CN101439389A - 铸钢件的造型方法、新砂及型砂回收再生方法和再生砂 - Google Patents

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陈德明
俞正江
郑慧
徐伟平
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Abstract

本发明公开了一种铸钢件的造型方法，造型时型砂采用石英砂，并且与水玻璃和有机酯配合使用。本发明还公开了一种型砂，其成分主要是石英砂。本发明又公开了一种型砂的回收再生方法，通过对使用后的型砂进行破碎、筛选、焙烧等步骤之后将型砂回收再利用。本发明再公开了一种经过型砂的税后再生方法得到的再生砂。本发明型砂的存放性好，吸湿性低，强度高，更适合特大型铸钢件造型周期长的特点；型砂的溃散性好，易于清砂，减轻了劳动强度；造型后制作的铸件表面质量好，粘砂、落砂和气孔明显减少；用过的型砂可以回收利用，解决了废砂的利用问题，降低了成本，减少了环境污染。

Description

铸钢件的造型方法、新砂及型砂回收再生方法和再生砂
技术领域
本发明涉及一种铸钢件的造型方法。本发明还涉及一种上述铸钢件的造型方法所采用的型砂。本发明又涉及一种采用上述铸钢件的造型方法之后，对型砂进行回收再生的方法。本发明又涉及一种经过上述型砂回收再生方法之后得到的再生砂。
背景技术
目前在特大型铸钢件生产中普遍采用CO2-水玻璃砂工艺作为造型材料。由于CO2-水玻璃砂工艺存在着型砂吸湿性高、存放性差、溃散性差、出砂困难、铸件容易产生粘砂、落砂和产生气孔等缺陷，尤其是CO2-水玻璃砂的旧砂难以再生回收利用，废砂大量外排，严重污染环境。因此，CO2-水玻璃砂工艺已难以满足铸钢件尤其是特大型铸钢件的质量、生产要求和环保要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种铸钢件的造型方法，以及上述铸钢件的造型方法中所用的型砂；本发明还要提供一种铸钢件的造型后型砂的回收再生方法，以及回收的再生砂，使得本发明能够提高铸件质量，并且铸造结束之后，型砂可以回收再利用，大大减少废物的排放，保护环境免受污染。
为解决上述技术问题，本发明铸钢件的造型方法的技术方案是，包括如下步骤：
(1)启动混砂机，所述混砂机为每小时大于等于30吨的连续式混砂机，通入有机酯和水玻璃，所述水玻璃加入量为所述型砂加入量的2.4％到3.0％，所述有机酯加入量为所述水玻璃加入量的14％到18％；
型砂采用新砂，新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，
型砂或者采用再生砂，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％；
水玻璃的波美度为49度～50度，如果采用的是新砂，水玻璃的模数为2.0～2.3，如果采用的是再生砂，水玻璃的模数为1.8～2.0；
(2)对分层操作的铸型面要紧实、修平，然后在上面造型，刮去浮砂，刷上一些水玻璃；
(3)砂型紧实后在砂层的上表面均匀地扎多个气眼；
(4)起模后，型、芯起吊要平稳，放在平整的地面上，不能使之搁起；
(5)铸型合箱后用热风炉进行烘烤。
本发明还提供一种上述的铸钢件的造型方法中采用的新砂，其技术方案是，所述新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％。
本发明又提供了一种采用上述铸钢件的造型方法后型砂的回收再生方法，其技术方案是，包括如下步骤：
(1)振动落砂；
(2)破碎；
(3)磁选，去除杂质；
(4)筛选，将型砂的粒度控制在20目到40目，且150目以下的微粉含量小于等于0.5％，颗粒大于20目的重新进行步骤(2)；
(5)以300℃～350℃的温度进行焙烧；
(6)脱膜再生，去除附着在型砂表面的水玻璃膜；
(7)冷却，形成再生砂。
本发明再提供了一种上述型砂的回收再生方法得到的再生砂，其技术方案是，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％。
本发明型砂的存放性好，吸湿性低，强度高，更适合特大型铸钢件造型周期长的特点；型砂的溃散性好，易于清砂，减轻了劳动强度；造型后制作的铸件表面质量好，粘砂、落砂和气孔明显减少；用过的型砂可以回收利用，解决了废砂的利用问题，降低了成本，减少了环境污染。
具体实施方式
本发明铸钢件的造型方法，包括如下步骤：
(1)启动混砂机，所述混砂机为每小时大于等于30吨的连续式混砂机，通入有机酯和水玻璃，所述水玻璃加入量为所述型砂加入量的2.4％到3.0％，所述有机酯加入量为所述水玻璃加入量的14％到18％；
型砂采用新砂，新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，此时所述水玻璃的波美度为49度～50度，水玻璃的模数为2.0～2.3；
型砂或者采用再生砂，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％，此时所述水玻璃的波美度为49度～50度，水玻璃的模数为1.8～2.0；
水玻璃的波美度为49度～50度，如果采用的是新砂，水玻璃的模数为2.0～2.3，如果采用的是再生砂，水玻璃的模数为1.8～2.0；
(2)对分层操作的铸型面要紧实、修平，然后在上面造型，刮去浮砂，刷上一些水玻璃；为保证分层面的强度，在型砂中插入圆钉、砂钩或圆钢；对于大型的坭芯要在型砂中放置芯骨、砂钩，以保证型芯有足够的总体强度；
(3)砂型紧实后在砂层的上表面均匀地扎多个气眼，气眼的直径为10～15mm，气眼之间的间隔为350～450mm，这些气眼便于型芯内部硬化和型砂的透气；
(4)起模后，型、芯起吊要平稳，放在平整的地面上，不能使之搁起，这是由于起模后还为达到最终强度，容易变形和开裂；
(5)铸型合箱后用热风炉进行烘烤，烘烤不但可以减少型砂中的水份，并且达到热模浇注的效果，还可以使强度大幅度提高，能够达到10MPa。
造型的可使用时间根据造型时间的长短控制再20分钟到60分钟，起模时间为可使用时间的4～5倍，起模前测定试样的抗压强度，当强度大于0.8MPa时方可起模，24小时的试样抗压强度大于等于2.4MPa。
所述有机酯中包含有快酯、中酯和慢酯中的一种或者几种。由于温度的不同，会影响不同种类的有机酯的凝固硬化时间。为了保证可使用时间能够控制再20分钟到60分钟，因此将快酯、中酯和慢酯配合使用，保证造型的可使用时间。
本发明还提供了一种上述的铸钢件的造型方法中采用的新砂，所述新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％。
本发明又提供了一种采用上述铸钢件的造型方法后型砂的回收再生方法，包括如下步骤：
(1)振动落砂；
(2)破碎；
(3)磁选，去除杂质，由于浇注之后，型砂中可能会残留一些合金钢的杂质，通过磁选可以去除这些杂质；
(4)筛选，将型砂的粒度控制在20目到40目，且150目以下的微粉含量小于等于0.5％，颗粒大于20目的重新进行步骤(2)；
(5)以300℃～350℃的温度进行焙烧，以去除型砂中的水份，并且使其中的水玻璃硬化；
(6)脱膜再生，去除附着在型砂表面的水玻璃膜；
(7)冷却，形成再生砂。
本发明再提供了一种上述型砂的回收再生方法得到的再生砂，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％。
采用本发明用水玻璃有机酯自硬砂生产的特大型铸钢件和现有技术(CO2水玻璃砂)相比，具有诸多优点：(1)型砂的存放性好，吸湿性低，强度高更适合特大型铸钢件造型周期长的特点；(2)型砂的溃散性好，易于清砂，减轻了劳动强度；(3)铸件的表面质量好，粘砂、落砂、气孔明显减少；(4)旧砂得以再生回用，解决了废砂的利用问题，降低了成本，改善了环境，减少了污染，是一种新型的具有发展前景的绿色环保工艺。

