鑄造行業(yè)砂型砂處理質(zhì)量的影響因素

1/7鑄造行業(yè)砂型砂處理質(zhì)量的影響因素C－1。我廠使用碾輪式混砂機(jī),多年來(lái)始終承受先干混和后濕混的混砂工藝。近來(lái)聽(tīng)說(shuō)參加膨潤(rùn)土以前先濕混的效果更好，不知如何掌握先濕混的加水量?但是德國(guó)愛(ài)里許混砂機(jī)實(shí)行先干混而后加水濕混，似乎混砂質(zhì)量還好,為什么？依據(jù)過(guò)去傳統(tǒng)的混砂方法:參加舊砂、膨潤(rùn)土和煤粉后先一起干混一段時(shí)間，然后再加水濕混。這種混砂工藝的缺點(diǎn)是在干混過(guò)程中粉狀材料簡(jiǎn)潔偏析而落入混砂碾的圍圈和碾盤(pán)的夾角部位。加水以后粉料的潤(rùn)濕較慢，需要延長(zhǎng)混砂時(shí)間才能將粉料漸漸裹帶出來(lái).混砂機(jī)的加料挨次最好是參加舊砂和砂后,馬上參加全部加水量的７０～80%進(jìn)展?jié)窕?。混合均勻后再參加膨?rùn)土和煤粉等粉料.然后再漸漸補(bǔ)加其余水分使型砂的緊實(shí)率或含水量到達(dá)要求。這種先濕混的方案已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,可能比先干混法的混1/4案時(shí)遇到困難是生怕第一批加水過(guò)多而無(wú)法訂正.實(shí)際上細(xì)心的混砂工經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后能夠依據(jù)混砂機(jī)內(nèi)砂子運(yùn)動(dòng)特征大致推斷加水量是否適宜的。愛(ài)里許式混砂機(jī)的加水方法不同于其它混砂機(jī),它是在加水前先將舊砂、砂、膨潤(rùn)土和煤粉一同參加混砂機(jī)中混合，用傳感器測(cè)定出參加的全部材料總體濕度,靠計(jì)算機(jī)確定需要參加的全部水量,一次加水混勻。由于愛(ài)里許機(jī)器的轉(zhuǎn)子攪拌功能強(qiáng)，也能在規(guī)定的140s合均勻。C—2.囯內(nèi)絕大多數(shù)鑄造工廠，尤其是中小型鑄造工廠都是靠手捏和眼看來(lái)推斷混砂碾中加水量是否適宜。結(jié)果是型砂干濕程度波動(dòng)很大,各種性能也都隨之變動(dòng)。請(qǐng)問(wèn)怎樣才能使混砂加水自動(dòng)化?濕型砂的濕度必需嚴(yán)格掌握，否則會(huì)影響會(huì)影響型砂的濕態(tài)強(qiáng)度、流淌性、韌性、透氣性、起模性猛烈波動(dòng),也會(huì)導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生氣孔、砂孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷?？渴帜蟛荒軠?zhǔn)確掌握型砂濕度，所以國(guó)內(nèi)有些大鑄造工廠、外資和合資鑄造工廠使用進(jìn)口的型砂加水掌握裝置.在混砂階段間續(xù)測(cè)定型砂干濕程度，自動(dòng)確定是否需要連續(xù)加水.或者利用傳感器測(cè)定混砂機(jī)稱量斗或混砂機(jī)中各種材料的干濕程度一次自動(dòng)加水。由于進(jìn)口型砂水分掌握儀的價(jià)格較貴,影響國(guó)內(nèi)中小工廠推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)有幾家高校和科研單位曾研制成功混砂加水自動(dòng)掌握裝置，試用效果尚好。