如何保證濕型砂系統的穩定性？

發佈時間： 07 / 17 2021 作者：網站編輯訪問：13514

一介紹
由於生產條件和環境的變化，鑄件的其他參數也必然會發生變化。如果型砂工藝不能及時調整，砂系統就會不穩定，最終導致鑄件清理難度加大甚至報廢；

這樣就需要調整原有型砂工藝，穩定砂系統；型砂的材料成分主要由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑組成。由於型砂95%以上為舊砂，而舊砂受鑄件砂鐵比不同、芯砂混合量不同等因素影響，導致砂的波動非常大。材料組成。因此，控制型砂的成分，需要檢查型砂中的有效膨潤土含量、有效添加劑含量和泥漿含量，以確定混砂時膨潤土、添加劑和原砂的添加量。

本文將簡要介紹筆者所在公司的代工廠是如何紮根於實際生產過程中的。
根據參數的變化，調整型砂工藝，保證型砂系統的穩定性。

2、型砂關鍵參數定義：

1、有效膨潤土含量：有效膨潤土（活性）含量是根據膨潤土中所含蒙脫土礦物能吸附亞甲基藍等染料的特性確定的；指用5.00%濃度試劑純亞甲藍溶液[mL]滴定0.20g型砂；按膨潤土標準曲線公式換算(%)

2、添加劑有效用量：與型砂添加劑的放氣量比較，按公式計算；即1.00g型砂在900℃下的放氣量[mL]減去型砂中活化膨潤土的放氣量（計算前測得的平均量），然後與1g添加氣體量（%）進行比較。

3、泥漿含量：根據國家標準GB/T9442-1998，直徑小於20μm的細粉顆粒定義為泥漿。污泥通常採用沖洗法去除[2]。

4、型砂粒度：以AFS細度表示，即根據假想篩痕反映砂粒的平均粒度[3]；

5、AFS細度計算方法：美國鑄造協會規定的AFS細度測量程序和計算方法如下：

①. 先稱取約50g待測砂樣，洗去泥土，晾乾，然後過篩

②. 稱重並記錄留在每個篩子上的砂粒質量；

③. 計算每個篩子上殘留的砂粒量佔砂樣總量的百分比；

④. 用每個篩子對應的“AFS細度乘數”乘以每個篩子上剩餘砂粒量的百分比；

⑤. 將每個篩號的上述乘積相加得到總和：

⑥. 將第 5 項所得總和除以第 3 項中每個篩子上保留砂的百分比總和，得到 AFS 細度

3、調整方案：

本廠使用的混砂設備為DISA砂磨機及造型設備KW靜壓造型線；通過半年的數據統計，其型砂系統制定了以下方案：

1. 統計：

①根據造型主機的設定值確定每箱的型砂添加量，根據每箱鑄件的重量和澆注的重量計算每箱鑄件的砂鐵比系統，以及鑄件中使用的芯砂量；

②廢砂排放量及芯砂及輔料用量統計

③型砂系統除塵統計

2. 沙子調整：

①根據生產情況，當一個鑄件連續生產兩天以上時，應確定型砂輔料（膨潤土、添加劑）的添加量，並統計型砂有效量的變化，並然後在其他鑄件的連續生產過程中逐漸驗證了砂鐵比與添加量的關係；

②型砂粒度的調整：按50/100篩的中值調整（50/100篩的矽砂，平均細度的中值為50[4]），當型砂的AFS為≤50，通過添加細砂70/140或更細的新砂140/70調整，每磨機添加30kg-60kg，分析粒度變化。

③型砂含泥量的調整：通過每日除塵統計分析型砂系統含泥量的變化；

四、具體調整過程：

1、鑄砂鐵比統計：

（注：由於X2B1缸體採用整體砂芯鑄造，不會燃燒型砂，故鑄件外型砂重量按“0”計算）

2、根據鑄件的砂鐵比調整有效量。 56D缸體的砂鐵比為6.57。上述鑄件中，砂鐵比在缸體鑄件中最高。因此，首先測試56D缸體：

連續三天生產56D時，添加量為22kg/mill，粘土添加量為33kg/mill；添加劑有效用量由4.55%提高到5.03%；粘土有效量從6.56%提高到7%；增加約 0.5%；意思是生產56D缸時，添加量要調整到高於砂系統的平衡值；

通過以上數據分析，輔料添加量調整如下：

1) 缸體復現時，添加量調整為19kg/mill，粘土添加量為26kg/mill時，連續三天數據統計，有效添加量由4.36%變為4.29% ; 粘土的有效量從 4.36% 變為 4.29%。 7.22% 變成 7.11%；有效量上下浮動0.1%；因此，工藝調整方案合理，能保證型砂系統的平衡；

