如何保证湿型砂系统的稳定性？

发布时间： 07 / 17 2021 作者：网站编辑访问：13626

一，简介
由于生产条件和环境的变化，铸件的其他参数也必然会发生变化。如果型砂工艺不能及时调整，砂系统就会不稳定，最终导致铸件清理难度加大甚至报废；

这样就需要调整原有型砂工艺，稳定砂系统；型砂的材料成分主要由旧砂、原砂、膨润土和添加剂组成。由于型砂95%以上为旧砂，而旧砂受铸件砂铁比不同、芯砂混合量不同等因素影响，导致砂的波动非常大。材料组成。因此，控制型砂的成分，需要检查型砂中的有效膨润土含量、有效添加剂含量和泥浆含量，以确定混砂时膨润土、添加剂和原砂的添加量。

本文将简要介绍笔者所在公司的代工厂是如何扎根于实际生产过程中的。
根据参数的变化，调整型砂工艺，保证型砂系统的稳定性。

2、型砂关键参数定义：

1、有效膨润土含量：有效膨润土（活性）含量是根据膨润土中所含蒙脱土矿物能吸附亚甲蓝等染料的特性确定的；指用5.00%浓度试剂纯亚甲蓝溶液[mL]滴定0.20g型砂；按膨润土标准曲线公式换算(%)

2、添加剂有效用量：与型砂添加剂的放气量比较，按公式计算；即1.00g型砂在900℃下的放气量[mL]减去型砂中活化膨润土的放气量（计算前测得的平均量），然后与1g添加气体量（%）进行比较。

3、泥浆含量：根据国家标准GB/T9442-1998，直径小于20μm的细粉颗粒定义为泥浆。污泥通常采用冲洗法去除[2]。

4、型砂粒度：以AFS细度表示，即根据假想筛痕反映砂粒的平均粒度[3]；

5、AFS细度计算方法：美国铸造协会规定的AFS细度测量程序和计算方法如下：

①. 先称取约50g待测砂样，洗去泥浆，晾干，然后过筛

②. 称重并记录留在每个筛子上的砂粒质量；

③. 计算每个筛子上残留的砂粒量占砂样总量的百分比；

④. 将每个筛子上剩余砂粒量的百分比乘以每个筛子对应的“AFS细度乘数”；

⑤. 将每个筛号的上述乘积相加得到总和：

⑥. 将第 5 项所得总和除以第 3 项中每个筛子上保留砂的百分比总和，得到 AFS 细度

3、调整方案：

工厂使用的混砂设备为DISA砂磨机和造型设备KW静压造型线；通过半年的数据统计，其型砂系统制定了以下方案：

1.统计数据：

①根据造型主机的设定值确定每箱的型砂添加量，根据每箱铸件的重量和浇注的重量计算每箱铸件的砂铁比系统，以及铸件中使用的芯砂量；

②废砂排放量及芯砂及辅料用量统计

③型砂系统除尘统计

2. 沙子调整：

①根据生产情况，当一个铸件连续生产两天以上时，应确定型砂辅料（膨润土、添加剂）的添加量，并统计型砂有效量的变化，并然后在其他铸件的连续生产过程中逐渐验证了砂铁比与添加量的关系；

②型砂粒度的调整：按50/100筛的中值进行调整（50/100筛的硅砂，平均细度的中值为50[4]），当型砂的AFS为≤50，通过添加细砂70/140或更细的新砂140/70调整，每磨机添加30kg-60kg，分析粒度变化。

③型砂含泥量的调整：通过每日除尘统计分析型砂系统含泥量的变化；

四、具体调整过程：

1、铸砂铁比统计：

（注：由于X2B1缸体采用整体砂芯铸造，不会燃烧型砂，故铸件外型砂重量按“0”计算）

2、根据铸件的砂铁比调整有效量。 56D缸体的砂铁比为6.57。上述铸件中，砂铁比在缸体铸件中最高。因此，首先测试56D缸体：

连续三天生产56D时，添加量为22kg/mill，粘土添加量为33kg/mill；添加剂有效用量由4.55%提高到5.03%；粘土有效量从6.56%提高到7%；增加约 0.5%；意思是生产56D缸时，添加量要调整到高于砂系统的平衡值；

通过以上数据分析，辅料添加量调整如下：

1) 缸体复现时，添加量调整为19kg/mill，粘土添加量为26kg/mill时，连续三天数据统计，有效添加量由4.36%变为4.29% ; 粘土的有效量从 4.36% 变为 4.29%。 7.22% 变成 7.11%；有效量上下浮动0.1%；因此，工艺调整方案合理，能保证型砂系统的平衡；

