湿型砂系统的控制.doc

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1、湿型砂系统的控制湿型砂系统的控制怎样控制与控制什么型砂系统的性能取决于怎样对它进行管理和控制。与控制工艺过程和维护系统设备的复杂性相对比，型砂系统的配比是最简单的一部分。1. 型砂集合体 原砂 煤粉 冷凝物 芯砂 微粒型砂系统集合体的形成源于铸造工艺方法.进入生产过程的其他原料的数量影响着型砂系统.型砂在系统循环的过程中不断地转变。一些砂粒由于热力冲击而变细小,另一些砂粒根据受热程度不同而发生相变。煤粉也因受热力影响而呈现不同的状态。芯砂粘结剂、煤粉和其他有机物的冷凝物在系统中重新凝聚而形成新的化合物，其中许多渗透到膨润土的结构中。砂粒、有机物灰分和膨润土的降解物的粉碎不断的产生微粒。1) 型

2、砂=结构 颗粒形状 颗粒分布 颗粒细度砂粒构成了砂型结构。煤粉和细粉对于砂型的结构既有正面影响又有负面影响。砂粒的形状，分布和细度将影响砂型的最终强度。颗粒形状也影响砂型的最终结构。尖角状颗粒表面积对体积的比例高，通常流动性差，影响砂型的潜在密度.尖角状颗粒的热破裂更易造成系统中砂的过多磨损，也影响膨润土的消耗。2) 芯砂i. 冷芯盒粘结剂不曾受曝热 （不被焙烧 ),湿的颗粒可以被膨润土粘结进入砂系统的芯砂有多种类型。没有受到热影响的芯砂颗粒如果残留的粘结剂能用水润湿可以被膨润土粘结.ii. 在氧化性气体中加热之后 (部分煅烧)，能润湿的颗粒可以被膨润土粘结一些芯砂上的粘结剂可被氧化,如果能被

3、润湿就可以被粘结。iii. 暴露在还原性气体中加热，被残余的含碳物质覆盖，不能湿润，就不能被膨润土粘结暴露于还原气体中加热的芯砂颗粒不能被润湿，就不能被膨润土包裹iv. 良好的重复粘结力， 完全焙烧一些芯砂被完全煅烧,这样的芯砂可轻易的被膨润土包覆。v. 进入砂系统的砂芯数量，以公斤/吨金属表达，小于135公斤/吨金属通常可以接受，大于135公斤/吨则需要调整每天或每小时跟踪记录进入系统的芯砂的量非常重要。如果芯砂进入量超过135公斤/吨金属，那么系统可能就要通过新砂冲淡或用某种方式擦磨以维持砂的质量.3) 粘结剂 = 粘土 砂的颗粒被粘土粘结 密度决定粘结力在混砂机中型砂得到恢复性处理，因加

4、热而失水的膨润土重新水化，受到煅烧的膨润土被代替.造型机通过压力将型砂紧实从而使砂型获得一定的密度.4) 硬度与强度 砂型 密度 决定。.。. 砂型 强度 注: 5 钠基膨润土 2。5% 水如果没有得到理想的密度,砂型结构和最终强度会受到影响。砂型的干压强度也受密度影响。如果砂型密度不适合,即使优质的原料也达不到期望的性能。5) 砂粒 水粘土当砂粒结块的大小及膨润土粘结力合适时，在混合物压实之后，砂颗粒之间的距离达到最小。砂颗粒之间的距离必须达到最小以避免金属渗透和表面粗糙。6) 砂粒包覆层但是如果在压实之后砂粒表面的包覆层使砂粒之间相互分开，就容易发生金属渗透。增加紧实力也无济于事。具有鱼卵

5、石状包覆层的砂粒在混砂之后往往容易失水，这样的型砂会产生更多缺陷.7) 砂粒结块可能发生的最坏的情况是砂粒过度聚集.当砂粒被热裂解物的冷凝物粘结在一起的时候，很难被包覆，同时流动性降低。一旦这样的砂粒过多，唯一的解决方法就是增加新砂的加入量。8) 粘土颗粒 膨润土颗粒是0.002微米厚的平面薄层。在铸造中不可能把膨润土分解成单层薄片使用，而是使用一层层迭加而成的膨润土簇团。9) 粘土簇团可以把膨润土片层结构看作一副纸牌。 当膨润土干燥的时候，相邻的片层紧密的粘在一起，片层之间没有空隙.当我们向膨润土中加水的时候，水分在膨润土片层的基面上找到结合的位置,片层之间的空间增加。回到混砂机的旧砂含水小