不過(guò)可能為了提高技術(shù)水平而將儀器功能增多,例如在一次測(cè)量中還自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整型砂的強(qiáng)度。也有的還包括測(cè)量型砂的透氣性、溫度等.這樣就使裝置的構(gòu)造變得相當(dāng)簡(jiǎn)單，價(jià)格提高，不是一般鑄造工廠所能擔(dān)當(dāng)?shù)?而且所增多的檢測(cè)工程并不適用.由于混砂周期時(shí)間長(zhǎng)度有限，假設(shè)濕混階段測(cè)得含水量或緊實(shí)率還沒(méi)到達(dá)預(yù)期程度,可以連續(xù)補(bǔ)加少許水分,依靠水的極強(qiáng)滲透力和潤(rùn)濕性，混砂幾秒到十幾秒鐘后就能分散均勻，即可確定水分是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)值.假設(shè)混砂機(jī)中型砂強(qiáng)度沒(méi)到達(dá)預(yù)期值而馬上補(bǔ)加膨潤(rùn)土，但是由于膨潤(rùn)土吸水緩慢,在砂粒外表分散和包覆需要較長(zhǎng)時(shí)間。型砂的強(qiáng)度隨著連續(xù)混砂還會(huì)不斷上升，不能預(yù)先準(zhǔn)確推想出卸料時(shí)型砂最終強(qiáng)度。而且，對(duì)于鑄件品種比較穩(wěn)定的單一砂而言，膨潤(rùn)土、煤粉的批料量并不需要在混砂過(guò)程中馬上調(diào)整。至于透氣性和型砂溫度原來(lái)不屬于混砂機(jī)自動(dòng)掌握范圍，應(yīng)當(dāng)是型砂試驗(yàn)室的檢測(cè)內(nèi)容。總而言之，我國(guó)眾多鑄造工廠,尤其是中小鑄造工廠，最迫切需要的是構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)潔、價(jià)格比較低廉的型砂緊實(shí)率或含水量自動(dòng)掌握儀。C－3。我廠的高壓造型線生產(chǎn)汽缸體鑄件.用國(guó)產(chǎn)碾輪式混砂機(jī)，混砂周期時(shí)間三分鐘，型砂手感性能不好，有些脆和不易起模。但又不能延長(zhǎng)混砂時(shí)間,以免供砂緊急依據(jù)囯產(chǎn)碾輪式混砂機(jī)產(chǎn)品名目給出數(shù)據(jù)，由生產(chǎn)率(ｔ/h)除以每批加料量〔ｋｇ),可計(jì)算出混砂周期時(shí)間(miｎ)，分別為2。6０～2.７0min/批.與實(shí)際需要相比，如此短的有效混砂時(shí)間嚴(yán)峻缺乏,以致型砂性能漸漸惡化。筆者在日本看到豐田、三6ｍｉn。我國(guó)很多工廠混砂周期時(shí)間缺乏的緣由是原設(shè)計(jì)依據(jù)過(guò)去低密度造型、低強(qiáng)度型砂制定的。當(dāng)時(shí)砂型的壓實(shí)比壓缺乏300～40０kＰa，80～１00kPa。使用品質(zhì)有限的鈣基膨潤(rùn)土，有效膨潤(rùn)土含量也不高。如今高密度造型用型砂的濕壓強(qiáng)度一般都超過(guò)140kPa,有的甚至到達(dá)2０0kＰa原有的產(chǎn)品樣本、設(shè)備說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)手冊(cè)上規(guī)定的混砂機(jī)生產(chǎn)率已不適用。