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1、第三篇砂处理、制芯一、砂处理系统砂处理系统由回砂系统、 配料系统、 混砂系统、 供砂系统四个系统组成。 各个系统独立、相互紧密联系形成完成的砂处理系统， 确保东久线用砂的正常秩序。1、回砂系统（1）当造型机砂型浇铸完成后，砂型通过爬坡振动输送槽进入回砂系统中的振动输送式落砂机中，开始旧砂的回收利用。（2）在振动输送式落砂机上铸件与砂子分离。（3）在旧砂中加水进行第一次降温增水处理。（4）旧砂经磁选将掺杂的碎铁吸出后，由斗提机送到精细六角筛，在精细六角筛内将砂中大砂块或砂芯筛出。（5）筛好的旧砂经皮带机送至沸腾冷却床，并在振动沸腾冷却床前加水(冬季除外 )，在床内蒸发水分降温冷却。（6）冷却后的
2、砂子经斗提机和皮带机运至料仓保存。2、配料系统(1)由圆盘给料机将存于料仓中的旧砂经皮带机、斗提机输送至混砂机上方的旧砂斗内。(2) 新砂及辅料（煤粉、膨润土等）由人工加至各个料仓。3、混砂系统配料系统将各种原料准备好后，按工艺要求以一定的重量比通过圆盘给料机将旧砂、新砂、煤粉、膨润土等加入至混砂机内，混合搅拌，并根据设定好的紧实率自动调整加水量。4、供砂系统混制好的砂子经圆盘给料机及皮带传送至造型机上方料斗，如此料斗料满时给料机会自动停止供料。二、砂处理系统设备状况砂处理系统是与生产效率180 箱/小时的东久造型线相匹配，主要设备为德国爱立许公司制造的混砂机、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，主要参数通过显示器显示，菜单更改设置，其中混砂机为高速转子式，生产能力为60 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”。砂处理系统流程见图3-1 所示。铸件散落砂旧砂废铁废铁新砂铸件下线S202 自动增湿装置旧砂进入双斗料仓S213、S214 圆盘给料机S215 带式输送机S212 气动双侧犁式卸料器S204 废铁单轨吊S102 振动输送式落砂机S103 磷板输送机S203 带式磁选机S201 带式输送机Y338C(带磁选头轮 ) S104 皮
4、带输送机AMFV-IV07R造型线砂处理流程图煤粉、膨润土S216 斗式提升机S211带式输送机S228 带式输送机TOKYU 造型线S227 圆盘给料机S222 转子混砂机S217 皮带给料机S226 橡胶斗S209 振动沸腾冷却床S218 S219 螺旋给料机S220 S208 卧式单轮松砂机S221 螺旋给料机S210 斗式提升机S207 带式输送机S205 斗式提升机S206 精细六角筛新砂铸型1、磁分离装置磁分离是旧砂处理的重要工序。从大量的旧砂中分离出少量的铁料，以达到保护设备和回收铁料等目的。磁分离工序一般是在破碎、筛分和进斗式提升机之前进行；要求高的车间，磁分离要进行23 次，
5、我公司则采用一次永磁带式磁分离装置进行分离，能够有效去除旧砂中铁料等杂质。该装置相比其他分离装置具有结构较复杂，价格贵， 需另设安装架等不足，但具有分离效果好的优势，因此我公司采用一次磁分离，其实物如图2-3。图 2-3 2、精细六角筛旧砂中夹杂一些木块，碎耐火砖块等非金属夹杂物以及大的砂块，需用筛分装置将其清除。在大量生产的砂处理系统中，旧砂的过筛多采用滚筒筛，滚筒筛的断面形状有圆形及角锥形二种，我公司则采用六角筛。当滚筒筛绕其转动轴旋转时，加入的物料被带动在筛面上上下翻滚，进行筛分。细小的物料穿过筛孔掉在筛子下方的斗中，粗大的物料不穿过筛孔而从卸料端排出。圆筒形滚筒筛的中轴需斜放，便于砂子
6、在滚筒中按一定方向流动，其输出速度由倾角大小来决定。斜角一般为5? 7?。图 3-2 精细六角筛3、振动沸腾冷却床 采用风冷 +水冷方式降温。沸腾床内的沸腾板采用先进合理的防堵塞机构，并且清理方便。 ；该机设置双重冷却装置（水冷、风冷），经过破碎后的砂子，其残留的温度远远高于工艺要求的温度（室温 100C） ，尤其是在工件大、循环浇注周期短或夏季的生产情况下，由于受砂箱、 场地、 浇注周期等条件限制，浇注后的砂型得不到进一步的自然冷却，落砂时的砂温温度可达2004000C 左右，经过一次振动输送冷却及破碎吸尘降温之后，其余温仍可达 90-1500C 左右。所以要进行必要的砂温调节，其工作原理是