Claims (10)

1.一种铸钢件的造型方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)启动混砂机，所述混砂机为每小时大于等于30吨的连续式混砂机，通入有机酯和水玻璃，所述水玻璃加入量为所述型砂加入量的2.4％到3.0％，所述有机酯加入量为所述水玻璃加入量的14％到18％，
型砂采用新砂，新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，
型砂或者采用再生砂，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％；
水玻璃的波美度为49度～50度，如果采用的是新砂，水玻璃的模数为2.0～2.3，如果采用的是再生砂，水玻璃的模数为1.8～2.0；
(2)对分层操作的铸型面要紧实、修平，然后在上面造型，刮去浮砂，刷上一些水玻璃；
(3)砂型紧实后在砂层的上表面均匀地扎多个气眼；
(4)起模后，型、芯起吊要平稳，放在平整的地面上，不能使之搁起；
(5)铸型合箱后用热风炉进行烘烤。
2.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，所述步骤(2)中，为保证分层面的强度，在型砂中插入圆钉、砂钩或圆钢。
3.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，对于大型的坭芯要在型砂中放置芯骨、砂钩，以保证型芯有足够的总体强度。
4.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，用新砂进行造型时，所述水玻璃的波美度为49度～50度，水玻璃的模数为2.0～2.3。
5.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，用再生砂进行造型时，所述水玻璃的波美度为49度～50度，水玻璃的模数为1.8～2.0。
6.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，所述有机酯中包含有快酯、中酯和慢酯中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的铸钢件的造型方法，其特征在于，造型的可使用时间根据造型时间的长短控制再20分钟到60分钟，起模时间为可使用时间的4～5倍，起模前测定试样的抗压强度，当强度大于0.8MPa时方可起模，24小时的试样抗压强度大于等于2.4MPa。
8.一种如权利要求1所述的铸钢件的造型方法中采用的新砂，其特征在于，所述新砂的成分包括石英砂，粒度为20目到40目，含泥量小于等于0.20％，粒形系数小于等于1.35，含水量小于等于0.30％，150目以下微粉含量小于等于0.5％。
9.一种采用如权利要求1所述铸钢件的造型方法后型砂的回收再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)振动落砂；
(2)破碎；
(3)磁选，去除杂质；
(4)筛选，将型砂的粒度控制在20目到40目，且150目以下的微粉含量小于等于0.5％，颗粒大于20目的重新进行步骤(2)；
(5)以300℃～350℃的温度进行焙烧；
(6)脱膜再生，去除附着在型砂表面的水玻璃膜；
(7)冷却，形成再生砂。
10.一种如权利要求9所述型砂的回收再生方法得到的再生砂，其特征在于，所述再生砂的粒度为20目到40目，含水量小于等于0.30％，含泥量小于等于0.20％，150目以下微粉含量小于等于0.5％，残留的Na2O含量小于等于0.35％。
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