入冒口内，从而获得致密的制品。

　　凝固过程分为顺序凝固和逐层凝固两种方式：所谓控制凝固过程就是把自然的逐层凝固(表面层先凝固，逐渐向铸件中心长厚)人为的从铸件远离冒口的末端区到冒口之间，建立一个逐渐递增的温度梯度，使末端区先凝固，然后按顺序向着冒口方向凝固，即实现顺序凝固，以达到熔液补缩，将缩孔引入冒口的目的。顺序凝固，容易使铸件不同部位，存在较大温差，从而使铸件出现裂纹和残留应力等缺陷的倾向。

　　5.4冒口

　　5.4.1冒口的作用及其补缩原理

　　对铸件凝固收缩进行补给的非铸体本体的附加部分称为冒口。冒口有减小缩孔和排气以及做观察孔的作用。冒口的大小、形状、数量，必须保证他是凝固最慢的部分，并有足够的容积，容纳足够的熔液，以补充铸件在凝固过程中发生的体积收缩。

　　冒口补缩的基本原理：铸件在凝固的过程中必须存在一个朝向冒口的温度梯度，当铸件冒口区和末端区是彼此连接时，便可获得无缩孔的致密铸件。反之，冒口区和末端区之间，被一个无温度梯度的中间区隔开，则中间区将出现轴线缩松。

　　5.4.2冒口的设计

　　冒口设计的内容为形状、尺寸和数量以及处置方法。

　　1)冒口形状

　　根据冒口补缩原理，冒口必须是最慢凝固的部分，因此设计冒口时，首先要求他散热速度小，其形状应在相同体积下具有最小表面积时热量散失就慢。计算表明：球体的表面积最小，然后是圆柱体、立方体、依次递增。冒口设计还需考虑实际生产中制作的难易，所以在AZS生产中不用球形冒口。

　　2)冒口尺寸

　　主要是指它的直径和高度，由于铸件形状复杂，大小不一,其所需冒口不能相同。因此引入一个补缩模数即冒口体积与铸件体积之比，以控制铸件单重为目标来选取冒口的大小。大容积的冒口对提高铸件容重是有效的，大容积冒口分为一个大冒口或两个中冒口，或一个冒口用完之后再更换一个冒口等多种形式。

　　关于冒口的高度，一般认为冒口越高，液体静压越大，补缩作用也越明显。实际上，如果冒口过高便会抵挡不住熔体静压而发生外凸，同事铸件底部退火后有裂纹，所以在不改进其它的工艺条件下片面的提高冒口高度是不可取的。根据AZS的缩孔缩松占有浇铸高度一半的规律，认为冒口高度的设计原则应是与铸件的高度一致，即二者之比为1：1。

　　3)冒口的数量及处置方法

　　一般一个铸件选用一个冒口，普通浇铸中铸件长在700毫米以上者则选用两个冒口,冒口的处置方法有两种：冷割除和热铲除。冷割除冒口：当冒口连同铸件在一起退火，则冒口的铲除必须用用金刚石锯片切割。热铲除冒口：铸件浇铸完毕后，等待冒口补缩结束后立即将冒口除掉，并用砂型板盖上铸口，然后退火。热铲除冒口的时间控制是很重要的，过早则冒口作用减小，熔液外溢，铸口凸起增大冷加工量：反之过晚，铸件易产生内裂，故根据砖型大小，冒口的大小，一般控制这段时间为12-40分钟，保持铸口面略低于铸件表面且平整美观。