7、；经过破碎后的砂子通过入料口进入沸腾冷却床，首先落在有循环水的管道上，然后被高压吹入的冷风将砂子呈沸腾状抛起向前运动， 被上面的回弹板反弹落入第二道风箱，经过与循环水管接触传热，再次被冷风抛起前进反弹，周而复始，经过多级水、风的接触完成热交换过程。在沸腾过程中，砂子被多次抛起、 反弹、水管接触， 呈沸腾波浪状前进的同时，又进一步净化砂子的性能。热量、粉尘由吸尘点被吸走，从而达到降温除尘、净化砂粒的目的。4、混砂机型砂的物理性能和机械性能主要决定于混砂过程，因此，混砂机就成为铸造车间的关键设备之一。 对型砂处理的基本要求是：各成分均匀； 粘结剂有效地附在砂粒表面；型砂松散无团块。我公司混砂机选用
8、转子式混砂机，该混砂机完全抛弃了传统的混砂装置碾轮，采用了两个高速旋转饿混砂转子。适用于混制高压造型用砂，生产率高， 可满足大型高压造型线的需要。 高压造型用饿型砂水分低，粘土不能像中、低压造型用砂那样在砂粒表面形成薄膜，因此采用高速“抛击”的方法，使型砂中的各成分均匀化。图 3-5 混砂机三、湿型铸造特点粘土砂型根据在合箱和浇注的状态不同可分为湿型、干砂型和表干型。三者之间的主要差别在于： 湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型进行烘干；表干型只是在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度。我公司采用湿型铸造法，其特点是砂型无需烘干，不存在硬化过程。其
9、主要优点是生产灵活， 生产率高， 生产周期短， 便于流水作业生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成本低；节省烘干设备、燃料、电力及车间生产面积等。采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些夹砂结疤、粘砂、砂渣眼等缺陷。四、湿型砂检测原理及方法高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能。根据铸件合金的种类、大小、厚薄、浇注温度等的不同，对湿型砂性能提出不同的要求。最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型砂性能有水分、透气性、强度、紧实率、破碎指数、含泥量、有效膨润土含量、灼烧减量等。1、水分和紧实率水分也叫含水量或湿度，它是表示型砂中所含水分的质量百分数。次定原理是称取定量的型砂，
10、放入105110 烘干装置中使之干燥，由烘干前后的质量差异计算出型砂的水分。紧实率是指湿型砂用1MPa 的压力压实后置在锤击式制样机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示，即紧实率= 筒高 -紧实距离 /筒高 * 100%。其原理为：较干的型砂自由流入试样筒中时，砂粒堆得比较结实，在相同的紧实力作用下，型砂体积较少较少。这种型砂发脆，韧性差，起模容易损坏，砂型转角处容易破碎，铸件容易产生冲砂、砂眼等缺陷；而较湿的型砂，流动性差，在未被紧实前松散密度较低， 砂粒的堆积比较疏松，紧实后体积减小较多，使用这种型砂，浇注时急速产生大量气体，铸件可能出现气孔、
11、胀砂、夹砂结疤等缺陷。一般情况下，混砂时的加水量应按固定的紧实率范围来控制。通常手工和机器造型用型砂，在最适干湿状态下的紧实率接近50%；高压造型和气冲造型时为35%45% ；挤压造型时为 35%40% ，我公司采用的紧实率为32%40%。1. 含水量测定：称试样20g 为 G1 ，置于砂皿中；均匀铺平然后将砂皿放入红外线烘干器中；开启电源开关，指示灯亮；顺时针旋转定时器，烘干 8-10 分钟；时间到后，红外线灯泡自动熄灭；砂样冷却后，在用天平重新称重为G2， 然后按公式计算含水量= （G1-G2）/G1100% 。注意事项：每次用完后应关闭电源，檫净仪器上和砂皿上的灰尘和砂粒。不用时，用塑料
