從砂處理系統(tǒng)改造談型砂性能控制

1、從砂處理系統(tǒng)改造談型砂性能控制從砂處理系統(tǒng)改造談型砂性能控制王易千(i-海圣德曼鑄造有限公司,上海2018o5)摘要:為了提高和穩(wěn)定生產(chǎn)線(xiàn)的型砂質(zhì)量,對(duì)砂處理系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了整體改造,分析了型砂性能的影響因素通過(guò)嚴(yán)格控制型砂性能指標(biāo),提高了型砂質(zhì)量,使有效膨潤(rùn)土與水分比,緊實(shí)率與水分比趨于合理,鑄件落砂,氣孔廢品率大幅下降.關(guān)鍵詞:黏土濕型砂;l鑫砂處理;型砂質(zhì)量控制中圖分類(lèi)號(hào):tg221.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào):1673-3320(2011)06-0011-03controlofsandpropertiesbysandprocessingsystemreformwangyiqian(shan

2、ghaisandmannfoundwco.,ltd.,shanghai201805,china)abstract:thesandprocessingequipmentswerereformedtoimproveandstabilizethesandqualityofproductline,andtheinfluencingfactorsofsandperformancewereanalyzed.thesandqualityisimprovedbythecontrolofsandproperties,andtheratioofeffectivebentonitecontentandmoistur

3、econtent,theratioofcompactabilityandmoisturecontentaremorereasonable.therejecfionrateofcrushandblowholeisreducedgreatly.keywords:greenmoldingsand;sandreconditioning;sandqualitycontrol對(duì)于黏土濕型砂造型,型砂性能對(duì)最終的鑄件質(zhì)量有著根本性影h向,也可以說(shuō)是鑄件質(zhì)量?jī)?yōu)劣之母.長(zhǎng)期以來(lái)我公司a,b線(xiàn)的型砂質(zhì)量一直波動(dòng)較大,不夠理想.這種狀況的存在,既與生產(chǎn)的鑄件品種多,砂鐵比變化大,完全做到精確控制難度較大有關(guān),也與砂

4、處理設(shè)備中混砂機(jī)老化,功率下降,1日砂庫(kù)較小,日砂水分低,膨潤(rùn)土回醒不充分及舊砂溫度偏高有關(guān),更與對(duì)型砂質(zhì)量?jī)?yōu)劣評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一有關(guān).在使用舊的砂處理設(shè)備混砂過(guò)程中,鑄件落砂,氣孔廢品率居高不下.為了提高和穩(wěn)定此兩條生產(chǎn)線(xiàn)的型砂質(zhì)量,解決落砂等廢品率較高的問(wèn)題,去年仲夏對(duì)砂處理系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了整體改造.著重對(duì)混砂機(jī),1日砂庫(kù),除塵設(shè)備,1日砂加水裝置等砂處理設(shè)備和輔助設(shè)施進(jìn)行了更新改造,并在日砂處理過(guò)程中增加了沸騰冷卻器.1設(shè)備改造前型砂系統(tǒng)情況1.1生產(chǎn)線(xiàn)及混砂機(jī)我公司a,b線(xiàn)分別為兩條disa20l3mk5造型線(xiàn).a線(xiàn)生產(chǎn)球鐵,b線(xiàn)灰鐵,球鐵共線(xiàn)生產(chǎn).混砂機(jī)為兩臺(tái)bmd轉(zhuǎn)子式混砂機(jī).隨著

5、設(shè)備老化,維修費(fèi)用高,維修困難,混砂能力大幅下降,報(bào)警不斷,混砂能力從初期混碾量每車(chē)18t下降至改造前的1.2t.由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和生產(chǎn)量的提高,供砂能力明顯不足.1.21日砂庫(kù)和舊砂水分及溫度兩條線(xiàn)共用一個(gè)舊砂系統(tǒng).舊砂庫(kù)二個(gè),儲(chǔ)砂量約150t左右,每天舊砂循環(huán)710次.l目砂在清理滾筒內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)的鑄件品種,砂鐵比大小每箱加水在24l.在清理滾筒下的輸送皮帶上進(jìn)行一次加水.目砂水分在0.8%1.2%收稿日期:201卜0527作者簡(jiǎn)介:王易千(1962-),男,32程師,主要從事金屬材料和造型材料的研究和應(yīng)用2.il年第6期l11之間波動(dòng).由于舊砂水分低,舊砂庫(kù)小,舊砂日循環(huán)次數(shù)太多,使得舊

