型砂分析及控制
型砂质量的自动检测与控制研究现状
图１ 所示 。
测量时对冲头施加垂直压 力， 位移传感器测得
冲头下移距离， 同时压力传感器测得砂样所受的压
力。当压 力达 到某一预定 的 Ｐ 值 时， 记录下此时
对应 的砂样高度 Ｈ 随着手施压力的加大， ， 当其达
到另一预定的 Ｐ 值时 ， ｚ 砂样高度变为 Ｈ。 。此时可
通过相应数据运算与处理 得到型砂的紧实率数值 。 Ｐ 值的采用保证 了每次 测试时型砂初始密度的一
１ ６ 年报道 的检测型砂成分比例和混合是否适合 ９９
表明 ， 铸件废品中有 ６ 以上源于型砂及铸型 质量 ｏ／ ９ ６ 问题。为了降低铸件废 品率 ， 高经济效 益， 提 几十 年来 ， 铸造工作者研制出多种型 砂 自动检测装 置及 型砂质量控制系统。但是到 目前为止 ， 还有很 多的 型砂性能和组分仍然局限于间接和近似 的检测 与 控制 ， 尚待铸造 工作者进一步开发。因此 ， 型砂质 量的自动检 测与控制一直是铸造领域的重要前沿 研究课题之一。
关键词：型砂 ， 自动检测， 质量控制 中图分类号 ： Ｇ ２ １２ Ｔ ３ ．
当前， 铸造业仍以普通湿 砂型铸 造为主， 型砂 质量对铸件 有着直接和重要影响。实际生产统计
筒， 然后刮去筒顶多余的型砂 ， 再用 １ＭＰ 的压 力 ａ
压实或者在捶击式制样机上打击 ３ ， 次 测量时 间需 要几 分钟 至十 几分 钟。这 是 Ｆ Ｈｏｍ ｎ等［ 在 ． ｆａ １ ］
型砂
目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都是利用水分蒸发冷却型沙。其中，冷却沸腾床效果较好。
2.旧砂的水分控制
几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。
进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。
3.旧砂温度和水分的控制
通常把40℃以上的旧砂称为热砂，使用热砂会导致混砂效率降低及型砂水分波动，造型机模板粘砂，起模困难，不易紧实，铸件容易出现粘砂、冲砂、气孔等缺陷。因此，应把砂温作为旧砂管理的重要项目，并控制在低于室温15℃(夏季＜40℃)。
理论上，旧砂每蒸发1％的水可使旧砂降温25℃。目前旧砂冷却设备如双盘冷却器、沸腾冷却床等已比较成熟，并配备测温增湿系统，能有效控制旧砂的冷却。在旧砂降温后，使旧砂保持一定的水分是十分必要的，让膨润土有充分的膨润时间，旧砂增湿系统尽可能提前，并保持一定的砂量，保证旧砂在进入混砂机之前至少有2h以上的膨润时间。旧砂水分的控制范围一般为型砂水分的60％～70％，并做到定期检测、及时调整。
值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上
适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。
浅析型砂水分的控制
１ 旧砂水分变化的原因及其控制 ．
实际生 产中，旧砂 的水分变化 相当大 ，是影 响混砂 机内水分控制 的最 主要 因素。 产生 水分 变化 的原 因如
四应用效果2005月我们对型砂与铸件废品做了统计图3图4图5分别是型砂合格率坏型12345678910111213141516序号dryl生圈jl?j?j可锻铸铁的炉前铁液成分快速测定与判断山西省阳城华王通用离心铸管厂晋城048103陕西省内燃机配件二厂西安712025为了保证铸件质量提高成品率对于可锻铸铁熔炼来说单纯依靠事后化验分析化学成分是消极的办法必须重视浇注前后炉前的快速测定判断才能防患于未然所以学会并熟练掌握必要的炉前快速检测就显得更加重要
水分 的回收砂 。 （ ）砂铁 比 在 自动造型线 上 ，砂箱 都是统 一规格 ２
