铸造全自动砂处理工艺

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1、铸造全自动砂处理工艺 孙志扬庄肃栋杜纪柱 (潍柴动力股份有限公司铸造二厂山东潍坊261001) 摘要：本文着重介绍T-k-自动生产条件下在线型砂性能检测控制仪、双盘冷却器控制参数的优化．结合生产铸件对型砂性能的实际要求，对型砂含泥量、透气性、紧实率等参数进行的调整和优化，以及全自动生产条件下砂处理工艺参数的控制范围和控制方法，本文可为相似生产条件下砂处理系统的调试和型 　　关键词：砂处理水分紧实率含泥量 　　1、前言 潍柴新建铸造工厂主要以国外先进铸造设备为主，自动化程度高。2007年6月进入设备热调试阶段，并开始小批量试生产，

2、砂处理系统调试期间遇到了一些技术问题，如砂垂成型率低、脱箱、铸件局部粘砂、混砂不均等。通过反复的生产工艺试验，最终确定了在线型砂性能检测控制仪、双盘冷却器的控制参数，并结合生产铸件对型砂性能的实际要求，对型擎含泥量、透气性、紧实率等参数进行调整和优化，制定了全自动生产条件下砂处理工艺参数的控制范围和控制方法，型砂性能较好的满足了铸件质量要求。本文主要针对以上内容作简要介绍。 　　2、砂处理系统设备状况 砂处理系统是与生产效率70箱／小时的Kw气缸体造型线相匹配，主要设备为德国Kw公司制造的混砂机、在线型砂性能检测控制仪、双盘冷却

3、器等。全套系统通过中央Pc控制，主要参数通过电子显示，菜单更改设置，其中混砂机为高速转子式，生产能力为160吨／小时，辅料、水采用电子秤定量自动加入；旧砂回收系统采用：三级磁选、两级滚筒破碎筛分，通过双盘冷却器对旧砂增湿、冷却、预混，通过中间砂库对冷却后旧砂“熟化”。 　　3、型砂控制参数的调整、优化 生产初期造型过程存在的主要问题：成型率低、落砂前脱箱、铸件下箱成型面粘砂严重、冲砂等缺陷。试生产所用型砂主要由老厂调运的旧砂与大量的新砂组成，新砂含量相对较高，同时由于产量小，型砂周转量少，排尘能力强，导致含泥量低(小于9％)，水

4、分较低(2.3—2.8％)，砂处理按传统生产工艺要求控制。 　　针对以上问题，结合生产现状，从砂处理方面进行原因分析。 　　3.1粘砂问题 卧浇气缸体下箱成型面粘砂是一个普遍问题，特别现生产气缸体砂型底部形成许多凸起砂胎，局部表面不紧实，在高压头铁水作用下，便形成粘砂，因此要改善粘砂状况，必须提高砂型表面紧实度，影响砂型表面紧实度的型砂因素主要是含泥量、透气性、紧实率。型砂紧实率减低，流动性提高，有利于砂型局部成型，有利于提高紧实度；提高型砂含泥量有利于充填砂型表面砂粒间隙，有利于提高紧实度；型砂透气性过高，砂粒间隙较大，不利于

5、提高紧实度。 　　3.2砂型成型率低、脱箱及冲砂缺陷原因分析 造型成型率低、砂型脱箱及冲砂缺陷，与生产初期型砂含泥量过低关系很大。高压造型状况下，型砂含泥量低，含水量2.3--2.8％时，型砂并不好用，因为这种低含水量的型砂，水份只要有0.1％波动，就会对型砂性能造成极大影响，这是由于型砂中的吸水物质过少造成的，一定量的吸水物质对型砂性能有“微调与稳定”的作用，水分高时，吸水物质吸水，可以使膨润土所吸收水分比较稳定一致；混好的型砂在输送过程中水分蒸发时，吸水物质所吸的水先蒸发，而粘结砂粒的粘土膏中的水分较稳定，型砂的性能也就波动

6、较小。由于试生产状况下型砂含泥量过低，导致水分较低，这种型砂“微调与稳定”的作用难以发挥，同时环境温度较高，由于水分进一步损失，导致造型时型砂性能变化大，型砂的强度及韧性下降，故成型率会低，同时砂型局部水分损失严重干化，浇注后易产生冲砂；同样，由于型砂强度的下降，砂型与砂箱间的附着力小，导致砂型落砂前移箱时脱箱问题。 基于以上分析，我们首先调整砂处理生产工艺，含泥量由原来≤13％只控制上限，改为10～12％，同时控制上下限，结合试生产条件，通过加大膨润土及砂处理系统排尘收集的细粉补加量提高含泥量；紧实率由传统的38～50调整为3

7、4～42，透气性由≥100改为100～140，控制透气性上限。 在修改砂处理工艺的同时，调整造型工艺参数：上、下箱采用不同的压时比压，保证下箱砂型紧实度的同时，使上箱具备合理的透气性；调整预加砂量及加砂分布情况，使砂型实际紧实度、强度更均匀。 通过以上改进后，造型成品率显著提高，脱箱、冲砂问题彻底解决，粘砂状况有效改善。因此，新造型线调试，在条件允许的情况下应尽可能多的加入旧型砂，若型砂主要由新砂构成，调试过程应加大粉状材料加入量，砂处理系统排尘收集的细粉可重新回收利用。 　　4、设备生产参数的优化 　　4.1双盘冷却器生产参数

8、的优化 双盘冷却器工作原理：旧砂进入双盘后，一方面经搅拌器翻腾搅拌，同时底部由鼓风机进行高压吹风，使旧砂有一定沸腾作用，与喷淋的冷却水充分接触，形成水汽，经过排尘吸出，排出粉尘的同时带走热量。旧砂在双盘冷却器内经过加水、冷却、搅拌，使旧砂中的粘土，粉尘和各种吸水