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关于广西玉柴机器股份有限公司 铸造一车间煤粉

文章作者:admin    时间:2019-04-28 14:12

 

本篇主旨是共同探讨铸一车间铸件砂眼和夹砂等缺陷存在的原因是否与型砂材料或者是型砂数据适宜性有无必然相关性。
一、原因分析:
1、推测验证:去年12月型砂性能数据显示,湿压拉、泥份数据尚可,土粉比还算合适,可紧实率水比偏大,根据铸件有大比例夹砂和砂眼,根据现场抚摸待浇的砂型并结合李工反应型砂发散,韧性差等现象判断原因:1)膨润土量和水分数据失调,没有发挥膨润土应有的潜能。2)型砂偏粗,泥份高加上砂温高型砂保水性差,型砂发脆、发散。当时调整方案是稳定水分、强度,调整膨润土和水分的匹配区间,适量水分对型砂柔韧性的发挥是关键,型砂水分受热迁移,造成背水层强度降低,是引起夹砂的主要原因,必须控制(当时和李工在型砂检测室做模拟型砂强度与水分相关性做了一些验证),目的是提高湿态强度,改善型砂的保水和柔韧性性能。
 2、型砂性能数据:

 

零件名称:                       工序名称:配型砂                       控制特性:型砂型能                     检查频次:

日期

当气温及湿度

取样时间

取样地点

机型

湿压强度(Mpa)

水份(%)

透气性

紧实率(%)

结论

检验员

备  注

12.19

19℃ 74%

18:10

17#皮带

901000机体

0.146~0.146

2.95

140

50

合格

检2306

①3500pa②27.5③7.74%④5.33%⑤11.19

12.25

19℃ 78%

17:35

17#皮带

L3000机体

0.147~0.150

3.00

130

48

合格

检2306

①3750pa②27.5③7.47%④5.48%⑤11.14

8.27

15℃ 71%

17:05

17#皮带

L3000机体

0.154~0.159

2.97

140

46

合格

检2322

①4000pa②27.5③7.41%④5.29%⑤11.57

3.28

21℃ 79%

11:45

17#皮带

L3000机体

0.157~0.158

2.96

135

46

合格

检2322
















2)数据研判:对比2月27号煤粉切换以及切换后一个月的数据研判,湿拉、透气性略升,紧实率略有下降外,其它指标波动有限,需要强调的是3月1号调整了型砂工艺(加了3kg/碾的α淀粉),为稳定型砂发气量,降低煤粉的补加量4kg,接着铸件夹砂砂缺陷有所改善,而且3月27号前后降低α淀粉至1kg/碾时,铸件质量既有反复,回调至现在的2kg/撵的α淀粉补加量至今。
3)α淀粉的吸(保)水性较微粉和膨润土好,不影响型砂湿压而能有效推高热湿拉和韧性,个人认为加入α淀粉,提高了型砂的保(吸)水性能,同样水分会拉低紧实率,改善透气性,呛火几率自然降低,气孔和夹砂缺陷降低。
4)通过现场观察(焰色、夹砂位置及性状),夹砂在上、下型均有存在,位置大都在带深腔的根部或是侧面,而且均有涂料覆盖。判断是砂温偏高、泥份高或是型砂粗等原因,造成砂型脆、散,保水性差(混砂时如果强意加水,紧实率会高,则型砂回弹开裂会造成混制的型砂流动性差,严重会影响铸件尺寸),从切换前混砂到浇注工段这段时间,砂型表层水分流失型砂会发散,到加入α淀粉,优化了流动性,降低紧实率/水分比值,并伴随铸件质量的改观,也正说明型砂保(吸)水性差,造成混制好的型砂到浇注工段表面水分流失,型砂变脆、发散,低水分的型砂造就低强度的砂型,即便有涂料覆盖也会在涂料薄弱地方经不起高温铁水的烘烤和静压力考验(可排除由于型砂膨胀性因素造成砂子脱落),形成砂眼或夹砂缺陷。

4)期间型砂数据变化逻辑与型砂工艺调整的时间窗口具有相关性(如下图)。




二、关于煤粉:
1、作用机理:煤粉在型砂中的作用是在高温环境下挥发出具有还原气氛或是防粘砂碳生成,在铸件和型砂间形成不被高温铁水亲润的隔离层,并形成防粘砂层的只是在型砂中起到防粘砂作用,同时改善型砂的退让性,另外煤粉受高热时的焦化性,提高表层砂型的拉强度,以抵抗表层的鼓起力,稳定型砂高温性能,减少铸件夹砂缺陷,煤粉的优劣会影响型砂的泥份和发气量。即便形成夹砂,没有涂料覆盖的区域夹砂才对,可现实是有涂料覆盖的地方反而夹砂。无论从理论还是铸造实际角度,改善型砂保水性、柔韧性以及强度不是煤粉所能为。