如型砂需要量大，無(wú)法延長(zhǎng)混砂時(shí)間，最徹底的方法是攺造砂處理工部,改換使用高生產(chǎn)率混砂機(jī)。國(guó)內(nèi)幾家大型汽車(chē)廠紛紛引進(jìn)外國(guó)轉(zhuǎn)子混砂機(jī)的緣由就在于此。但是更多的中小鑄造工廠財(cái)力缺乏,沒(méi)有條件購(gòu)置昂貴的進(jìn)口設(shè)備，實(shí)行以下方法雖不能徹底解決問(wèn)題，但多少對(duì)型砂質(zhì)量有一些攺進(jìn)：①加強(qiáng)對(duì)混砂工人的培訓(xùn)和治理，充分利用一切非必要的停機(jī)時(shí)間來(lái)延長(zhǎng)混砂時(shí)間，即使只延長(zhǎng)半分鐘也能改進(jìn)型砂韌性和起模性。曾經(jīng)有個(gè)別工廠的造型機(jī)上為大容量砂斗，混砂工人就盡快裝滿砂斗，提前休息和抽1０～1２只砂箱造型。要求混砂工在混砂機(jī)旁專注混砂，隨混隨用。②利用節(jié)假日和周末休息期間,將砂系統(tǒng)中的全部砂子翻混一兩遍?；焐皶r(shí)只加少量水掌握干濕程度，不加其它附加材料。這樣可以將舊砂中積留的膨潤(rùn)土和煤粉團(tuán)粒盡量混碾均勻。對(duì)型砂性能必會(huì)有改進(jìn).③另外還要留意：每日下班前必需將混砂機(jī)中的積砂完全去除干凈.常常調(diào)整刮砂板與底盤(pán)和圍圈的距離,準(zhǔn)時(shí)更換已磨損刮砂板。這樣才能提高混砂機(jī)的混砂程度。C－4可以在生產(chǎn)用混砂機(jī)中依據(jù)工藝規(guī)定混制型砂，混完后不要翻開(kāi)卸砂門(mén),取樣測(cè)定其濕態(tài)抗壓強(qiáng)度。然后再延長(zhǎng)碾輪混砂機(jī)的混砂時(shí)間0．５～１min〔轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)延長(zhǎng)１0～20濕壓強(qiáng)度,強(qiáng)度值將有不同程度的上升。如此每次延長(zhǎng)混砂時(shí)間和連續(xù)測(cè)定強(qiáng)度.強(qiáng)度上升漸漸趨于和緩，直到強(qiáng)度不再上升,即到達(dá)“峰值強(qiáng)度”為止。由于接近平臺(tái)區(qū)的80～９０%左右即為生產(chǎn)中最適合使用強(qiáng)度。到達(dá)最適合使用強(qiáng)度的混砂時(shí)間應(yīng)當(dāng)是混制該種型砂的正確時(shí)間，工廠可以據(jù)此更正工藝規(guī)定的混砂時(shí)間要求。清華大學(xué)曾檢驗(yàn)山東某動(dòng)力機(jī)廠型砂使用S144。５miｎ，建議該工廠將混砂時(shí)間定為４。０min2min。Ｃ—56060kW。使用后覺(jué)察混砂效果相當(dāng)差。該混砂機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率是否缺乏？是否應(yīng)當(dāng)更換其它類型的混砂機(jī)？型砂的混合均勻和型砂表現(xiàn)出優(yōu)秀性能,靠的是有足夠的電能傳輸?shù)叫蜕爸?。因此，混砂機(jī)需要安裝較大功率的電動(dòng)機(jī)來(lái)混合型砂。分析比較國(guó)內(nèi)外混砂機(jī)可以看出:混砂機(jī)的電機(jī)總功率(ｋW〕至少應(yīng)當(dāng)是每小時(shí)生產(chǎn)率〔ｔ/h〕的兩倍以上,否則不行能在規(guī)定周期時(shí)間內(nèi)混制出良好的型砂。