路 ，我们对混砂工艺参数进行 了多次调试 。原采用 干混 工艺 ，先加入的膨润土等粉料 ，容易在混砂 机的底部 和 转子与刮 板 的夹角 处偏 析 积 聚，被其 后 加 入 的水润 湿 后 ，膨润 土本 身或与其他粉料结成膨 润土 团；现改用湿 混工 艺 ，先加入大量 的水与 旧砂 ，稍 混合后再 加干粉材 料 ，然后根据所要求 的含水量 补充加水再 混合 出砂 ，这 样有利于膨润土分散 ，大大缩短 了型砂的均匀化过程 。 随着对湿混工艺的深入理 解 ，我们针 对混砂工 艺参 数进行调整并总结 出两项原则性 参数 ：
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栏 主 田 华 且 持 文
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型砂试验管理制度
型砂试验管理制度第一章总则为加强对型砂试验工作的管理，提高试验工作的质量和效率，保证试验数据的准确性和可靠性，特制定本制度。
第二章试验单位的责任与义务1、试验单位应当设置专门的试验室，配备必要的设备和仪器，确保试验工作的正常进行。
2、试验单位应当建立健全的试验管理制度，明确试验人员的职责和权限，保证试验工作的规范进行。
3、试验单位应当加强与相关单位的沟通和协作，确保试验工作与其他工作的衔接和协调。
第三章试验人员的素质与要求1、试验人员应当具备与岗位要求相适应的专业知识和技能，熟悉型砂试验工作的操作流程和标准要求。
2、试验人员应当具备良好的职业道德和团队合作精神，认真负责地完成试验工作。
3、试验人员应当保持学习和进步的态度，不断提高自身的技术水平和素质能力。
第四章试验管理制度1、试验人员应当严格遵守试验操作规程，按照相关标准和要求进行试验工作。
2、试验人员应当严格遵守试验安全操作规定，做好试验工作的安全保障。
3、试验人员应当认真填写试验记录，确保试验数据的真实和完整。
4、试验人员应当及时上报试验中出现的问题和异常情况，积极协助解决。
第五章试验设备和仪器的管理1、试验设备和仪器应当定期进行检测和校正，保证其准确性和稳定性。
2、试验设备和仪器应当科学合理地进行存放和维护，确保其正常使用和延长使用寿命。
3、试验设备和仪器的使用人员应当经过专门培训和考核，掌握相关操作技能和注意事项。
第六章试验数据的保存和利用1、试验数据应当按照规定的格式和方式进行保存和归档，确保其完整性和可追溯性。
2、试验数据应当按照规定的要求进行分析和利用，为相关工作提供可靠依据和支持。
第七章试验质量控制与提升1、试验单位应当建立健全的试验质量控制体系，明确工作目标和任务要求。
2、试验单位应当加强对试验工作的质量监督和检查，及时发现和纠正存在的问题和不足。
3、试验单位应当加强试验技术交流和经验分享，不断提升试验质量和水平。
第八章试验管理的监督与考核1、试验单位应当建立试验管理的监督机制，加强对试验工作的检查和评估。
垂直分型射压造型线型砂质量控制及生产应用
垂直分型射压造型线型砂质量控制及生产应用在粘土砂铸造生产过程中，型砂是关键，其性能控制得好与坏，质量稳定与否，将对铸件质量产生巨大的影响。
我公司的造型线为ZZ416垂直分型射压造型线，铁液采用中频电炉熔炼，铸件以薄壁铸铁（灰铸铁和球墨铸铁）件为主，产品包括汽车零配件、管道件、阀门件等。
我公司经过多年生产实践，在型砂质量控制方面做了大量工作，并取得了良好效果。
1原材料质量要求1.1原砂选用河北围场擦洗砂，含泥量<1.0%,SiO2>85%，原砂粒度70/140目。
由于垂直分型射压造型属高密度造型，为减少砂型受热膨胀，避免因砂粒受挤压从砂型表面脱落而引起铸造缺陷，粒度要求不宜过于集中，原砂最好采用4筛集中率85%以上，主峰筛（100目）量控制在40%以内。
新砂补加量在5%以下。
1.2煤粉煤粉灰份应<10%，煤粉含灰量过高，使得型砂含泥量增加，影响型砂使用性能。
含硫量≤1.5%；煤粉粒度≥95%以上的颗粒通过140目筛，并且煤粉不允许有大颗粒存在，因其在浇注过程中遇金属液燃烧时间长，阻止铁液靠近型壁，待铁液凝固后，便会造成铸件表面凹坑，影响铸件表面粗糙度。
挥发分的高低是衡量煤粉质量好坏的主要指标之一，好的煤粉挥发分含量较高，浇注时，型腔内易形成还原性气体，析出大量的光亮碳，提高铸件的外观质量。
