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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
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