CN101954444A - 消失模铸造的模样干燥方法及其模样干燥房 - Google Patents

Abstract

消失模铸造的模样干燥方法，具体步骤如下：①将模样放置在可封闭的干燥房的支撑架上，模样之间及模样与墙的距离至少80毫米，关闭门，使干燥房内外无空气对流；②干燥房内用除湿机和加热器控制干燥房内的相对湿度和温度；③模样干燥36-72小时；④检验模样含水量；⑤开门，出模。消失模铸造的模样干燥房，干燥房(1)为封闭空间，干燥房设有可关闭的门，干燥房内设有至少1台除湿机，除湿机的排水管通过管道连接至室外，干燥房内设有加热器。本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，方便操作，能在常温环境下安全快速地干燥铸造模样，且节能环保，降低生产成本，有效改善了工作环境。

Description

消失模铸造的模样干燥方法及其模样干燥房

技术领域

本发明涉及一种铸造模型的干燥处理的方法及其设施，具体的是一种消失模铸造的模样干燥方法及其模样干燥房。

背景技术

消失模铸造被广泛运用于铸造各种金属零件。消失模铸造是采用可发性聚苯乙烯泡沫模样浇注铸件的工艺过程。泡沫塑料模样在液态金属浇入时迅速气化，金属液取代模样空间，生产出一个与原泡沫模样完全一样的铸件。消失模铸造广泛应用于铸钢、铸铁、铸铜、铸铝等各种材质、各种结构的铸件。铸件精度高、质量好，成本低；铸件表面光洁，减少了清理，节省了机械加工量。由于消失模铸造通常采用水基涂料，模样干燥时需要较长的时间，通常为2～4天，甚至更长的时间，才能充分干燥。中小铸造厂现有的方法是建立干燥室，用煤或燃气燃烧、电阻丝或发热管发热、蒸汽管道加热、热风机加热，目的都是加热周围空气介质使干燥室保持在50～55℃，模样的水分得以挥发，最后将热湿空气排出干燥室。这些干燥方法存在的缺点较多，一是能源利用率低，大量的热湿气体排入大气，能量没有充分利用而被白白浪费。二是模样干燥时形成不利的温度梯度，通常水分迁移的方向是按照温度从高向低的方向进行的，所以在干燥前期模样的中心部总是聚集了大量的水分，厚大件需要长时间的干燥才能除去其心部的水分，这样大大延长了干燥的时间。保持50℃以上的长时间干燥容易在泡沫模型连接处产生脱胶现象，若脱胶层的深度超越了铸件的机械加工余量范围，将影响产品质量。三是必须建立行之有效可靠的温控系统，否则低温达不到干燥的目的，高温很容易让白模变形萎缩。四是易燃品泡沫塑料与加热器的高温构成了严重的火灾隐患，所以干燥室往往要留出与白模车间足够的安全距离并单独隔离出来，干燥室必须密封隔热，增加建造成本，使用时同样带来诸多不便。五是操作人员必须在高温高湿的环境进行操作，工作环境恶劣产。六是设备复杂，加大了生产维护成本。

发明内容

本发明的目的是为解决现有消失模铸造在模样干燥时存在的问题，提出能在常温环境下节能安全、简单方便且实用的消失模铸造的一种模样干燥方法及其模样干燥房的技术方案。

本发明的技术方案为：消失模铸造的模样干燥方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将模样放置在可封闭的干燥房的支撑架上，模样之间及模样与墙的距离至少80毫米，关闭门，使干燥房内外无空气对流；

(2)干燥房内用除湿机和加热器控制干燥房内的相对湿度≤35-45％，温度为20-30℃；

(3)模样干燥36-72小时；

(4)检验模样含水量≤3.0％；

(5)开门，出模。

所述的干燥房内的容积满足以下公式：

$V=\frac{1}{10}\mathrm{kfW}$

式中：V-干燥房容积，单位m³；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨；

所述的干燥房内除湿机的功率满足以下公式：

P_C＝1.8skfW

式中：P_C-除湿机功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，取值范围：1-1.3；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨；

