消失模铸造与V法铸造型砂降温方案分析

　　消失模铸造与V法铸造型砂降温方案分析

　　任树勇

　　摘要：介绍消失模和V法铸造干砂降温，水冷浮腾砂冷却，水浴冷却滚筒，逆流水冷換热冷却，冷却提升机，复合式砂温调节与除尘装置的应用分析。

　　关键词：型砂降温，冷却方式，应用分析

　　消失模铸造和V法铸造的相同方式，采用无粘剂干砂振动负压造型，浇注成型的铸造工艺方式，型砂回收率等达95%以上，无污染，无垃圾排放堆积，节能、环保，提高铸件光洁度的理想效果，由于型砂不添加粘合剂的作用，干砂无大块固状，球状固体砂团，无需粉碎、破碎，由输送机、落砂筛分进入提升机入砂库的型砂处理方式。

　　消失模铸造和V法铸造型砂回收基本流程，型砂旧砂回收的砂斗采用矩形混凝土结构或金属焊接的砂斗，只有进砂口、落砂栅板及钢制锥形斗结构方式，型砂在整个回收过程，基本处于封闭状态或通风不良的状况，铸件经高温与型砂贴近面积温度达300-500℃，整体测试砂温100℃以上，短时间内型砂降至到使用温度很困难，自然冷却降温受多种因素和时间无法达到理想效果，如不及时降温，砂温越高，会影响铸件品质以下几个方面。

　　1. 砂温影响铸件几个方面

　　1) 过热的旧砂恶化了铸型的散热条件，当浇注厚大铸件时，会因冷却效果形成不合理的凝固顺序，铸件产生缩松，改变铸件内部结晶方式，影响铸件金相组织及机械性能。

　　2) 过高的砂温使泡沫模样，V法涂料会产生水蒸汽凝聚在型模上，形成涂料松散，増加了铸件的机械粘砂和气孔缺陷的可能性。

　　3) 热的砂子与冷的储砂斗斗壁，模板接触，水蒸汽凝聚成水，产生挂砂，粘模，恶化起模性能 。

　　4) 过高的砂温能使消失模模样变形，V法塑料膜接触就会融化，并且粘结在模型上，容易出现塌箱，粘砂，从而影响造型和铸件质量。

　　2. 型砂降温的设备

　　1) 卧式水冷浮腾砂冷却装置，如图所示，型砂冷却浮腾床装置的冷却能力(kg/h)S为砂床中砂的质量(kg)T为干砂冷却时间(min)，通常每分钟需通60kg冷水循环，用于20吨，以每小时砂处理量。

　　2) 水浴冷却滚筒冷却型砂降温装置(3)，采用水浴式冷却滚筒输送机，滚筒外围循环水管进行水浴式喷淋，将热砂传给滚筒的热量带走降低砂温，在滚筒内部有导流叶片及循环水管热砂在导流提升叶片的提升作用下，将混杂在砂中的微粉抛起通过滚筒输送机出口的除尘管路抽出微粉，并带走热砂中的部分热量，同时落下的热砂与滚筒内水管充分热交換进一步降温，从而获得满足工艺要求的合格砂。

　　3) 立式逆流水换热冷却器(4)，热干砂进入上储砂段，再进入五级冷却段冷却，冷却段中的热交換管为翅片管，以加强換热面积，冷却段为下部调节框，调节框按一定的时间关闭或开通，控制干砂在冷却段内冷却时间，在大批排生产中，尤其夏节，为确保干砂冷却，立式逆流水换热冷却器与水冷浮腾冷却床、水浴式冷却滚筒冷却装置，砂温调节器组合使用，达到型砂降温效果。

　　4) 冷却提升机(5)，冷却提升机是一种冷却兼提升的热砂冷却装置，其工作原理是经过磁选和筛分后的旧砂均匀地送给提升机热砂入口，带有刮板的胶带以2.5m/s的速度将热砂提升到头轮转弯处，由于方向的改变，刮板的旧砂被离心抛出，一部分从摆动挡板下进入卸料口，另一部分砂子碰到摆动挡板后，被刮回到提升段被重新提升，抽风机便提升段形成负压，从垂直缝隙进入的逆流空气与热砂进行热交換，使砂温得到冷却。

　　冷却提升机的冷却性能

　　冷却机的旧砂必须经过磁迭、筛分、均匀给料，室温度高达37℃以上，冷却效果变坏，砂温降温不明显。

　　5) 复合式型砂冷却装置，综合分析消失模和V法铸造型砂降温基础新开发的一种型砂降温冷却装置，可单独使用，又能与水浴滚筒冷却和水冷浮腾冷却床，冷却提升机组合串联使用与除尘复合型砂降温装置，采用定容式罗茨风机，保持风压3500-4000pa，压力强化送风，达到风冷却型砂，改变过去型砂降温与蛇形循环水管接触带走型砂热量的方式，采用型砂经管壁接触与下部储砂循环水管接触双重带走型砂热量方式，实现型砂经磁选、筛分、提升的作用，高风压作用下多方位吹入冷风，回收旧砂经风冷的作用和风速作用吹动干砂，风压和风速动力使干砂成沸腾模式，倾斜筛网使砂子不规则运动，吹散型砂的微粉，由引风机达到除尘效果，型砂由风冷却后进入循环管式水套流程，从而带走大部分热量，下部储砂水循环管也带走一部热量，型砂调节阀来控制型砂流量和型砂温度的综合调节，实现型砂风冷除尘，型砂水冷，水冷型砂的三种效果。

　　复合式型砂降温与除尘器装置，克服了风压不稳定和风速缓慢的现象，足够的风压吹破型砂中的灰尘和细小微粒，型砂量双层水循环带走，型砂的温度，从而达到型砂降温的目的。

　　消失模铸造和V法铸造干砂负压铸造工艺，砂子降温好坏影响铸件质量，采用型砂降温与除尘是保证铸件质量和消失模和V片铸造的关键因素。

　　参考文献：

　　[1] 陈振国 旧砂降温与提高持量第八届21省(市、自治区)4市铸会学术年会论文集284

　　[2] 2，3，4 叶升平，孙立成，消失模铸造与V法铸造 2010.2 61-68

　　[3] 冷却提升机铸造设备选用手册第2版，机械工业出版社2000.12 77-79