2）同理，通过实验数据分析和理论计算其他铸件的辅料添加量与有效量的关系；复制不同铸件时，调整辅料添加量。

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

①16月21日至4257月4257日，五天共磨砂3次，约900*14/0.26=16次；每个循环的粒度变化约49.15（每次研磨）；因此，16月70日型砂的AFS值为140；从60月21日起连续52.84天加入XNUMX/XNUMX新砂调整粒度，每磨XNUMXkg，XNUMX月XNUMX日型砂AFS值为XNUMX；

②25月27日至2165月2165日，三天共磨砂3次，约900*7/0.22=24个周期；每个循环的粒度变化大约为 52.44（每次研磨）；因此，52月53日砂AFS=70，当型砂粒度达到140-26时，连续加入140/70新砂对砂系统AFS影响不大；从60月1日开始，连续三天添加28/54新砂进行调整，每次研磨添加XNUMXkg，XNUMX月XNUMX日，砂的AFS为XNUMX。

（注：①一汽企业标准规定70/140石英砂70,100,140筛分率≥80%，其中70,100筛分率≥60%；140/70石英砂70,100,140筛分率≥80%，其中100,140筛分率≥60% % ②每次粉磨量为3吨，系统砂量估算为900吨）

4、连续三个月含泥量和除尘效果对比：

由于4-8月北方气候寒冷，冷除尘管道内的粉尘在热除尘后会凝结固化。如果管道不及时清理，堵塞会频繁发生，每天排放量在XNUMX-XNUMX吨不等。砂体系统含泥量波动较大。在此期间，提高除尘能力和降低含泥量的唯一途径是增加除尘设备的风量和疏通管道；

进入7月份后，气温逐渐升高，粉尘凝结凝固现象不再出现，除尘量逐渐稳定，达到日均排放8-XNUMX吨，含泥量波动幅度缩小；
还可以通过添加新砂或减少辅助材料的添加来降低型砂系统的含泥量。这两种方法的缺点将在测试结论中说明。

五、测试结论

1.调整砂辅料有效用量

膨润土晶体受热有一定程度的破坏，加水混合后湿粘结强度明显下降。膨润土的晶体结构在较高温度和较长时间加热后完全破坏，变成没有内聚力的“死粘土”。铸件厚度增加、砂铁比低、浇注温度高、冷却时间长等都会增加膨润土的烧损。

判断型砂中有效煤粉是否充足，最直接的方法是观察铸件表面的平整度，是否有粘砂现象。旧砂中的部分煤由于浇注的熔融金属的热量而燃烧，需要补充。另一方面，还需要添加新添加的材料，如新砂、混合芯砂和膨润土，才能达到有效粉煤水平。混砂时加入的煤粉总量为燃烧损失量与额外补充量之和。（有效煤粉相当于文中有效添加剂）

2、砂粒大小的调整：

高压型砂的粒度一般为50/140，而树脂砂芯的粒度多为50/100或更粗。芯砂混合过多，会影响整个旧湿砂的粗化，增加砂的渗透性，使铸件表面粗糙。

为防止型砂粒度变粗，可将除尘系统中的颗粒回收到旧砂中。或加细新砂调整；如铸造厂所说，当型砂的AFS达到48左右时，连续加入70/140或140/70新砂进行调整；但是，由于铸件被打碎到砂系统的核心，砂量已经很大。如果型砂粒度没有粗化到不能承受的程度，不建议连续加入如此大量的新砂，否则会影响型砂系统的其他性能指标（含泥量、有效量和新沙量过多造成的强度）。 )对；有影响；

3、含泥量的调整

含泥量的增加会导致型砂的渗透性降低，在浇注过程中会出现“气爆”现象，铸件会因爆炸和粘砂而报废。型砂系统的含泥量不宜过高；砂系统的含泥量可以通过减少辅料的用量来降低，但有效膨润土含量的降低会导致型砂强度降低，提升抗砂能力降低；有效用量减少会导致型砂抗粘砂能力下降。

如果增加新砂的添加量来调整泥浆含量，首先计算出各种新添加的材料在铸砂中产生多少泥浆，然后可以计算出需要添加多少原砂才能使泥浆含量达到型砂符合工艺规程。

如文章所述，铸造厂每加入0.1公斤新砂，可降低30%的含泥量；但是新砂的过量添加不仅会造成成本的浪费，还会降低型砂系统中旧砂的比例，降低型砂的性能。，型砂发散，影响型砂成型能力，在铸造过程中出现洗砂现象；

因此，笔者认为如果能通过调整除尘设备来控制砂体系统的含泥量是最佳选择。

总而言之，稳定砂系统是要能够生产出高质量的铸件。通过这个概念，我们必须根据不断变化的生产条件不断调整型砂工艺，以满足生产需要。

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