但挥发分超过40%，型砂发气量增大，铸件易产生气孔、浇不足等缺陷。
因此，挥发分一般在30%-38%。
1.3膨润土选用钠基膨润土。
湿压强度≥120kPa，吸蓝量（g/100g）≥38，粒度过200目≥90%。
2型砂性能质量控制2.1湿压强度如果型砂湿态强度不足，在起模、搬运砂型、下芯、合型等过程中，砂型有可能破损和塌落；浇注时砂型承受不住金属液的冲刷和冲击造成砂孔缺陷，甚至铁液泄漏。
一般用湿压强度来表示型砂湿态强度，一般控制在150-200kPa。
2.2透气性型砂的透气率不可太低以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷，但绝不能理解为型砂透气率越高越好。
铸钢用湿型砂的性能分析及控制
２６ 含 泥 量 ．
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 、 运砂 搬
型、 下芯 、 箱 等 过 程 中 ， 型 有 可能 造 成 破 合 铸
损 塌 落 ；浇 注 时也可 能承受 不住 金属 液 的冲 刷 和 冲击 ， 型被 冲 坏造 成 铸件 砂 孔 、 肉 、 砂 多
型铸造得 到 广泛应用 。 我 车间正 是基 于湿 型 的诸多 优点 ．采 用 了石 英砂 湿 型铸造 方法 ， 经过 不断 摸 索 、 研究 和改进 ， 已能生 产 出结 构较 为复 杂 、 现 重量 达
由于湿 型本 身存在 以上 缺陷 。这就 要求
在生产 中加 强湿 型砂各 种性 能 的控制 。使之 达 到较 好 的使用效 果 ， 同时 ， 造型设 备必 须使 砂 型 紧实 、 匀 ， 模 平 稳 ， 型腔 具 有较 高 均 起 使
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《 重庆重 汽 科技》
２０ ０ ７年 第 １ 期
铸钢用湿型砂 的性 能分析及控制
冯小涛
【 摘要 】 本文说明了湿型铸造 的特点 ， 对铸钢用湿型砂 的主要性能进行 了分析 ， 而根据铸钢 进
生 产 的特 点 提 出 了对 型 砂 各 主要 性 能 的控 制措 施 ． 以得 到 质 量较 好 的 铸钢 件 。
关键 词
湿型
湿型砂
性能
水分
湿 压 强度
湿 透气性
紧 实率
流 动性
前 言
遇 时 ， 分 蒸 发 ， 积骤 胀 ， 使 铸钢 件产 生 水 体 易 气孔 缺陷 。
在 砂 型铸造 中 ．根据 砂型 在合 箱和 浇注 时的状 态 不 同可 以分 为湿 型 、干型 和表 面干 型三类 。 它们 的区别 主要在 于 ： 型在造好 型 湿 后 不必 烘干 ． 可直 接浇 入高 温金属 液 体 ； 型 干 在合箱 和浇 注前 要将 整个 砂型送 入 窑炉 中烘 干 ：表 面干 型只 需将砂 型 型腔表 面烘 干到 一 定深 度 即可 ， 必全部烘 干 。 不
湿型砂造型中型砂质量的控制
＿
ｊ 誊 毒 誊。 。 。 ； 。ｌ。。 。 － ｌ 。 ｌ 一 。
湿 型 砂 造型 中型砂 质 量 的控 制
赵 洪仁 ， 顺 龙 马
（ 汽 铸 造有 限公 司 一 技术 中心 ， 林 吉 长春 １０ ６ ） ３０ ２
摘要 ： 介绍 了湿 型 砂各 组 分 的作 用 ， 述 了 型砂 性 能 与 其 组 分 的关 系 ， 为 控制 好 有 效 膨 润 土 量 和 有 效 添 加 剂量 是 控 制 型 砂 质 论 认 量 的关 键 ， 结合 生 产 实 例 说 明 了 型砂 质 量 的 控 制 要 点 ； 出提 高 型 砂 质 量控 制 水 平 、 产 优 质铸 件 和实 现 铸 造 生 产循 环 用 砂 是 指 生
铸 造 生 产节 能 减 排 的根 本 方 法之 一 。
关 键 词 ： 型砂 ； 湿 型砂 质 量 ； 效 膨 润土 量 ； 有 有效 添 加 剂量 中 图分 类号 ：Ｇ ４ Ｔ ２２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ３ ８４ （０ ｌＺ — ０ ２ ０ １０ — ３ ５２ １ 】１０ ８— ８
