消失模鑄造與V法鑄造型砂降溫方案分析

　　任樹勇

　　摘要：介紹消失模和V法鑄造干砂降溫，水冷浮騰砂冷卻，水浴冷卻滾筒，逆流水冷換熱冷卻，冷卻提升機(jī)，復(fù)合式砂溫調(diào)節(jié)與除塵裝置的應(yīng)用分析。

　　關(guān)鍵詞：型砂降溫，冷卻方式，應(yīng)用分析

　　消失模鑄造和V法鑄造的相同方式，采用無粘劑干砂振動負(fù)壓造型，澆注成型的鑄造工藝方式，型砂回收率等達(dá)95%以上，無污染，無垃圾排放堆積，節(jié)能、環(huán)保，提高鑄件光潔度的理想效果，由于型砂不添加粘合劑的作用，干砂無大塊固狀，球狀固體砂團(tuán)，無需粉碎、破碎，由輸送機(jī)、落砂篩分進(jìn)入提升機(jī)入砂庫的型砂處理方式。

　　消失模鑄造和V法鑄造型砂回收基本流程，型砂舊砂回收的砂斗采用矩形混凝土結(jié)構(gòu)或金屬焊接的砂斗，只有進(jìn)砂口、落砂柵板及鋼制錐形斗結(jié)構(gòu)方式，型砂在整個回收過程，基本處于封閉狀態(tài)或通風(fēng)不良的狀況，鑄件經(jīng)高溫與型砂貼近面積溫度達(dá)300-500℃，整體測試砂溫100℃以上，短時間內(nèi)型砂降至到使用溫度很困難，自然冷卻降溫受多種因素和時間無法達(dá)到理想效果，如不及時降溫，砂溫越高，會影響鑄件品質(zhì)以下幾個方面。

　　1. 砂溫影響鑄件幾個方面

　　1) 過熱的舊砂惡化了鑄型的散熱條件，當(dāng)澆注厚大鑄件時，會因冷卻效果形成不合理的凝固順序，鑄件產(chǎn)生縮松，改變鑄件內(nèi)部結(jié)晶方式，影響鑄件金相組織及機(jī)械性能。

　　2) 過高的砂溫使泡沫模樣，V法涂料會產(chǎn)生水蒸汽凝聚在型模上，形成涂料松散，増加了鑄件的機(jī)械粘砂和氣孔缺陷的可能性。

　　3) 熱的砂子與冷的儲砂斗斗壁，模板接觸，水蒸汽凝聚成水，產(chǎn)生掛砂，粘模，惡化起模性能 。

　　4) 過高的砂溫能使消失模模樣變形，V法塑料膜接觸就會融化，并且粘結(jié)在模型上，容易出現(xiàn)塌箱，粘砂，從而影響造型和鑄件質(zhì)量。

　　2. 型砂降溫的設(shè)備

　　1) 臥式水冷浮騰砂冷卻裝置，如圖所示，型砂冷卻浮騰床裝置的冷卻能力(kg/h)S為砂床中砂的質(zhì)量(kg)T為干砂冷卻時間(min)，通常每分鐘需通60kg冷水循環(huán)，用于20噸，以每小時砂處理量。

　　2) 水浴冷卻滾筒冷卻型砂降溫裝置(3)，采用水浴式冷卻滾筒輸送機(jī)，滾筒外圍循環(huán)水管進(jìn)行水浴式噴淋，將熱砂傳給滾筒的熱量帶走降低砂溫，在滾筒內(nèi)部有導(dǎo)流葉片及循環(huán)水管熱砂在導(dǎo)流提升葉片的提升作用下，將混雜在砂中的微粉拋起通過滾筒輸送機(jī)出口的除塵管路抽出微粉，并帶走熱砂中的部分熱量，同時落下的熱砂與滾筒內(nèi)水管充分熱交換進(jìn)一步降溫，從而獲得滿足工藝要求的合格砂。

