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煤粉的生产及使用

文章作者:admin    时间:2018-04-24 09:54

 

  我厂是生产“铸工”系列煤粉的专业厂家,生产设备5台,年产销量4万余吨,公司配有设备齐全的煤质检测设备,可对生产全过程的质量进行有效监控,在煤粉的生产、销售以及服务方面我们力争做到“专业”,煤粉的质量的好与坏,不能单靠JB/T9222-2008涵盖的7项指标来衡量,更应注重煤粉内在指标,譬如高温粘结(G值),胶质层厚度(Y值)等指标。

我们无论在生产或是销售以及售后方面都会始终坚持“铸工煤粉,楷模服务”的经营理念,目的是让顾客满意。

煤粉的生产及质量控制:

  煤粉的生产工艺不复杂,质量的好坏主要依靠系统的质量控制程序,再加上优质的原材料为依托,并配以与顾客的良好而充分的沟通的基础上,为每个顾客量身定制专属的质量档案,在材料的选用上,我们建议“合适最好”煤粉的生产包括晾晒、混配(高效煤粉)、制粉、包装,全程有车间化验室以及中心化验室参与质量控制及指导,整个生产流程不算复杂,主要是质量控制程序执行的有效性。

煤粉作用:

  煤粉是以平顶山当地的1/3主焦煤为骨料经粉碎制成的产品,外观为黑色或黑褐色细粉。煤粉的作用是利用没在高温的分解及分解后包覆在砂粒表面的碳膜以防止铸铁件产生粘砂和夹砂,同时也起到提高型砂溃散性的作用,因此,煤粉中挥发物的含量是质量分级的主要依据。煤的挥发物包括气体和液体两部分,因此,在控制湿型用煤粉的质量方面,除了挥发物含量外,对煤粉的胶质层厚度(Y值)、粘结指数(G值)及焦渣特征也必须加以控制。煤粉的最主要作用是防止铸铁件表面粘砂,改善表面光洁度。此外还可以防止铸件产生皮下气孔,减轻夹砂结疤倾向,改善铸件尺寸的稳定性。

(1)在铁水的高温作用下,煤粉产生大量还原性气体,防止铁水被氧化,并可使贴水表面的氧化铁还原,减少金属氧化物和型砂进行化学反应的可能性。型腔中还原性气体主要来自煤粉热解生成的挥发分,也包括碳与型砂水分在高温下的水煤气反应生成的氢气。

(2)煤粉受热后开始软化,具有可塑性。如果开始软化至固化之间温度范围

比较宽和时间比较长,则可缓冲石英颗粒在该温度区间受热而形成的膨胀应力,从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件夹砂缺陷。

(3)煤粉受热后产生气、液、固三相的胶质体,胶质体的体积膨胀部分堵伞塞砂型表面沙粒间的空隙,使铁水不易渗透。

(4)煤粉在受热时产生的碳氢化物(主要为芳烃类)的挥发分在650~1000℃

高温下,与还原性气氛中发生气相热解反应,在金属液和铸型的界面上析出一层

带有光泽的微粒结晶碳,即“光亮碳”(或光泽谈)。这层光亮碳使砂型不受铁水

润湿和难以向砂粒空隙中渗透,从而得到表面光洁的铸件。

  我们就拿煤在隔绝空气干馏过程来模拟煤粉在型砂中的热解及防粘砂过程吧,从0℃~1000℃根据加热温度不同,煤的热分解过程大致分为干燥阶段、脱吸阶段、热解开始阶段、胶质体的固化阶段、半焦收缩阶段和焦炭形成阶段,在此需说明的是挥发分产率较高的煤如气煤受热分解后形成很多对热不稳定的低沸点液态产物,很快又受热分解成气态产物逸出,因剩下的液体不足以使煤的大量残留颗粒粘结起来,粘结性较差;而挥发分产率较低的瘦煤或是贫瘦煤,热分解虽然形成较高沸点的液体产物,但是它的数量较少;挥发分产率适中的肥煤或主焦煤准确说是1/3主焦煤,受热分解后能形成较多的液体产物,易于将煤粒粘结起来。煤开始软化的温度T与开始固化的温度t之间的差,即胶质体的温度间隔,表示煤处在胶质体状态所持续的时间。温度间隔大,表示胶质体滞留时间长,液相物质的热稳定性好,HCA系列高效合成煤粉就是很好说明,综上,肥煤和1/3主焦煤就很适宜做媒粉的骨料。