ａ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｋ ｙ ｍｅ ｓ ｒ ｔ ｏ ｔｏｌ ｈｅ ｑｕ ｌｔ ｆ ｍｏｄｉ ｓ ｎ ｍ ｕ ｔ ｉ ｈ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ａ ｉ ｏ ｌ ｎｇ ａ ｄ．Ｂｙ ｈｏ ｎ ｒ ｃｉ ａ ｘ ｍｐｌ，ｔ ｅ ｋｅ ｐ ｉ ｓ ｏ ｌ ｎｇ ｓ ｎ ｙ ｓ ｗｉ ｇ ｐ ａ ｔｃ ｌｅ ａ ｅ ｈ ｙ ｏｎｔ ｆ ｍｏｄｉ ａ ｄ ｑ ａ ｉ ｏ ｔｏ ｒ ｅ ｐ ａｎ ｄ．Ｉ ｓ ｏｎｔｄ ｏ ｈ ｔｅｅ ａ ｉｇ ｔ ｅ ｕａｉｙ ｏ ｔｏ ｌｖ ｌｏ ｌ ｎ ａ ｄ ｔ ｐ ｏ ｕｃ ｈｇ ｑ ａ ｉ ｕ ｌｔ ｃ ｎ ｒ ｌｗｅ ｅ ｘ ｌ ｉｅ ｙ ｔｗａ ｐ ｉ ｅ ｕｔｔ ａ ｌｖ ｔｎ ｈ ｑ ｌ ｃ ｎｒ ｌ ｅ ｅ ｆ ｍｏｄｉｇ ｓ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｉｈ ｕ ｌｔ ｔ ｙ ｃ ｓｉ ｓａ ｃｕａｉｅ ｓ ｎ ｙ ｌ ｓ ｇ ｎ ｆｕｎ ｙ ｒ ｄ ｔ ｎ ｉ ｎ ｆｔ ｅ ｒ ｄｉａ ｅｈｏ ｓｔ ｏ ｄｕ ｔ ｎｅ ｇ ａ ｉ ｎ ｍ ｉｓｏ ａｔ ｎｇ ｎｄ ａ ｔ ｌｚ ａ ｄ ｃ ｃｉ ｕ ａ ｅ ｉ ｏ ｄｒ ｐ ｏ ｕｃｉ ｓ ｏ ｅ ｏ ｈ ａ ｃ ｌｍ ｔ ｄ ｏ ｃ ｎ ｃ ｅ ｒｙ ｓ ｖｎｇ ａ ｄ ｅ ｓ ｉｎ ｎｇ ｏ ｒｄｕ ｉ ｎ ｆ ｕ ｄｒ ｏ ｕｃｉｎ． ｅ ｃｎｇ ｉ ｏ ｎ ｙ ｐｒ ｄ ｔｏ
粘土湿型砂及其控制要点
粘土湿型砂及其控制要点中国铸造协会李传栻用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法，说其历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。
值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其使用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。
据报道，美国生产的钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本的钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。
适应各种造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。
从人类进入青铜时代起，长期用于手工造型，生产了无数精美绝伦的产品。
1890年震压式造型机问世以后，用于机械造型也极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。
近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以粘土湿型砂为基础的。
各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂不断面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。
现今，随着科学技术的迅速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件质量的要求也越来越高。
现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效地控制其稳定、一致，则不用多久就可将铸造厂埋葬于废品之中。