6、砂溫度始終偏高,舊砂回醒也不充分.舊砂溫度冬天大于45,夏天大于70.2砂處理系統(tǒng)改造及操作方法改進(jìn)2.1砂處理系統(tǒng)改造1)更換混砂機(jī).將老化的bmd混砂機(jī)更換為dev22erich混砂機(jī),實(shí)際混砂能力從每碾1.2t提升至1.8t.2)增加沸騰冷卻器.沸騰冷卻器冷卻能力為60t/h,實(shí)現(xiàn)降低舊砂溫度15.3)改造舊砂庫(kù).將舊砂庫(kù)實(shí)際儲(chǔ)砂量由100150t提高至280320t.舊砂日循環(huán)次數(shù)下降至45次.4)清理滾筒下舊砂一次加水噴頭由1個(gè)增加至4個(gè),使該處的加水量可根據(jù)舊砂流量大小,舊砂溫度高低進(jìn)行多種組合調(diào)整.在舊砂進(jìn)沸騰冷卻器前增加一套加水冷卻增濕裝置,對(duì)舊砂進(jìn)行二次加水.2.2操作方法的

7、改進(jìn)1)根據(jù)鑄件不同砂鐵比調(diào)整清理滾筒內(nèi)舊砂加水量,由24l/箱調(diào)整為27l/箱.配合舊砂一次加水和二次加水的完善,最終實(shí)現(xiàn)舊砂水分控制在1.5%1.8.舊砂溫度下降(冬天15左右,夏天能控制在低于室溫+l0).2)設(shè)備改造后,舊砂斗由2個(gè)改造成4個(gè),舊砂庫(kù)儲(chǔ)砂量提高.但先期將4個(gè)斗分成兩組,采取兩進(jìn)兩出的操作方法,舊砂回醒時(shí)間不足.操作不當(dāng)時(shí),甚至?xí)a(chǎn)生剛進(jìn)砂庫(kù)的舊砂直接進(jìn)入混砂機(jī)混砂的現(xiàn)象,引起型砂性能惡化.后改成四進(jìn)四出,舊砂回醒時(shí)間由23h延長(zhǎng)到56h.3型砂性能指標(biāo)調(diào)整3.1型砂含泥量含泥量控制指標(biāo)由砂處理系統(tǒng)改造前的】4%調(diào)整為9%12%.由于除塵系統(tǒng)工作狀態(tài)不良,雖然混砂時(shí)新砂補(bǔ)

8、加量達(dá)到2%3,型砂的實(shí)際含泥量在12%14%之間.由于含泥量太高,灰分,死土太多,型砂的需水物質(zhì)多,造成型砂水分增加,透氣率下降;同時(shí)引起型砂12fz川年第e期韌性變差,造型時(shí)起模困難,砂型棱角,吊砂易碎,易斷,鑄件砂眼,氣孔廢品率占總廢品的50%左右.系統(tǒng)改造后,由于除塵系統(tǒng)工作狀態(tài)改善,輔之以控制原砂的含泥量,合理加入新砂量,控制冷芯砂的微粉含量等措施,型砂的含泥量實(shí)際控制在9.5%11%之間.3.2型砂平均細(xì)度通過(guò)對(duì)原砂平均細(xì)度的調(diào)整,加強(qiáng)對(duì)原砂的入廠(chǎng)檢驗(yàn),將型砂平均細(xì)度由afs6065調(diào)整為afs5862.3.3型砂有效膨潤(rùn)土通過(guò)制定新配方,根據(jù)鑄件砂鐵比不同加入膨潤(rùn)土,煤粉,新砂,

9、規(guī)定型砂濕壓強(qiáng)度大于0.16mpa即可,克服片面追求高強(qiáng)度的陋習(xí).控制有效膨潤(rùn)土含量,減小波動(dòng)范圍.有效膨潤(rùn)土的實(shí)際控制范圍由8.5%10.5%調(diào)整為7.5%8.5%.3.4型砂中200目以下三篩含量型砂中200目以下三篩含量有助于填補(bǔ)砂粒間的空隙,有利于型砂保濕性的提高.根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),控制在3%59,6之間較合理,而國(guó)內(nèi)大部分工廠(chǎng)實(shí)際控制在2%3%.根據(jù)我廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn),該含量控制在1.5%2.0%.夏季砂溫較高時(shí),型砂輸送過(guò)程中水分損失高達(dá)0.4,該含量控制在3%5%時(shí),型砂輸送過(guò)程中水分損失降至0.2%.參考國(guó)內(nèi)大多數(shù)工廠(chǎng)的情況,通過(guò)調(diào)節(jié)原砂級(jí)配,除塵吸風(fēng),使型砂中200目以下三篩含量從3.5%