例如Eirich動(dòng)機(jī)功率與小時(shí)生產(chǎn)率之比大致在２.６~2.8；DＩSASAM-3SAＭ—62．24~2．36KＷ公司W(wǎng)M2.58～2.8３；B＆P1.92～3。00S111６、1118、1１20、１122分別為１。４7~１.8５。國(guó)產(chǎn)Ｓ141．３31。501。0，不行能在規(guī)定生產(chǎn)率之下混出好型砂。關(guān)鍵在于不管混砂機(jī)的類型如何,在混砂過(guò)程中沒(méi)有足夠的能量傳輸給型砂就不行能提高混砂效果。假定混砂機(jī)電機(jī)實(shí)際使用率為８５%,可以估算出每噸型砂耗用電能量〔kＷｈ〕。Eirich〔愛(ài)立許〕1．81，DISA１.87,KW2.471．481.１３～１。２8，與進(jìn)口混砂機(jī)相比差距明顯。在不更換混砂機(jī)的條件下,唯一的解決措施是降低生產(chǎn)率和延長(zhǎng)混砂周期。以上爭(zhēng)論都是基于混砂機(jī)的制造質(zhì)量、維護(hù)保養(yǎng)水平和機(jī)械效率等都正常的狀況下，否則問(wèn)題會(huì)更加突出。也有鑄造工廠生怕延長(zhǎng)混砂時(shí)間會(huì)使型砂溫度提高，這成為不愿延長(zhǎng)混砂時(shí)間的借口之一.實(shí)際上將每噸型砂輸入電能提高到接近進(jìn)口混砂機(jī)的型砂耗能量,型砂溫度或許僅僅上升三到五度左右?？紤]1％，型砂溫度可降低２5℃左右,只需多加少量水分，靠混砂機(jī)的排風(fēng)裝置,就可利用水分蒸發(fā)使型砂降溫。C-6。我廠生產(chǎn)農(nóng)用汽車(chē)球鐵輪轂，產(chǎn)量較大。但生產(chǎn)條件相當(dāng)落后，主要用手工造型。實(shí)行碾輪混砂機(jī)混制面砂,背砂是在地面混砂。鑄件外表普遍存在砂孔缺陷?，F(xiàn)要擴(kuò)大產(chǎn)量和改進(jìn)鑄件品質(zhì)，預(yù)備建成完整的砂處理系統(tǒng)。請(qǐng)問(wèn)應(yīng)中選擇哪種形式的混砂機(jī)？目前國(guó)內(nèi)工廠使用較多的混砂機(jī)有：①碾輪混砂機(jī)、②旋轉(zhuǎn)底盤(pán)轉(zhuǎn)子混砂機(jī)、③旋轉(zhuǎn)刮砂板轉(zhuǎn)子混砂機(jī)。也有個(gè)別工廠使用④擺輪式混砂機(jī)。實(shí)際上只要混砂時(shí)間足夠長(zhǎng)和有足夠電能輸送給型砂,混砂機(jī)受到良好的維護(hù)清理,任何種類混砂機(jī)都能混制出品質(zhì)良好的型砂。在各種混砂機(jī)中,碾輪式應(yīng)用最廣。高密度型砂抱負(fù)的混砂周期時(shí)準(zhǔn)時(shí)調(diào)整刮砂板與底盤(pán)和圍圈距離，準(zhǔn)時(shí)更換磨損的刮砂板。美國(guó)汽車(chē)行業(yè)鑄造工廠要求刮砂板與底盤(pán)的間距為一個(gè)硬幣的厚度。假設(shè)做到這些要求就確定能夠混制出優(yōu)良品質(zhì)的型砂。我國(guó)制造的S14揚(yáng)起，遇到高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子被打散和混合。規(guī)定的混砂周期120ｓ時(shí)間缺乏，應(yīng)當(dāng)增大電機(jī)功率和延長(zhǎng)混砂時(shí)間。