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    山東工將機械科技股份有限公司
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    技術(shù)支持
     
    鑄鋼自硬砂生產(chǎn)工藝及設備選型分析
    發(fā)布時(shí)間:2017-01-6

    一、呋喃樹(shù)脂砂在鑄鋼生產(chǎn)中易產(chǎn)生的缺陷及對策

    1.機械粘砂:由于呋喃樹(shù)脂高溫燒蝕、碳化,表層粘接力下降,液態(tài)金屬滲入形成機械粘砂。

    機械粘砂的防治主要以工藝措施為主:

    a.提高樹(shù)脂本身耐熱性(采用糠醇改性低氮樹(shù)脂)

    b.添加附加材料提高型砂熱強度(原砂中加氧化鐵粉、硼砂)

    c.采用特種原砂(抗粘砂材料如鉻砂、鋯砂、鎂砂)

    d.刷涂耐火涂料,降低澆注溫度。

    2.脈紋、飛刺:其成因是高溫使型腔表面龜裂,防治基本同機械粘砂。

    3.氣孔:

    a.侵入性氣孔:是樹(shù)脂發(fā)氣量大,砂型透氣不夠好造成,可采取導引出氣等工藝措施,同時(shí)盡可能降低粘接劑加入量,徹底清除回用舊砂中的脫落粘接劑膜及微粉,在降低發(fā)氣量的同時(shí)提高透氣性。

    b.針孔:主要是金屬液吸入的氮、氫在冷凝時(shí)析出造成,防止措施是選擇低氮樹(shù)脂,降低澆鑄溫度,還可在型砂中添加氧化鐵粉。

    4.熱裂:呋喃樹(shù)脂砂高溫退讓性較差(燒潰層薄,整體剛性強)所致。

    防治措施:a.盡可能降低粘接劑加入量。

    b.熱節及阻礙收縮部位采用強傳熱特種面砂(如鉻砂、石墨砂)加快凝固,增加燒蝕層。

    c.采用改性樹(shù)脂,改善高溫性能。

    d.合適部位埋入通氣繩束。

    二、工藝設備選型綜述

    1.選用先進(jìn)合理的再生設備提高再生質(zhì)量,減少原砂破碎,保證粒形的安定和園整。降低原砂微粉及雜質(zhì)含量,穩定舊砂溫度。

    1)破碎機選用:直線(xiàn)振動(dòng)搓擦式破碎再生機,工作可靠性高,操作維護維修簡(jiǎn)單方便,未見(jiàn)有機體振裂或整體損壞的報道。從結構上看也較合理,易損件磨損小,壽命較長(cháng),動(dòng)力消耗也小,運行費用較低。

    2)二次再生設備選擇:樹(shù)脂砂生產(chǎn)鑄鋼件要求更高的脫膜率,盡管也有采用二級式氣力撞擊式再生的用戶(hù),但一般認為不夠可靠。但采用離心式或高速強力氣沖式再生方式,靠高速運動(dòng)時(shí)砂流改向產(chǎn)生料層間的切變搓擦完成脫膜,其搓擦力來(lái)源于砂流的慣性力,效率較低,且存在砂粒破碎和粒形惡化的問(wèn)題。較為合理的再生方式兼顧呋喃樹(shù)脂膜的硬脆特性,應采用離心再生加低速強搓擦方式較好。山東工將機械生產(chǎn)的復合再生機利用砂粒間強力低速的切變進(jìn)行再生,是更經(jīng)濟高效的方式,同時(shí)再生質(zhì)量較好。

    3)微粉的分離技術(shù)采用單級流幕效果較差,多級流幕方式不僅保證流幕的均勻,還伴有砂層切變翻騰有利于更徹底地分離附著(zhù)微粉(砂溫較高時(shí)分離效果會(huì )更好),實(shí)際運行測試的結果表明多級流幕分選可獲得到微粉含量<0.1%的分離效果。

