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本文研究了呋喃树脂砂砂处理再生工艺对再生砂质量和型砂工艺性能的影响,并对某呋喃树脂砂铸铁车间的砂处理工部进行再生工艺设计。
论文所研究的两种呋喃树脂砂再生工艺为机械离心再生(以下称SR-1)和撞击+离心联合再生+风选分级处理(以下称SR-2)。本文通过涡洗式洗砂、震摆式筛砂、110℃低温烘烤及950℃高温灼烧等实验,分析SR-1和SR-2再生工艺对呋喃树脂再生砂的灼烧减量、粒度分布、微粉含量、含泥量及含水量的影响;通过杠杆式强度试验机、SFL发气量测定仪研究了呋喃树脂再生砂的微粉含量、含水量和灼烧减量对树脂型砂的抗拉强度、可脱膜时间及发气量的影响。在以上研究基础上,根据某铸铁车间的生产纲领及其熔炼、造型制芯工艺,制定车间总体布局,设计呋喃树脂砂再生工艺,同时选择合适的树脂砂再生设备。
研究结果表明:经过SR-1再生工艺处理后的呋喃树脂再生砂,灼烧减量降至3.13%,四筛集中度达到86%,微粉含量降至0.71%,可以满足普通灰铸铁件对呋喃树脂再生砂质量的工艺要求。但含泥量和含水量超出了呋喃树脂砂造型、制芯工艺要求的0.30%和0.20%。
经SR-2再生工艺处理后的呋喃树脂再生砂,灼烧减量降至2.83%,四筛集中度达到90%,微粉含量降至0.45%,含泥量和含水量都降至球铁件造型、制芯工艺对再生砂性能要求的标准以下。这表明,撞击再生装置有助于降低再生砂的灼烧减量,风选分级装置有助于降低再生砂的微粉含量和含泥量。
呋喃树脂型砂的工艺性能实验结果表明:再生砂的微粉含量和含水量的增加降低了型砂的24小时终强度;灼烧减量升高0.5~1%,则型砂的发气量将增加6~10%,型砂的硬化速度将增大10~30%。但是,在型砂硬化的初始阶段,灼烧减量的增加提高了型砂的硬化速度,减少了型砂的可脱模时间。
对SR-1和SR-2再生砂进行型砂工艺性能实验,SR-2型砂与SR-1型砂相比,终强度提高了12%,发气量减少了5%,可脱模时间则延长了20~30%。
根据以上试验结论,通过分析某呋哺树脂砂铸铁车间的生产纲领和铸件特点,砂处理工部设计采用破碎+撞击+离心联合再生工艺,并附以风选分级处理装置。依据再生工艺设计要求,选择合适的呋喃树脂砂再生设备,并根据所选设备的再生能力,分析其再生效果:呋喃树脂再生砂的灼烧减量降至2.5~3.0%,四筛集中度达到90%以上,微粉含量可降至0.4~0.6%以下,含泥量和含水量在工艺控制合理的情况下可达到工艺的标准要求。同时对铸铁车间所采用的熔炼、造型、制芯等设备进行能力匹配计算,皆可以满足生产需求。