否則不能提高混砂的品質(zhì)。C-7。有些鑄造工廠覺(jué)察型砂中有很多黃豆大小旳“砂豆”。例如天津四周某廠的機(jī)械化造型的砂系統(tǒng)中就覺(jué)察大量砂豆。曾屢次利用節(jié)假日人工過(guò)篩去除型砂系統(tǒng)中的砂豆。但生產(chǎn)一星期后砂豆又消滅。請(qǐng)問(wèn)砂豆是怎樣形成的？怎樣消退砂豆的產(chǎn)生？型砂中的砂豆不但損害流淌性，而且不利于鑄件外表光滑度，還有可能造成氣孔缺陷.砂豆的生成緣由可能有幾方面。一是混砂加料挨次有問(wèn)題,如依據(jù)先干混工藝，膨潤(rùn)土和煤粉參加后由于偏析而在混砂機(jī)的角落集中，加水時(shí)先將膨潤(rùn)土潤(rùn)濕而成粘土團(tuán)，假設(shè)隨后的混碾不充分，就成為砂豆留在型砂中。如依據(jù)先濕混工藝,先參加的水尚未分散開(kāi)就參加膨潤(rùn)土和煤粉,甚至水還沒(méi)加完就急于參加膨潤(rùn)土和煤粉,必定會(huì)1０s〔轉(zhuǎn)子式〕至半分鐘〔碾輪式〕后再參加膨潤(rùn)土和煤粉。另外的重要緣由是混砂時(shí)間不夠長(zhǎng),混砂機(jī)的修理和清理不準(zhǔn)時(shí),混砂效果不夠好,沒(méi)有將積聚成的小砂豆混碾破散開(kāi)。還有一個(gè)可能性,混砂參加的膨潤(rùn)土量過(guò)多，例如有一工廠使用轉(zhuǎn)子混砂機(jī)，由于舊砂燒損嚴(yán)峻，砂補(bǔ)加量多，膨2%，混砂機(jī)來(lái)不及把全部參加的粘土團(tuán)塊混碎開(kāi)，就會(huì)消滅小團(tuán)粒和濕強(qiáng)度不高的狀況。轉(zhuǎn)子混砂機(jī)的混砂時(shí)間短也簡(jiǎn)潔形成砂豆,因此愛(ài)立許公司的轉(zhuǎn)子140s，為的是削減砂豆。來(lái)哪些困難。應(yīng)當(dāng)怎樣解決熱砂?經(jīng)過(guò)反復(fù)澆注的熱量積蓄,使舊砂溫度不斷上升。國(guó)外有些人提出造型時(shí)型砂溫度超4０℃43℃，12℃以上,可認(rèn)為存在“熱砂”問(wèn)題。給生產(chǎn)造成的不良影響如下：①隨著砂溫提高，標(biāo)準(zhǔn)試樣的重量和濕壓強(qiáng)度等性能都會(huì)下降。②熱砂蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣分散在冷的運(yùn)輸皮帶上,而使其粘附一層型砂，隨時(shí)撒落地面而影響車(chē)間衛(wèi)生。分散在砂斗內(nèi)壁，砂斗掛砂越來(lái)越厚,容積越來(lái)越小。③砂型外表的熱砂簡(jiǎn)潔脫水變干,使砂型外表發(fā)酥，棱角易碎,不耐金屬液沖刷,簡(jiǎn)潔造成沖蝕和砂孔缺陷。④熱砂的水蒸氣分散在模板外表，使起模性惡化。水蒸氣分散在型腔中冷鐵和砂芯上,使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。為了防止和解決熱砂問(wèn)題，對(duì)于經(jīng)濟(jì)條件較好的工廠,最重要的措施是應(yīng)當(dāng)在砂處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就考慮到加大砂系統(tǒng)實(shí)際容量,削減型砂使用的循環(huán)次數(shù),每班舊砂循環(huán)最好不超過(guò)兩遍.尤其重要的是實(shí)行增濕通風(fēng)冷卻處理.