    4)砂冷卻調溫設備選擇:多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明沸騰流化床式冷卻裝置在樹(shù)脂砂的冷卻中效果差,主要原因是樹(shù)脂本身不含水分,不能進(jìn)行蒸發(fā)降溫。較可靠的冷卻方式是采用固定翅片式強冷換熱技術(shù)。該技術(shù)中采用了密排大翅片換熱,換熱面積大(每級可達80M2),砂層較薄,傳導換熱穩定可靠并伴有緩慢的移動(dòng)和換位,可有效改善砂料的傳熱效果,額定工況冷卻水溫只需低于工藝要求溫度10℃就可切實(shí)保證得到溫度均勻合格的舊砂,其溫控精度≤±1℃,為混制質(zhì)量可靠的型砂提供了良好的條件。另外設備基本設有維修工作量,也無(wú)易損件。

    2.盡可能采用多的再生舊砂(舊砂回用率≥85%),有利于降低粘接劑的加入量。

    3.采用先進(jìn)的運輸設備,減少輸送過(guò)程的砂破碎。密相低速氣力輸送技術(shù)物料破碎較少、系統無(wú)易損件、輸送效率高、空氣耗量少,卸料點(diǎn)粉塵控制簡(jiǎn)便可靠,環(huán)保品質(zhì)優(yōu)良,是較理想的選擇。

    4.合理選擇除塵點(diǎn)和配置除塵系統,保證舊砂再生質(zhì)量,防止粉塵外逸,提供良好的作業(yè)環(huán)境。從使用經(jīng)驗來(lái)看,由于樹(shù)脂砂和新型水玻璃自硬砂工藝、設備的特殊要求,一般的理論值和推薦值需作較大的調整。合理的系統設計可在保障除微粉和防塵效果的同時(shí)降低運行成本,避免由風(fēng)量不足或過(guò)大對舊砂質(zhì)量造成不利影響。

    5.采用先進(jìn)的型砂混制設備,采用工將機械生產(chǎn)的帶有沸騰除微粉裝置的混砂機可消除砂料殘留的粘接劑膜、細微粉塵。明顯降低粘接劑的加入量(粘接劑加入量較一般的混砂設備下降15%),降低型砂發(fā)氣量,提高透氣性和耐火度,提高型砂質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本,具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

    6.采用先進(jìn)的混制工藝,一般認為高速強力混制工藝有利提高混制均勻性,縮短混制時(shí)間,有利于提高型砂終強度。

    7.粘接劑的準確定量和適時(shí)加入也是降低生產(chǎn)成本確保型砂質(zhì)量的有效手段。

    三、新型水玻璃自硬砂工藝

    該工藝是水玻璃砂綜合改性發(fā)展的新型工藝(水玻璃加入量已降至2.5~3.0%)。推廣使用單位的生產(chǎn)實(shí)踐表明,其操作工藝性能、鑄件外觀(guān)質(zhì)量、尺寸精度達到了呋喃樹(shù)脂砂的水平。除其舊砂再生性能略差外,還具有粘接劑不含S、P、N,不含引起合金件吸入的有害元素,高溫容讓性好等優(yōu)點(diǎn)。

    針對水玻璃舊砂中Na2O含量較高,容易吸潮,粘接劑膜柔韌性強,不易脫落等特點(diǎn),新粘結劑中引入了有機活性離子,以激活水玻璃,改善粘結強度對Na2O含量敏感性等措施。還推薦采用舊砂加熱復合再生技術(shù)。

    水玻璃作粘接劑的舊砂除有較強的吸濕作用外,其粘接劑本身含有一定量的水分,澆注的高溫不可能排出大量的水分,為改善其再生性能,舊砂需進(jìn)行加熱脫水使粘接劑膜脆化易于脫落。

    加熱復合再生機對砂料進(jìn)行熱氣流干燥,使粘接劑膜脆化,隨即進(jìn)行低速強搓擦的脫膜再生。其動(dòng)力消耗小,易損件少,使用壽命長(cháng),再生效果好,砂粒破碎少,還有一定的砂粒整形作用。

    混砂機我們推薦使用新型水玻璃自硬砂專(zhuān)用混砂機。

    如果特種砂(如鉻鐵礦砂等)用量較大,還需在風(fēng)選分級設備上加入特種砂分離設備。移動(dòng)式混砂機臺車(chē)上還可配備面砂專(zhuān)用混砂機。

    山東工將機械科技股份有限公司

    魯公網(wǎng)安備 37011302000381號


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