煤粉的使用

  型砂中应有的有效煤粉量因铸件大小和厚薄、浇注温度、面纱或单一砂等因素的影响很大。目前各厂家煤粉品质差异较大,有的煤粉中杂质甚多,发气量较低。高密度造型用型砂发气量大体应在14~30ml。有些型砂中还含有淀粉类材料或混有溃散芯砂,都起到抗粘砂作用,同时还有气体放出,可以和煤粉一并考虑,还应注意个别厂家的煤粉是用气煤和长焰煤制成的,虽说其挥发物相当高,灰分很低,但配置出的型砂抗粘砂效果差,而且铸件易出现气孔缺陷,根本的原因就是G值和Y值出了问题,表象出来就是焦渣特征3级或以下,因此用发气量控制型砂和旧砂中有效煤粉量的方法最适合用于挥发分30~33%,灰分10%以下,焦渣特征为5±1级,G值达到0.45以上的煤粉为宜。

  湿型铸铁工厂应用煤粉的关键是煤粉的质量要好、用量要恰当。但是很多铸造厂对煤粉的质量重视不够。长期使用指标好看但不好用所谓高效煤粉,不但不能防止粘砂和改善光洁程度,而且肯定会给铸造生产带来灾难性后果。因为这种煤粉长期使用会使型砂的性能逐渐变脆,湿压强度虽高而湿剪强度和湿拉强度降低,起模性变差,型砂含泥量提高,含水量居高不下,透气性下降。由于煤粉质量差,不得不加大加入量,同时煤粉也会消耗掉一些膨润土,又不得不往型砂中多加膨润土,使型砂的含水量增大,从而使铸件气孔、砂孔缺陷猛增,废品率升高,凊砂成本居高不下等等连锁反应。因此生产表面要求光洁、无气孔和砂孔缺陷的重要铸件的工厂应当选用质量最优的高效煤粉。

  煤粉的加入量取决于多种因素:逐渐壁厚、浇注温度、浇注速度、铁水压头高度、造型方法、型砂透气率、砂型硬度、铸件清理方法等等。例如用高压造型机造型,砂型硬度高,透气能力差,生产中、厚大铸件型砂中有效煤粉含量可能只需4~5%,用我们高效煤粉则只需3~4%即可。而对绝大多数铸造厂而言,用代用品完全替代煤粉必须慎重行事,譬如阿尔法淀粉经长期使用证明对灰铸铁件有效,是不适用于球铁件的,再譬如混合料较煤粉看似产品颜色环保,简化了采购物流成本,实际上增加了铸造厂仓库的负担(单一规格铸件除外),束缚了型砂调配的机动性。

  采用静压和挤压两种高密度造型方法,典型的型砂性能相关要求给您做以推介,静压造型的湿压强度、有效膨润土和有效煤粉取中间值及以上,挤压造型取中间值及以下。根据气候条件不同及运输距离不同,混砂机取样含水量可能需比造型机处提高0.2~0.4%,紧实率提高2~4%,具体见下表。


 型砂的混砂原材料品质不同,铸件厚薄不同,砂型砂铁比不同,配比可能千变万化,新砂加入是为了补充落砂时的烧结造成型砂的损失,并冲淡型砂中逐渐积累的灰分。混入旧砂中的溃散芯砂作用与新砂类似,只是会使型砂粒度变粗,使型砂透气性提高,如不加以调整,很容易造成型砂性能恶化。但可以肯定的是砂粒上附着的残留树脂膜也可以代替一部分煤粉其防粘砂作用。  综上,鉴于该铸件属薄壁中小型铸件,砂铁比不会很大,同时考虑到铸件材质等因素,建议煤粉的有效含量应控制在4%上下,同时提高型砂系统的含泥量以增强型砂的水分敏感性,提高型砂的水分含量同时也提高了型砂的湿压强度,目的是增强型砂的柔韧性。  在煤粉的选择上应选择高温粘结性稳定的高效合成煤粉,因为我公司所生产的高效煤粉加入了一定比率的低熔点碳质材料和防结疤材料,在提高型砂流动性和韧性的同时很好的补充了煤粉的原由胶质温度的下补空缺,人为拉宽胶质体的温度区间,目的是尽可能长时间稳定的保持煤粉液相物质的热稳定性,防粘砂砂效果会更好,在型砂中的补加量小的同时也能改善混砂工段的黑色污染状况,无论从防粘砂效果还是综合经济效益会更佳。 


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