生產(chǎn)鑄鐵件用的濕型砂中，加入少量煤粉作為輔助材料，可以提升鑄件質(zhì)量，但一定要選擇合適的煤粉粒度。具體分析如下：

1.在黏土濕型砂中加入煤粉，在鑄件成形過程中的作用主要有四個(gè)方面：

（1）澆注后增強(qiáng)型內(nèi)的還原性氣氛  鐵液注入砂型后，使型砂中的煤粉受熱分解，所釋放的還原性氣體在型腔中能防止鐵液氧化，抑制鑄件表面形成FeO，這對(duì)于防止黏砂缺陷有非常重要的作用。

（2）改善鑄件的表面質(zhì)量

鐵液注滿型腔后，型內(nèi)氣氛為還原性氣氛，在這種條件下，煤粉析出的烴類（尤其是芳香烴）氣體，會(huì)凝聚于鑄型表面，形成光亮碳膜，能防止黏砂并使鑄件輪廓清晰、表面光亮。

（3）抑制膨脹缺陷的產(chǎn)生

靠近金屬-鑄型界面處，型砂中的煤粉受熱而發(fā)生焦化反應(yīng)時(shí)，先軟化并發(fā)生體積收縮，然后再膨脹。貼近鑄件的型表層升高、達(dá)到石英的相變膨脹溫度時(shí)，其附近的型砂中，煤粉正好處于軟化和體積收縮的溫度，可以容讓型表層砂粒的膨脹。因而可防止鑄件上出現(xiàn)夾砂、鼠尾之類的膨脹缺陷，并改善鑄件尺寸的穩(wěn)定性。

   （4）煤粉的焦化也有助于改善鑄件的表面質(zhì)量

貼近型表層的型砂中煤粉焦化時(shí)發(fā)生體積膨脹，能填塞型表層砂粒間的空隙，使鐵液及由FeO產(chǎn)生的易熔硅酸鹽難以滲入，從而改善鑄件的表面質(zhì)量。同時(shí)，離開鑄型表面一定距離處仍然能保持應(yīng)有的透氣性。

2.多年來，我國(guó)鑄造企業(yè)習(xí)慣于用超細(xì)煤粉，無論從安全生產(chǎn)的角度，從環(huán)境保護(hù)的角度，從功能、效果的角度，還是從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，不作具體分析地一律采用超細(xì)煤粉都是很不妥當(dāng)?shù)?，采用?xì)煤粉會(huì)帶來很多問題：

（1）安全、環(huán)保方面的問題  煤粉是易燃物料，在空氣介質(zhì)中易于自燃，如果空氣中含有彌散分布的煤粉，會(huì)形成易爆炸氣氛。

在英國(guó)，煤粉加工企業(yè)必須遵守《處理危險(xiǎn)物料和易爆炸氣氛的規(guī)程》，這項(xiàng)規(guī)程與歐洲的ATEX規(guī)程是一致的。在制備煤粉的過程中，確保安全是至關(guān)重要的，要經(jīng)常監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境氣氛中煤粉的濃度和CO的含量。煙煤煤粉在空氣中的含量在30～1500g/m3為爆炸的極限濃度。必要時(shí)，要吹氮?dú)獗Ｗo(hù)。

在包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中，都必須按易燃物料的要求處理，以保證安全。

煤粉越細(xì)，就越容易自燃、爆炸，安全方面的隱患也就越大。

此外，煤粉越細(xì)，用煤粉含量相同的黏土濕型砂造型，澆注后釋放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）和危險(xiǎn)性空氣污染物（HAPs）也就越多。

（2）對(duì)型砂質(zhì)量的負(fù)面影響  黏土濕型砂中所用的煤粉太細(xì)，對(duì)于型砂的質(zhì)量就會(huì)有很多負(fù)面影響，當(dāng)然也就會(huì)影響鑄件的質(zhì)量和質(zhì)量的穩(wěn)定性，如：儲(chǔ)存和在砂處理系統(tǒng)內(nèi)輸送、分配的過程中，揮發(fā)分易于釋放，而且揮發(fā)分的釋放量受多種因素的影響，難以控制，從而導(dǎo)致型砂的性能不穩(wěn)定；加料過程中容易被排塵系統(tǒng)吸走，影響型砂質(zhì)量的穩(wěn)定性；每次澆注后，因受熱界面大，熱解、焦化的的量增大，使型砂中的含泥量增多。而且煤粉焦化以后的細(xì)粒焦炭是多孔性物料，吸水的能力很強(qiáng)，要保持型砂的可緊實(shí)性，就不得不提高型砂中的水分；使型砂的透氣性降低，在高壓造型的條件下使用尤不相宜。

（3）經(jīng)濟(jì)效益方面  采用太細(xì)的煤粉，由于在儲(chǔ)存過程中損耗大、在砂處理系統(tǒng)中因吸塵而損失的量大、因燒蝕多不得不增加型砂中的加入量，也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。

3.正確選擇煤粉的粒度。

（1）煤粉的粒度，應(yīng)該根據(jù)造型設(shè)備的情況和鑄件的特點(diǎn)（輪廓尺寸、壁厚和重量）選用。一般說來，黏土濕型砂中所用的煤粉，粒度應(yīng)細(xì)于原砂的粒度，但也不宜過細(xì)。如果生產(chǎn)小型鑄件，對(duì)表面質(zhì)量的要求又較高，可采用較細(xì)的砂粒，配用細(xì)煤粉或超細(xì)煤粉，但這并不是常規(guī)的情況。隨著鑄件尺寸的增大，就以采用較粗的粒狀煤粉為好。近年來，高壓造型設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛。對(duì)于高壓造型設(shè)備，無論水平分型或垂直分型，型砂中都應(yīng)采用粒度較粗的煤粉。這樣，一方面可以適當(dāng)提高鑄型的透氣能力，減少鑄件產(chǎn)生的氣孔缺陷；另一方面，采用粒狀煤粉，澆注時(shí)揮發(fā)分的釋放減緩，型砂中的灰分減少、復(fù)用性能改善，對(duì)于保持型砂性能的穩(wěn)定有很好的作用。如果進(jìn)入系統(tǒng)砂的芯砂數(shù)量較多，導(dǎo)致型砂的總體粒度偏粗，為避免鑄型的透氣能力過高，在這種情況下，可考慮配加略細(xì)一些的煤粉。

（2）當(dāng)然，煤粉的粒度也不能太粗。英國(guó)是最早在黏土濕型砂中配用煤粉的國(guó)家，他們根據(jù)多年使用的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為不能用粒度為1mm或以上的煤粉，否則鑄件容易出現(xiàn)氣孔缺陷。同時(shí)，英國(guó)很少采用細(xì)煤粉或超細(xì)煤粉，只在生產(chǎn)對(duì)表面質(zhì)量要求高的小型鑄件時(shí)適當(dāng)?shù)嘏浜蠎?yīng)用。一般說來，鑄造用煤粉顆粒的尺寸應(yīng)在40～200目，以不同的粒度級(jí)配制訂若干牌號(hào)，以適應(yīng)不同鑄造企業(yè)的需求。