 

 

材料
数据
项目

光亮碳
(%)

挥发物
(%)

发气量
(ml/g)

灰分
(%)

烧失量(%)

硫分
(%)

水分
(%)

140目通过率
   (%)

焦渣特征
(级)

G值
(%)

Y值
(%)

楷模(A)煤粉

13.85

33.27

351

9.14

90.53

0.42

2.21

96

5

83.05

8.93

B煤粉

11.3

33.42

362

8.83

91.67

0.51

2.63

95

5

76.41












2、生产工艺及质量控制:煤粉的生产工序主要包括:脱水、混配、碾磨和包装,源头把好材料供应端,过程管控好原材料入库、脱水、混配和碾磨关,终端严格遵循产品出库检验的闸门,过程监控采用车间检测半成品和中心化验室随机抽查过程监控数据,原材料进厂和产品出库检测交叉联控机制运作。煤粉质量的优劣关键是原材料,然后是工艺过程管理和监控。
三、切换预案:
1、结合两家煤粉指标判断,以现有型砂的透气性及水分状况,并结合从现场浇注、落砂情况和数据判断,煤粉量在上线,建议保持现有工艺,按现有煤粉补加量切换,关注紧实率/水分和透气性的变化。结合现在数据对标切换前的逆向推理(归位),可能会出现的状况有:
1)小概率会型砂紧实率升高,透气性变差,呛火几率升高。就降低煤粉的补加量或者多淘汰旧砂,泥份和发气量会跟随略降低,在确保型砂柔韧性的前提下,增加保(吸)水材料的量,推高型砂流动性和透气比率(透气性高时能显著提高水分迁移速度,能减少高湿区的膨胀力,适当提高透气性对提高抗夹砂能力有较大作用),稳定水分的前提下降低紧实率和呛火几率,紧实率/水分自然降低;
2)小概率会型砂韧性变差、发散。降低型砂含泥量,旧砂应多淘汰一部分,降低泥份及鲕化因素造成的砂型变脆,并要注意(废)芯砂的加入量的变化;不建议再增加煤粉补加量,可适当增加膨润土和α淀粉的量;
3)大概率会型砂数据波动有限,而且铸件质量稳定,就保持现有型砂添加工艺不变;
2、膨润土的量可根据紧实率、溃散性或者强度指标和紧实率/水分的值再作进一步调整,湿拉/湿压不要太小,否则会造成型砂回弹开裂;
3、根据现场火焰、落砂情况和煤粉有效量判断煤粉的量处在上线;
4、管控型砂紧实率和含泥,建议紧实率/水比值在12~14为宜,确保溃散指数不要低于60%,这个过程型砂循环至少15个周期。
5、稳定型砂湿压拉强度,控制好膨润土/水的值。每种膨润土在特定型砂环境下会存在某一紧实度下型砂的透气性和湿拉较高而湿压强度中等,这时的水分可以设定为型砂水分。型砂紧实度控制不好,使得带深腔或是吊砂的复杂砂型或承受较高的高温金属的静压力部位出现渗透粘砂,所以必须降低型砂含泥量调整好膨润土/水分的值及潜粘土量的控制。紧实率过高、过低均会让型砂开裂(铁液静压力造成铸件粘砂、夹砂),而过高同样会引起砂型紧实后的回弹(高压造型压实比压太高或型砂脆,呈现湿拉/湿压值小),引起型砂开裂造成铸件夹砂或粘砂缺陷。关注紧实度与膨润土/水分比值和热湿拉强度的数据波动,应确保型砂热态性能稳定,还有紧实率与透气性的协调。
四、建议:
1、适当放宽煤粉粒度区间,可改善型砂透气、流动性和高温稳定性,降底型砂含泥量,避免造成铸件气孔缺陷。
2、多方举措改善型砂柔韧及高温性能,降低砂温。
3、管控型砂的粒度分布。
型砂混配工艺和控制参数恰当与否是决定型砂型性能和高品质铸件的必要条件,只有含泥、湿压强度、热稳定性等反应型砂性能的数据稳定了,铸件品质才能保障,我在此无法给出准确量化的指标,只能建议调整的方向,至于对调整的力度的拿捏还有待在实际生产现场状况逐步摸索。以上方案是我们个人的观点,供各位同仁参考,当与不当之处,望各位多指正,为盼!


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