2）同理，通過實驗數據分析和理論計算其他鑄件的輔料添加量與有效量的關係；複製不同鑄件時，調整輔料添加量。

3、用70/140目新砂和140/70新砂調整砂粒大小（原砂含泥量為11.42%）：

①16月21日至4257月4257日，五天共磨砂3次，約900*14/0.26=16次；每個循環的粒度變化約49.15（每次研磨）；因此，16月70日型砂的AFS值為140；從60月21日起連續52.84天加入XNUMX/XNUMX新砂調整粒度，每磨XNUMXkg，XNUMX月XNUMX日型砂AFS值為XNUMX；

②25月27日至2165月2165日，三天共磨砂3次，約900*7/0.22=24個週期；每個循環的粒度變化大約為 52.44（每次研磨）；因此，52月53日砂AFS=70，當型砂粒度達到140-26時，連續加入140/70新砂對砂系統AFS影響不大；從60月1日開始，連續三天添加28/54新砂進行調整，每次研磨添加XNUMXkg，XNUMX月XNUMX日，砂的AFS為XNUMX。

（注：①一汽企業標準規定70/140石英砂70,100,140篩分率≥80%，其中70,100篩分率≥60%；140/70石英砂70,100,140篩分率≥80%，其中100,140篩分率≥60% % ②每次粉磨量為3噸，系統砂量估算為900噸）

4、連續三個月含泥量和除塵效果對比：

由於4-8月北方氣候寒冷，冷除塵管道內的粉塵在熱除塵後會凝結固化。如果管道不及時清理，堵塞會頻繁發生，每天排放量在XNUMX-XNUMX噸不等。砂體系統含泥量波動較大。在此期間，提高除塵能力和降低含泥量的唯一途徑是增加除塵設備的風量和疏通管道；

進入7月份後，氣溫逐漸升高，粉塵凝結凝固現像不再出現，除塵量逐漸趨於穩定，達到日均排放8-XNUMX噸，含泥量波動幅度縮小；
還可以通過添加新砂或減少輔助材料的添加來降低型砂系統的含泥量。這兩種方法的缺點將在測試結論中說明。

五、測試結論

1.調整砂輔料有效用量

膨潤土晶體受熱有一定程度的破壞，加水混合後濕粘結強度明顯下降。膨潤土的晶體結構在較高溫度和較長時間加熱後完全破壞，變成沒有內聚力的“死粘土”。鑄件厚度增加、砂鐵比低、澆注溫度高、冷卻時間長等都會增加膨潤土的燒損。

判斷型砂中有效煤粉是否充足，最直接的方法是觀察鑄件表面的平整度，是否有粘砂現象。舊砂中的部分煤由於澆注的熔融金屬的熱量而燃燒，需要補充。另一方面，還需要添加新添加的材料，如新砂、混合芯砂和膨潤土，才能達到有效粉煤水平。混砂時加入的煤粉總量為燃燒損失量與額外補充量之和。（有效煤粉相當於文中有效添加劑）

2、砂粒大小的調整：

高壓型砂的粒度一般為50/140，而樹脂砂芯的粒度多為50/100或更粗。芯砂混合過多，會影響整個舊濕砂的粗化，增加砂的滲透性，使鑄件表面粗糙。

為防止型砂粒度變粗，可將除塵系統中的顆粒回收到舊砂中。或加細新砂調整；如鑄造廠所述，當型砂的AFS達到48左右時，連續加入70/140或140/70新砂進行調整；但是，由於鑄件被打碎到砂系統的核心，砂量已經很大。如果型砂粒度沒有粗化到不能承受的程度，不建議連續加入如此大量的新砂，否則會影響型砂系統的其他性能指標（含泥量、有效量和新沙量過多造成的強度）。 )對；有影響；

3、含泥量的調整

含泥量的增加會導致型砂的滲透性降低，澆注過程中會出現“氣爆”現象，鑄件會因爆炸和粘砂而報廢。型砂系統含泥量不宜過高；砂系統的含泥量可以通過減少輔料的用量來降低，但有效膨潤土含量的降低會導致型砂強度降低，提升抗砂能力降低；有效用量減少會導致型砂抗粘砂能力下降。

如果增加新砂的添加量來調整泥漿含量，首先計算出各種新添加的材料在鑄砂中產生的泥漿量，然後可以計算出需要添加多少原砂才能使泥漿含量達到型砂符合工藝規程。

如文章所述，鑄造廠每加入0.1公斤新砂，可降低30%的含泥量；但是新砂的過量添加不僅會造成成本的浪費，還會降低型砂系統中舊砂的比例，降低型砂的性能。，型砂發散，影響型砂成型能力，鑄造過程中出現洗砂現象；

因此，筆者認為如果能通過調整除塵設備來控制砂系統的含泥量是最佳選擇。

總而言之，穩定砂系統是要能夠生產出高質量的鑄件。通過這個概念，我們必鬚根據不斷變化的生產條件不斷調整型砂工藝，以滿足生產需要。

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