我國(guó)有幾家工廠應(yīng)用構(gòu)造良好的進(jìn)口增濕沸騰冷卻設(shè)備，能將型砂溫度降低到要求范圍內(nèi)。國(guó)內(nèi)有的工廠只是在落砂后斜爬皮帶上自行按裝一個(gè)簡(jiǎn)易的霧化噴水裝置,依據(jù)來(lái)砂多少自動(dòng)調(diào)整噴水量,也可以使砂溫適當(dāng)降低。此外，為了防止熱砂粘附模樣,除了必需在模板上噴涂以煤油或輕柴油為原料的脫模劑以外,還可承受模板加熱裝置，減小型砂與模樣的溫度差異，避開(kāi)水蒸氣分散在模板上,從而削減起模時(shí)砂型損壞。但是模板加熱溫度不行高于型砂溫度，以免型腔外表脫水變脆弱而產(chǎn)生砂孔缺陷。C—9.有些工廠承受增濕冷卻方法來(lái)到達(dá)舊砂降溫的目的，但是在使用中發(fā)生通風(fēng)除塵管道和除塵器布袋因長(zhǎng)期結(jié)露造成粉塵堵塞的嚴(yán)峻問(wèn)題,請(qǐng)問(wèn)如何來(lái)防止和削減這種現(xiàn)象的發(fā)生？估量發(fā)生除塵管道和除塵器布袋的堵塞和結(jié)霧嚴(yán)峻問(wèn)題的緣由是除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理。除塵管道應(yīng)實(shí)行電熱外壁,使管壁溫度不低于管道中含塵水氣溫度，水蒸氣就可以不分散在管道內(nèi)壁。還要加大排風(fēng)速度，有資料介紹管道中風(fēng)速不低于18m/s，使微細(xì)塵土顆粒不致沉淀在管子中.布袋要選擇不吸水材料制成.河北有一家擠壓造型鑄造工廠，落砂冷卻滾筒除塵管道的水平局部實(shí)行內(nèi)高外低的簡(jiǎn)潔直線構(gòu)造，每日用水沖洗管道，將管道中積聚的粉塵沖洗流入室外的水池中。不需加熱也可防止堵塞。C－1０。我廠是專業(yè)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體的工廠，鑄件使用了大量砂芯，據(jù)統(tǒng)計(jì)大約每噸汽缸體鑄件需用1。０~1.２噸樹(shù)脂砂芯。所用原砂都是遠(yuǎn)途運(yùn)來(lái)的優(yōu)質(zhì)擦洗砂。落砂時(shí)除少量心頭直接做為廢砂丟掉外,絕大局部潰散砂芯混入舊砂中。漸漸積存致使砂系統(tǒng)容納不下,必需隨時(shí)排掉一些舊砂塊成為廢砂。這些砂塊都是遠(yuǎn)離鑄件沒(méi)受到高溫加熱的優(yōu)良品質(zhì)砂子，被扔掉確實(shí)惋惜。請(qǐng)問(wèn)國(guó)外類似產(chǎn)品工廠有無(wú)方法削減擦洗砂消耗量和舊砂扔掉量？國(guó)外多砂芯鑄造工廠和爭(zhēng)論單位認(rèn)為最好的方法是將舊砂再生處理后做為制芯的主要材料。用濕型舊砂制造砂芯的障礙是含有相當(dāng)多的膨潤(rùn)土以及一些其它粉塵物質(zhì).這些物質(zhì)與大多數(shù)砂芯粘結(jié)劑不相容,需要承受再生方法除掉。日本有人用離心式擦磨機(jī)加工處理經(jīng)過(guò)枯燥的濕型舊砂,爭(zhēng)論結(jié)果說(shuō)明：舊砂預(yù)先經(jīng)過(guò)枯燥可使粘土膜較易脫落，能夠削減擦磨處理的反復(fù)次數(shù)。用機(jī)械再生砂配制殼芯砂最為抱負(fù),由于在覆膜溫度下殼芯樹(shù)脂的粘度高，不易向砂粒上殘留粘土層滲透。而且擦磨處理睬使砂粒外形變得較為圓整，殼芯砂的強(qiáng)度甚至比用原砂的還高。配制冷芯盒芯砂要求再生后泥分