6、于1/2,很难水化，这需要提高混砂能量以剪切开片层。混砂过程目的是剪切膨润土簇团使其分开，从而让更多的膨润土基面与水接触. 10) 不正确的混砂. 水分以自由水存在。如果加入过量的水或者混砂不充分，水分以自由水的状态存在，而不会存在于膨润土基面上.当金属液进入砂型的时候，自由水很容易就变成水蒸气。这样就削弱了减少砂型气体的可燃物的作用。带有自由水的砂混合物很快就会变干，容易产生由砂孔引起的铸件缺陷。11) 添加物的加入 最好以重量来测量 加入顺序重要 加入之后保证充分的混砂时间尽管许多铸造厂家以体积来测量，但是加入的添加物最好是以重量来测量。如果砂的水分含量变化幅度很大，而通过体积来测量的话,

7、砂的重量差异会在20或以上。添加物的加入顺序很重要，允许充分的混合时间和在加料之后的混砂则是必需的。针对膨润土和水，这一点尤其是正确的。许多混砂机采用在加入膨润土之前将水喷洒在加入的砂上.新膨润土比回用的旧砂中的失水的膨润土更容易与水结合.如果新的膨润土遇到水滴，就会经常形成粘土结块或粘土球。2. 型砂系统的组成 混砂机 发送/松砂 造型机 落砂 砂冷却 筛选 和 磁选颗粒 砂贮存混砂机的性能直接与砂的质量相关。1) 混砂机能力 设计能力 批料量 循环周期 混砂机性能 芯砂回用量 新砂加入量 新膨润土加入量混砂机制造商设计和制造混砂机的时候对混砂机的特性已经有了一些考虑。最着重考虑的是每批料量

8、，功率，循环周期和添加顺序。通常制造商的设计没有考虑砂的温度或干燥程度，或者粘土比例过大。新砂和芯砂对粘结力大小的要求是不定的。 这些影响着混砂机混出的砂的质量。 回用砂的性质 水分含量 混砂机入口温度 混砂机条件 根据使用进行维护 调节刮板和碾轮 更换磨损的零件在返回的砂颗粒上的膨润土大约有95%需要水化.从而水分含量和砂的温度直接依靠于有多少能量用于重新调整混合物。如果混砂机机械效率低，就会使得重新调整过程变得复杂。i. 碾轮式混砂机一台典型碾轮式混砂机,每碾子循环大约需要5分钟。总的混砂量相同时，每碾子的混砂量较大。碾轮式混砂机需要定期清理和调整以便操作。在碾轮上或围圈上的累积物会消耗功

9、率，影响混砂质量。ii. 连续式碾轮混砂机由电流控制主驱动电机打开和关闭出砂口。进砂和进水口的相对位置影响着混砂性能，并且最终影响砂的质量。iii. 摆轮式混砂机通常摆轮式快速混砂机每碾子混砂量较小，混砂时间为120秒。对这种混砂机来讲，要严格进行维护.累积物的增加会降低性能，轮子的磨损会降低效率。另一种类型的混砂机，利用底盘上S形的刮板刮扫以引导砂子冲向相反方向旋转的叶片。每碾子循环时间大约是3分钟。iv. 旋转搅拌器随着转子的磨损,性能降低.制造厂商形容这种强力机器有如搅拌机。通过旋转的底盘把砂子摔到反向转动的锤子上来剪切膨润土簇团.每批时间约2分钟.制造商最近推出了同类型带有真空砂冷却的

