砂處理工藝

1、濕型砂第三部分濕型砂制備目錄1濕型砂的配方12混砂的批料22.1舊砂、原砂和潰散砂芯22.1.1舊砂冷卻22.1.2舊砂降低粉塵42.2原砂（潰散砂芯）的加入52.2.1加入原砂的作用52.2.2潰散砂芯混入62.2.3原砂加入量62.2.4沖淡灰分需砂量72.3加水量的控制82.3.1造型性控制儀82.3.2槽輪式控制儀92.3.3緊實率控制儀92.3.4電容法92.3.5電阻法102.4膨潤土加入量102.4.1膨潤土燒損量102.

2、4.2額外補充和總加入量112.5煤粉加入量122.6加入量的計算機(jī)控制122.6.1膨潤土加入量自動控制122.6.2預(yù)防性自動控制132.7廢砂排出132.7.1廢砂來源和減少措施142.7.2濕型舊砂再生162.7.3廢砂利用183混砂183.1常用混砂機(jī)183.1.1碾輪式混砂機(jī)183.1.2雙碾盤混砂機(jī)193.1.3擺輪式混砂機(jī)193.1.4轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)203.2混砂效率和生產(chǎn)率213.2.1混砂效率213.2.2混砂機(jī)功率和

3、輸入能量213.3混砂機(jī)保養(yǎng)和維修222關(guān)于分別使用面砂和背砂的震壓造型工廠，其面砂的性能要求基本上與上頁表中單一砂接近。批料配方的原砂加入量大多在40～50％，因而膨潤土和煤粉的加入量需要增多。本文將不針對面砂和背砂進(jìn)行專門研討。2混砂的批料混砂的批料包括舊砂、原砂（新砂）和潰散砂芯，也還包括膨潤土、煤粉和水。個別工廠為了提高型砂的起模性和韌性，還加入少許?–淀粉；也有工廠不用煤粉而是加入“煤粉代用品”。在本文中將不對?–淀粉和“煤粉

4、代用品”進(jìn)行討論，僅重點研究一些對濕型砂品質(zhì)產(chǎn)生重大影響的問題：例如舊砂的加工處理、潰散砂芯的混入、原砂的需要量、加水自動控制、膨潤土和煤粉的需要量、廢砂的利用、以及混砂機(jī)和混砂效率等。2.1舊砂、原砂和潰散砂芯鑄件落砂分離后的型砂稱為舊砂，經(jīng)過加工處理后提供給混砂機(jī)的舊砂又可稱為回用砂。在落砂時，潰散砂芯也混入舊砂中。舊砂和新加入的原砂總量約占混砂批料的90～100％，是組成濕型砂的最主要成分。舊砂與原來型砂的區(qū)別是受到鑄件高溫作用后

5、，型砂的溫度大為增高，水分受熱蒸發(fā)而降低，有效膨潤土和有效煤粉減少，灰分和微粒增多。而且，會有一些異物和潰散的砂芯混入。舊砂需要進(jìn)行一系列的加工處理工序，如篩選去除大塊異物、磁選去除鐵塊和鐵屑，以及冷卻、除塵和調(diào)整含水量等，使舊砂成為合格的回用砂。然后在混砂過程中，補充適量的水、膨潤土、煤粉和原砂，即可制備成可供造型用的濕型砂。2.1.1舊砂的冷卻高溫的金屬液在砂型中降溫、凝固和冷卻時，大量的熱量傳入砂型而使靠近鑄件表面的型砂完全失去水

6、分，這部分的型砂溫度升高到接近鑄件溫度的紅熱狀態(tài)。由于型砂的熱導(dǎo)率較低，隨著與鑄件表面距離增加，砂溫急劇下降。但隨著時間的延長，遠(yuǎn)離型腔表面的砂層溫度也將逐漸升高。在機(jī)械化流水生產(chǎn)的車間中，剛從落砂柵下來的舊砂平均溫度可能高達(dá)75～90℃。舊砂經(jīng)過整個運輸和貯存過程后，進(jìn)入混砂機(jī)前的舊砂溫度會有下降。但是經(jīng)過反復(fù)澆注的熱量積蓄，舊砂溫度不斷上升而形成熱砂問題。我國有很多鑄造工廠在砂處理系統(tǒng)設(shè)計時缺少可選用的國產(chǎn)舊砂冷卻設(shè)備，而且對整個砂

7、系統(tǒng)容量的計算過緊，每日型砂循環(huán)次數(shù)過多，正式生產(chǎn)后都大多存在熱砂問題，夏季熱砂現(xiàn)象更為嚴(yán)重，造型處砂溫可能高達(dá)50℃以上。有的鑄造工廠可明顯見到型砂的輸送皮帶上冒著大量蒸氣。國外有些人提出造型時型砂溫度如果超過40℃或45℃，或者比環(huán)境溫度高12℃或20℃以上，就可認(rèn)為存在“熱砂”問題。2.1.1.1熱砂的影響型砂溫度過高對型砂性能、造型操作、鑄件品質(zhì)和環(huán)境衛(wèi)生都有不良影響，具體表現(xiàn)有以下幾個方面：⑴在保持緊實率一致的條件下，隨著砂溫

8、的提高，標(biāo)準(zhǔn)試樣的重量和濕壓強度等性能都會下降。在實驗室中測得冷后的型砂常溫特性并不反映熱態(tài)型砂的實際特性。⑵型砂溫度高，所含水分很容易蒸發(fā)?；焐皺C(jī)中型砂的緊實率和含水量與造型機(jī)所使用的型砂有很大差異，使混砂作業(yè)中的加水控制困難。⑶熱砂蒸發(fā)出來的水蒸氣凝結(jié)在冷的運輸皮帶上、砂斗中和模板表面上，而使其表面粘附一層型砂。粘附在皮帶上的浮砂會掉落地面而污染作業(yè)環(huán)境；粘附在砂斗內(nèi)壁的砂會使砂斗掛砂越聚越厚；模板上粘附型砂會造成起模困難，降低鑄件

9、表面的光潔度。⑷砂型表面的熱砂容易脫水變干，有的試驗結(jié)果表明：在60℃時，砂型表面含水量第一分鐘損失21.2％，2min時損失44.7％。變干的砂型表面強度低，棱角易碎，澆注時不耐金屬液沖刷，容易造成沖蝕和砂孔缺陷。⑸熱砂型所蒸發(fā)出來的水蒸氣凝結(jié)在冷鐵和砂芯上，澆注時發(fā)生大量氣體，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。⑹在開放式舊砂運輸過程中，由于舊砂溫度高和含水量少，砂中粉塵隨著空氣流和煙氣向外散發(fā)，影響環(huán)境衛(wèi)生。2.1.1.2舊砂降溫措施經(jīng)過篩分、運

10、輸、儲放、混砂、松砂…等工序后舊砂溫度有所降低，在混砂過程中使型砂受到強力攪拌或碾壓而又會少許提高其溫度。另一方面，混制出型砂經(jīng)過皮帶運輸機(jī)、松砂機(jī)和砂斗后溫度也會少許下降。可以籠統(tǒng)地假定進(jìn)入混砂機(jī)前的砂溫與造型機(jī)處砂溫大致接近。因此，要避免用熱砂造型就必須降低進(jìn)入混砂機(jī)前的舊砂溫度。如果型砂溫度只是比室溫僅高少許，為了防止熱砂粘附模樣，需要在模板上噴涂以煤油或輕柴油為原料的脫模劑。還可采用模板加熱裝置，減小型砂與模樣的溫度差異，避免水