12、罩罩好，防止灰尘图 3-5 紧实率测定仪2. 紧实率检测：将大凸轮时针转动，使冲头向上提高并固定；投砂器下方放置好试筒，取适量型砂放在投砂器的网孔上，使型砂通过网孔落到试筒内， 使型砂均匀分布直到型砂落满溢出；刮平试筒口， 将试样连筒座一起放在制样机座上；慢慢放下大凸轮，使冲头压入试筒中，然后将试样筒旋转半圆；顺时间转动小凸轮，使试样受三次冲击，读出数值，也就是要得的紧实率；再将大凸轮逆时针转动，提高冲头，卸下冲实的试样筒；将试样筒导套在顶柱上，顶出试样，即可。注意事项：制样机决不允许空打。各活动部分应经常保持适当的润滑。长期使用后应检查各零件活动部分尺寸，小凸轮计程小于50.5mm，冲头尺
13、寸 小 于49mm ， 试 样筒 孔 径 小 于50.5mm，应于更换换。不用时，主机及附件干净并加防尘套。图 3-5 紧实率测定仪2、透气性紧实的型砂能让气体通过而溢出的能力称为透气性。在液体金属的热作用下铸型产生大量气体， 如果砂型、 砂芯不具备良好的排气能力，浇注过程中就有可能发生呛火，使铸件产生气孔、 浇不足等缺陷。 砂型的排气能力， 一方面靠冒口和穿透或不穿透的出气孔来提高；另一方面决定于型砂的透气性。而透气性的高低主要受砂粒的大小、粒度分布、 粒形、 含泥量、粘结剂种类、加入量和混砂时粘结剂在砂粒上的分布状况以及型砂紧实度的影响。注意：不应误解为型砂透气性越高越好，因为不涂涂料的砂
14、型的透气性高，表明砂粒间孔隙直径较大，金属易于渗入砂粒间孔隙中，造成铸件表面粗糙和发生机械粘砂。因此，对于湿型的单一砂和面砂而言，透气性不但要有下限，而且必须严格规定其上限。透气性检测用天平称取约1455g 左右砂样放入圆柱形标准试样筒中；将试样筒及底座移至制样机上，注意避免磕碰摇动等导致预紧实的情况；轻轻放下把手，然后将试样筒旋转半圆，摇动手柄连续冲击3 次。冲击频率保持大约1 次/秒。制成50 501mm 的标准试样；可通过制样机顶部的读数牌来读数，如果读数落在上下限之内,表示制样成功 ,否则制样失败,应重新制样；预先将透气性测定仪调至“0”位；取下底座，将内有试样的试样筒倒置插在透气性测
15、定仪试样座上使两者密合；此时可从数值显示区间内读出透气性数值；将透气性测定仪开关关闭，指示灯灭，测试结束。3、湿态强度型砂必须具备一定的强度以承受各种外力的作用。如果强度不足，在起模、搬动砂型、下芯、 合箱等过程中， 铸型有可能破损塌落；浇注时可能承受不住金属液饿冲刷和冲击，冲坏砂型而造成砂眼缺陷，或者造成胀砂或炮火等现象。但是， 强度也不宜过高，因为高强度的型砂需要加入更多的粘土，不但增加了最适宜的水分和降低透气性，还会使铸件的生产成本增加，而且给混砂、紧实和落砂等工序带来困难。3. 湿压强度检测如直接使用透气性试验的标准试样块时，2-5 步骤可以省略， 直接进入第6步骤；称取大约1455g
16、 左右砂样放入试样筒中；将试样筒及底座移至制样机上，注意避免磕碰摇动等导致预紧实的情况；轻轻放下把手，摇动手柄连续冲击3次。冲击频率保持大约1 次 /秒。制成?50 50 1mm 的标准试样块；可直接从制样机顶部的读数牌来确认,如果读数落在上下限之内,表示制样成功 ,否则制样失败,应重新制样；取出试筒中的圆柱形型砂试样，将试样放置在压力机放样处；打开电源开关，电源指示灯亮，使用调零旋钮使仪表盘上显示“.000 ” ，按下上方白色“抗压”按钮；抬起“保持”按钮，然后按下仪器右后方绿色 “上升” 按钮， 开始进行试验；等到数字显示器上的数值稳定后，记录下此时的数值，即为型砂的湿压强度值；按下红色“停止”按钮，再按下黄色“下降”按钮，到适当高度后取出压碎的试样， 降下“保持” 按钮， 关闭电源，实验结束。注意事项：每次用完后擦净仪器上灰尘和砂粒；不可用金属等硬物放在仪器上做实验，以免损坏传感器；4、型砂含泥量型砂和旧砂的泥分是由两部分组成。第一部分为活性组分，包括有