10、混砂机。这种类型机器需要清理和定期维护。不论搅拌或碾砂意味着什么,膨润土簇团必须被剪切力分开，露出膨润土的基面以水化.v. 混砂机的清理 频率 完成人.。.。.。. 工作完成记录要指定某个人负责查看碾砂机/混砂机是否正确地根据说明书进行维护和清理。最好建立一个文件列出工作完成的日期和责任人。vi. 混砂机的维护 加水- 怎样加- 最好用喷雾方式- pH值/盐分 加入后充分的混砂时间水的加入量要求十分严格，它对砂性能和质量都有很大影响。在大多情况下，最好在循环周期的早期加入75或更多的水，而且要确保在加入膨润土之前分散开. 如果加了补加的水，要确保有足够的时间把水分散开。2) 运送/松砂用风传送

11、混好的型砂有很多好处.风机应该尽可能与造型线靠近. 当从混砂机卸出时,砂的温度和传送。 松砂机的位置 造型机到松砂机的距离 松砂机的维护 根据磨损程度调节当型砂混合物从混砂机中出来的时候,膨润土的塑性与混合物中存留的水相关。如果混合物的温度过高或需要长时间运送,那么必须预先多加一些水分。像其他机械设备一样，松砂机也需要定期的保养以保证正常工作。3) 造型造型机分为许多类型：从垂直分型到水平分型、砂型大小尺寸不同、从重力造型到紧压造型等等。砂的性能应该与特定的机械类型一致.如果一种型砂系统应用于不同的机器类型，那么砂的性能必需兼顾。必须优先考虑更为需要系统的型砂性能要求。 砂的成分与机器类型相适

12、应 控制砂型密度 砂的流动特性影响砂型的密度一旦处理过的型砂进入造型机，就无论如何也改变不了其性质了. 砂型的密度受造型机的控制,对于砂的流动特性也很敏感.4) 落砂落砂机械的型式和生产能力分为不同种类.它们的性能也受到砂性质的影响. 砂的损失 与砂的回用 芯砂的回用 各种粉尘的损失 落砂后是否立即加水处理?落砂机械在设计和功能上有不同的分类。 落砂或落砂的条件会影响型砂的性能和型砂处理的成本.如果砂的损失过多，就会增加膨润土的消耗。如果粉尘收集过度同样也会增加膨润土的消耗.某些落砂机械回收了所有的芯砂，在控制系统时必须进行相应的调整。砂冷却和膨润土的重新水化要在落砂后立即加水进行。5) 砂冷

13、却砂冷却器有不同类型，必须知道,这些设备会对砂的性能有很大影响。 确认砂的温度 确认需润湿的砂量 分2或3处加水 水的喷雾 控制流化床冷却器的流入 抽出物 (监控)灼热的砂子降低混制出型砂的质量如今已是明确的。所以，现在越来越多的铸造厂采用了砂冷却设备.以上列出了有效进行砂冷却的几条规律。由于砂冷却器允许抽出相当多的粉尘，所以有必要每隔一段时间要对所收集的粉尘进行监控。如果这些粉尘要返回系统，要检验吸蓝量、灼烧减量，要清洗和筛分以确定砂含量和铁含量。砂铁比影响落砂后砂的温度。这一点可以用来估测系统的状态并以此进行调节。6) 筛选和磁选颗粒铁的氧化物,铁珠与残余的芯砂头和其他砂团一样在系统中不断

14、积累。 筛选以除去残余的芯头和大的金属物 磁选以除去其他杂质金属通过筛选必须除去砂芯块和通过磁选以控制砂中铁的含量7) 砂的贮存 至少贮存相当于2-1/2小时消耗量的型砂 均匀装入贮存斗 通常要求不定期的除去粘在斗壁上的砂子i. 砂的贮存 理想性质 砂子冷却到43C之下 水分大于1.25% 水分小于2.0 混入膨润土 允许2小时或更长的回性时间ii. 达到理想性能的益处 减少干添加剂的损失 更加容易分散粘土 混砂能量的要求更少 更好的控制混砂机的循环周期 混合物稳定型砂成分指南 保持洗涤过的微粒在1。5到5。0之间，同时底盘量小于1。0 含泥量最小为3。0%加有效膨润土（吸蓝量膨润土），最大为 1。5倍的有效膨润土（吸蓝量) 灼烧减量为2。0到2。5倍的挥发分第 8页，共 8页唯科公司技术支持资料