优质膨润土、煤粉在湿型砂中的应用 - 文章

优质膨润土、煤粉在湿型砂中的应用

作者：苏州铸件厂荀书斌周厚生

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摘要通过优质膨润土、煤粉与普通膨润土、煤粉压湿型在砂上的应用对比表明，在湿型砂中使用优质膨润土、煤粉后，型砂的性能明显改善：旧砂含泥量大幅度下降，铸件起夹、粘砂缺陷下降80%以上。由于使用优质膨润土、煤粉，其加入量减少，新砂补充量减少，使铸造生产成本大大降低，取得相当可观的经济效益。
关键词膨润土煤粉湿型砂

一．前言

湿型砂主要添加剂是膨润土，煤粉，其质量对湿型砂的质量起着至关重要的作用。多年来，我厂一直使用普通膨润土、煤粉，铸件常常出现起夹、粘砂等批量报废的缺陷。从今年年初，我厂开始使用优质膨润土、煤粉后，铸件起夹、粘砂缺陷下降80%以上。使用优质膨润土、煤粉尽管单价比普通膨润土、煤粉高，但由于其加入量减少，新砂补充量减少，铸造缺陷减少，使铸造成本大大下降，给工厂带来明显的经济效益。

二．生产条件和优质膨润土、煤粉与普通膨润土、煤粉性能对比

1．生产条件

工厂使用高效双转子混砂机S1420D混砂机和摆轮式S124混砂机各一台，新砂使用75/150目江西都昌砂，膨润土使用辽宁建平东明矿业有限公司的优质膨润土Pda10，煤粉使用河南平顶山祥和建材有限公司的15号高效煤粉。

混砂工艺如下：

2．优质膨润土与普通膨润土性能对比

我厂使用的优质膨润土与普通膨润土的性能如表1所示

表1优质膨润土与普通膨润土性能对比表1优质膨润土与普通膨润土性能对比

	湿压强度（KPa）	吸蓝量(g/100g)	膨润值(ml/3g)	胶质价	膨胀倍数(ml/2g)
优质膨润土	≥100	≥32	≥70	100	≥20
普通膨润土	≤60	18～24	36～49	96～99	8-15

3．优质煤粉与普通煤粉性能对比
我厂使用的优质煤粉与普通煤粉性能如表2所示。

	灰份（%）	挥发份(%)	焦渣特性	水份(%)	硫份(%)
优质煤粉	≤10	≥30	5-6级	<3	<1
普通煤粉	12-15	22-25	1-2级	3-3.5	0.6-0.8

三．结果与分析

1．使用优质膨润土、煤粉前后型砂性能对比

多年来，我厂一直使用普通膨润土、煤粉，为了保证砂一定的强度以及造型性能，减少铸件起夹，粘砂缺陷的发生，必然要增加膨润土和煤粉的加入量。长期以来，造成型砂的含泥量大幅度上升，型砂水分即使高达成6%左右，型砂紧实率，透气率均较低，型砂手感仍较干，起模性能差，不易修型。铸件常常因起夹、粘砂等缺陷导致批量报废。今年年初，我厂开始使用优质膨润土、煤粉后，旧砂的含泥量大幅度下降，型砂性能明显改善（见表3）。今年上半年与去年下半年相比，铸件起夹、粘砂缺陷下降80%以上。

表3 优质膨润土、煤粉使用前后型砂性能对比

	旧砂含泥量（%）	水份(%)	湿压强度（KPa）	透气率	紧实率(%)	备注
使用前	20-22	5.5-5.6	0.08-0.1	100-140	30-40
使用后	14-16	3.5-5	0.09-0.13	140-170	40-50	3个月后

2．膨润土的质量对湿型砂质量影响

从表①可见，优质膨润土的吸蓝量和膨润值均比普通膨润土高，这是因为吸蓝量反映膨润土的纯度，膨润值体现膨润土纳化程度。膨润土吸蓝量越高，膨润土的纯度越高，膨润土的湿态粘结力也越大；膨润土膨润值越高，膨润土纳化程度越高，膨润土的热湿态粘结力越大。而湿型砂铸造厂所关心的膨润土质量主要是其湿态粘结力和热湿态粘结力大小，因此只有吸蓝量和膨润值均高的膨润土才是湿型砂理想的添加剂。笔者在试验中曾发现有些膨润土吸蓝量很高，大于32g/100g，但膨润值却很低，小于36ml/3g，这说明该膨润未经充分钠化但纯度高的钙基膨润土，不适合于湿型砂使用。同时，也发生有些膨润土的膨润值很高，大于701/3g，但吸蓝量却不小于18g/100g，说明这些钠基膨润土纯度不高，只是经过充分钠化而已，同样不适合湿型砂使用。笔者认为：只有吸蓝量、膨润值“双高”的膨润土才称得上优质膨润土，才适合于湿型砂生产。我厂标准规定膨润土吸蓝量≥32g/100g，膨润值≥70ml/3g。

3．煤粉的质量对湿型砂质量影响

由于表2可见优质煤粉与普通煤粉的区别在于前者灰份低；挥发份高，焦渣特性等级高。湿型砂使用的煤粉若灰份高，必使型砂含泥量增加，铸件容易产生气孔，砂孔等缺陷。煤粉要有足够高的挥发份，这是在铸型内形成还原性气氛以及产生光亮碳所必要的。煤粉的焦渣特性，过去不少铸造厂家均未引起足够重视，造成焦渣特性只有1-2级的煤粉在湿型砂上大量使用，近年来铸造专家对湿型砂上使用煤粉的焦渣特性意见达成一致，普遍认为适合湿型砂用煤粉的焦渣特性应用5-6级。因此，我厂煤粉标准为灰份应小于10%，挥发份应控制在30-38%之间，焦渣特征等级为5-6级。

4．使用优质膨润土、煤粉经济效益

开始使用优质膨润土、煤粉时，不少厂家往往担忧成本会上升。事实却相反，主要有以下三方面的得益。

（1）使用优质膨润土、煤粉，由于其加入量减少，原材料成本还会有所下降。
（2）由于使用优质膨润土、煤粉，其加入量减少，旧砂含泥量降低，无需加过多的新砂用来冲淡型砂的含泥量，只需添加生产过程中损耗的新砂。
（3）使用优质膨润土、煤粉后，铸件起夹、粘砂缺陷下降。

四．结论

使用优质膨润土、煤粉后，旧砂的含泥量从原来的20-22%下降到现在14-16%；型砂水分大大降低，湿压强度、透气率明显提高，型砂紧实率达到理想状态；铸件丐夹、粘砂缺陷下降80%以上；生产成本并未上升，还可取得可观的经济效益。

建议湿型砂的添加剂应选择吸蓝量、膨润值指标“双高”的优质膨润土以有灰份低、挥发份适中、焦渣特性等级5-6级的优质煤粉。

参考文献
1．胡彭生，型砂，上海,科学技术出版社，1980 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/22/2005)


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