　　3) 立式逆流水換熱冷卻器(4)，熱干砂進(jìn)入上儲砂段，再進(jìn)入五級冷卻段冷卻，冷卻段中的熱交換管為翅片管，以加強(qiáng)換熱面積，冷卻段為下部調(diào)節(jié)框，調(diào)節(jié)框按一定的時間關(guān)閉或開通，控制干砂在冷卻段內(nèi)冷卻時間，在大批排生產(chǎn)中，尤其夏節(jié)，為確保干砂冷卻，立式逆流水換熱冷卻器與水冷浮騰冷卻床、水浴式冷卻滾筒冷卻裝置，砂溫調(diào)節(jié)器組合使用，達(dá)到型砂降溫效果。

　　4) 冷卻提升機(jī)(5)，冷卻提升機(jī)是一種冷卻兼提升的熱砂冷卻裝置，其工作原理是經(jīng)過磁選和篩分后的舊砂均勻地送給提升機(jī)熱砂入口，帶有刮板的膠帶以2.5m/s的速度將熱砂提升到頭輪轉(zhuǎn)彎處，由于方向的改變，刮板的舊砂被離心拋出，一部分從擺動擋板下進(jìn)入卸料口，另一部分砂子碰到擺動擋板后，被刮回到提升段被重新提升，抽風(fēng)機(jī)便提升段形成負(fù)壓，從垂直縫隙進(jìn)入的逆流空氣與熱砂進(jìn)行熱交換，使砂溫得到冷卻。

　　冷卻提升機(jī)的冷卻性能

　　冷卻機(jī)的舊砂必須經(jīng)過磁迭、篩分、均勻給料，室溫度高達(dá)37℃以上，冷卻效果變壞，砂溫降溫不明顯。

　　5) 復(fù)合式型砂冷卻裝置，綜合分析消失模和V法鑄造型砂降溫基礎(chǔ)新開發(fā)的一種型砂降溫冷卻裝置，可單獨(dú)使用，又能與水浴滾筒冷卻和水冷浮騰冷卻床，冷卻提升機(jī)組合串聯(lián)使用與除塵復(fù)合型砂降溫裝置，采用定容式羅茨風(fēng)機(jī)，保持風(fēng)壓3500-4000pa，壓力強(qiáng)化送風(fēng)，達(dá)到風(fēng)冷卻型砂，改變過去型砂降溫與蛇形循環(huán)水管接觸帶走型砂熱量的方式，采用型砂經(jīng)管壁接觸與下部儲砂循環(huán)水管接觸雙重帶走型砂熱量方式，實(shí)現(xiàn)型砂經(jīng)磁選、篩分、提升的作用，高風(fēng)壓作用下多方位吹入冷風(fēng)，回收舊砂經(jīng)風(fēng)冷的作用和風(fēng)速作用吹動干砂，風(fēng)壓和風(fēng)速動力使干砂成沸騰模式，傾斜篩網(wǎng)使砂子不規(guī)則運(yùn)動，吹散型砂的微粉，由引風(fēng)機(jī)達(dá)到除塵效果，型砂由風(fēng)冷卻后進(jìn)入循環(huán)管式水套流程，從而帶走大部分熱量，下部儲砂水循環(huán)管也帶走一部熱量，型砂調(diào)節(jié)閥來控制型砂流量和型砂溫度的綜合調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)型砂風(fēng)冷除塵，型砂水冷，水冷型砂的三種效果。

　　復(fù)合式型砂降溫與除塵器裝置，克服了風(fēng)壓不穩(wěn)定和風(fēng)速緩慢的現(xiàn)象，足夠的風(fēng)壓吹破型砂中的灰塵和細(xì)小微粒，型砂量雙層水循環(huán)帶走，型砂的溫度，從而達(dá)到型砂降溫的目的。

　　消失模鑄造和V法鑄造干砂負(fù)壓鑄造工藝，砂子降溫好壞影響鑄件質(zhì)量，采用型砂降溫與除塵是保證鑄件質(zhì)量和消失模和V片鑄造的關(guān)鍵因素。

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