10、4.5%略降低至2.8%3.5%,以減少膨潤(rùn)土加入量,提高型砂緊實(shí)率.3.5緊實(shí)率與水分比緊實(shí)率指標(biāo)綜合反映了型砂的性能.在相同的水分下,型砂緊實(shí)率高,有利于起模和減少落砂廢品.目前國(guó)際主流觀點(diǎn)認(rèn)為,在不影響造型起模的前提下,型砂的緊實(shí)率控制應(yīng)低些,這樣型砂的流動(dòng)性好,有利于鑄型的緊實(shí),鑄型硬度的提高和鑄件尺寸精度的保證.一般建議緊實(shí)率與水分比控制在1012為宜f2.由于設(shè)備改造工作的完成,操作方法的改善和型砂物理指標(biāo)控制的落實(shí),目前a,b線(xiàn)緊實(shí)率與水分比實(shí)際控制在1011.52_間.3.6有效膨潤(rùn)土與水分比型砂中有效膨潤(rùn)土與型砂水分之比,既反映了型砂性能控制的好壞,也反映了膨潤(rùn)土質(zhì)量?jī)?yōu)劣,混

11、砂機(jī)工作效率高低和型砂混制質(zhì)量指標(biāo)控制的好壞.在生產(chǎn)條件一定時(shí),土/水升高或降低,反映了型砂中有效膨潤(rùn)土,水分的變化.該值太高或太低,都會(huì)造成鑄件落砂,氣孔等廢品率的上升.國(guó)外一般建議該值控制在2左右為宜.由于設(shè)備改造后混砂機(jī)工作效率的提高,l目砂水分得到保證,習(xí)砂溫度降低且回醒充分,型砂各項(xiàng)物理指標(biāo)控制嚴(yán)格.目前的型砂有效膨潤(rùn)土與水分之比從原來(lái)的2.62.8下降為2.12.4.在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí),型砂性能也得到了改善.4型砂性能指標(biāo)對(duì)比設(shè)備改造前后型砂主要性能指標(biāo)對(duì)比如表1所示表型砂性能對(duì)比5結(jié)論砂處理設(shè)備改造后,通過(guò)提高舊砂水分至1.5%1.8%,降低舊砂溫度(冬天15,夏天室溫+lo

12、),合理控鍘型砂各項(xiàng)物理指標(biāo),提高了型砂性能,使有效膨潤(rùn)土與水分比,緊實(shí)率與水分比趨于合理.鑄件落砂,氣孔廢品率由原來(lái)占總廢品的50%左右下降至l5%左右.參考文獻(xiàn):【l】黃天佑,金仲信.粘土濕型砂及其質(zhì)量控制涯】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2008.【2】于震宗.高密度濕型的型砂性能要求j】.造型材料,2003,27(1):22-25.(上接第7頁(yè))后者溫度均衡:都能使夾雜物充分上浮,消除石墨漂浮,縮孔和夾渣等缺陷,鑄件內(nèi)表面光潔平整.可根據(jù)鋼錠模具體類(lèi)型進(jìn)行針對(duì)性選擇.澆注系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì),可參照鑄造手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算【翻.一般橫截面比:如:f雨=1.2:1.1:(1.l1.0);澆注速度58t/mi

13、n或鐵水上升速度2030mm/s;澆注溫度123o1260,補(bǔ)點(diǎn)2次澆道.4.6高爐鐵水自奉卜縮系統(tǒng)高爐鐵水在凝固過(guò)程發(fā)生石墨化膨脹,可實(shí)現(xiàn)鑄件凝固過(guò)程的自補(bǔ)縮.通常鋼錠模采用無(wú)冒口補(bǔ)縮的工藝設(shè)計(jì),只在蓋箱設(shè)置少量出氣孔.同樣,由于高爐鐵水石墨化膨脹緣故,必須采用壓鐵式蓋箱,高強(qiáng)度的砂箱和芯鐵,以保證鑄件的致密性,防止脹肚和組織疏松的發(fā)生.4.7鋼錠模精整退火鋼錠模精整時(shí),采用水爆清砂,內(nèi)腔應(yīng)不打磨或少打磨,有效保護(hù)內(nèi)壁致密層組織.可采用去應(yīng)力退火處理或自然時(shí)效處理方式,預(yù)防鋼錠模初期開(kāi)裂的發(fā)生.5結(jié)語(yǔ)鋼錠模使用工況的特殊性,決定了鋼錠模鑄造工藝的獨(dú)有特色.通過(guò)鋼錠模內(nèi)壁快冷熱交換技術(shù)和鋼錠模基體強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用,確保了鋼錠?；w和內(nèi)壁質(zhì)量.不僅提高了鋼錠模使用壽命,降低了鋼錠模噸鋼模耗而且,可以長(zhǎng)期反復(fù)循環(huán)使用,攤薄到固定成本后,具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益.參考文獻(xiàn):中華人民共和國(guó)冶金工業(yè)部.yb/t070-1995鋼錠模s.【2】曾紹友.鋼錠模的鑄造工藝【j】.機(jī)械工人(熱加工),200