目前，采用粘土湿型砂的铸造厂一般都备有适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：回收砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。
粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。
如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。
由于各铸造厂砂处理系统的安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。
这里，将扼要谈到粘土湿型砂的特性及一些目前已被广泛认同的控制要点。
在理解这些要点基础上，可根据企业自己的具体条件确定可行的控制办法。
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砂系统管理的建议
一、砂系统设备的管理
1、混砂机称量系统定期检查，确保进入混砂机的原辅料
（旧砂、新砂、膨润土、煤粉和回用粉尘等）有准确的计量控制。
新砂加入装置应计算流量比例；旧砂称量要控制好稳定性。
2、混砂机的保养非常重要，保养的好坏直接影响混制的
型砂质量。
可能的话应做到每班都应进行班后清理工作。
3、进行沸腾冷却床的调试工作，使之达到对旧砂保湿、
降温效果。
并应根据不同的季节设定不同的参数，以满足旧砂的工艺要求。
4、进行所有除尘吸风口的调整，并在每个风口的调节阀
门作好刻度标记，以便进一步的调整。
除尘量的大小将影响到型砂质量、生产成本和工作环境。
通过定期清理除尘管道、布袋等保养工作，来确保除尘器的有效工作。
所有设备的清理和保养应建立书面记录，以便更好的服务于生产。
自动化生产对设备的有效工作能力要求很高。
二、型砂的管理
1、原材料的管理
自动造型线对型砂原材料的要求较高。
原材料的选择好坏，直接影响到型砂的质量，进而影响铸件的质量。
故此，选择优秀供应商就显得非常重要，所谓优秀供应商应包含如下能力：稳定的提供合格产品的能力、完善的售后服务能力。
同时，应建立原材料进厂的检验制度。
2、型砂工艺的建立
要达到利用自动造型线高效、稳定地生产合格铸件的目的，就必须根据造型机的性能、铸件的特点等来建立满足生产要求的型砂工艺参数。
●型砂工艺参数的建立，依靠型砂实验来实施和验证，这
就需要有相应的实验设备。
实验系统的建立是必不可少
的（实验项目见附表）。
●满足型砂工艺的最基本的要求就是砂系统设备的有效管
理、合格原材料的使用。
3、重要工艺参数的控制
●紧实率：在型砂成分一定的前提下，紧实率的大小就
由混砂时的加水量和混砂机的状况决定，而紧实率的控制直接影响到型砂的其他性能指标，故此型砂管理中紧实率的控制尤为重要。
紧实率的波动范围最好控制在±2的范围。
●含水量：水分的大小取决于紧实率、含泥量和混制效
率。
建议含水量应<3.8%。
●透气性：取决于型砂的AFS粒度和含泥量，透气性大，
则使得铸件的表面光洁度差，甚至影响机加工的定位；
透气性小，则铸件气孔发生率高。
●混制效率：混制效率的高低反映有效发挥膨润土作用
的多少，影响其大小的因素有旧砂水分、湿混时间的设定和混砂机的状况等。
混制效率的计算公式：（建议值55%-65%）
混制效率={22.16*湿压强度/(132-紧湿率)}/{0.1527*湿压强度+1.316*水分}
说明：湿压强度单位—N/CM2，紧实率、水分不含%号
●旧砂：旧砂的性能指标要求，砂温<45度，水分
1.25%-
2.0%。
只有这样才能降低型砂中有害的自由水
含量，提高型砂的表面强度，提高混制效率；同时可
减少原材料的加入量，达到降低生产成本的目的。
4、型砂管理的依据是对型砂理论的认识，建议参考我公
司技术专家克劳森先生编写的“湿型砂系统控制”技术支持资料。
附表：（砂系统实验参考）
1、型砂实验记录表
2、混砂机记录表
注：
●实验方法应严格按照“国标”进行
●上述实验项目和频率可根据生产的实际需要进行增减。
但项目的完善和频率的合理控制，都更有利于控制型砂的质量。