所述的干燥房内加热器的功率满足以下公式：

$P_R=\frac{1}{2}\mathrm{skfW}$

式中：P_R-加热器功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，1-1.3；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨。

所述的干燥房内加热器为红外加热灯、电阻发热丝、石英发热管、热风机、取暖器及电炉中至少一种。

消失模铸造的模样干燥房，干燥房为封闭空间，干燥房设有可关闭的门，其特征在于，干燥房设有可关闭的门，干燥房内设有至少1台除湿机，除湿机的排水管通过管道连接至室外，干燥房内设有至少1台加热器。

所述的门为可自动关闭的弹簧门。

所述的干燥房内加热器为红外加热灯、电阻发热管、石英发热管、热风机、家用取暖器及电炉中至少一种。

所述的干燥房内设有温度湿度计。

模样干燥的过程是模样中水分的传递迁移和蒸发。为使模样干燥，必须保证模样表面水分蒸汽分压高于外部空间中的水分蒸汽分压，才能使模样表面水分汽化并逸散到外部空间介质中，从而在模样表面和内部出现含水量的差别，使模样内部水分向表面传递迁移并在表面不断汽化，进而使模样内部的含水量不断降低，逐步完成模样的整体干燥。本发明是在干燥房内设有除湿机，除湿机能连续快速吸收并排除干燥房内空气中的水分，模样表面水分蒸汽分压高于外部空间中的水分蒸汽分压，使得模样表面和内部出现较大的含水差，模样表面的水分自然汽化后进入空气，被除湿机吸收；同时模样内部的含水量不断向模样表面迁移并汽化，模样内部的含水量逐步降低，完成模样的干燥。为加快模样表面水分的汽化，本发明在干燥房内设有加热灯或加热器器。为防止除湿机吸收的水分被汽化再次进入干燥房内的空气中，本发明将除湿机排水管的排水口通向室外。为方便掌握干燥房内的温度和湿度，本发明在干燥房内设有温度计和湿度计。为保证本发明的可行性，本发明通过大量的试验，总结出采用本发明的方法时干燥房容积、除湿器功率和加热器功率的计算方法，为本发明的实施提供了科学的依据。本发明的一个重要特点是模样干燥成本低。在现有的干燥方法中，设备复杂，投资较高，能源耗费成本较大。各地能源价虽有一定差异，在干燥模样时，如采用电加热式耗能成本，每吨铸件不低于40～80元；天然气、煤气的成本，每吨铸件不低于30～70元，燃烧煤、炭的成本，每吨铸件不低于30～50元。蒸汽加热，或利用铸造熔炼炉余热加热，须较大的投入和具备相应的条件。

本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，方便操作，能在常温环境下安全快速地干燥铸造模样，且节能环保，降低生产成本，有效改善了工作环境。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中，(1)是干燥房、(2)是加热器、(3)是温度计和湿度计、(4)是房顶、(5)是排水管、(6)是除湿机、(7)是模样、(8)是支撑架、(9)是门。

具体实施方式

按以下公式计算干燥房(1)的容积：

$V=\frac{1}{10}\mathrm{kfW}$

式中：V-干燥房容积，单位m³；

k-铸件单重系数，主要铸件单重≤100kg、＞100kg≤500kg、＞500kg时，取值分别为：1，1.2和1.3；

f-铸件复杂系数，主要铸件分为简单、一般、复杂，设取值范围1-1.3；W-铸件年产量，单位：吨。

按以下公式计算干燥房内除湿机(6)的功率：

P_C＝1.8skfW

式中：P_C-除湿机功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，根据常年气候相对湿度和干燥房密封程度设取值范围1-1.3；

k-铸件单重系数，主要铸件单重≤100kg，＞100kg≤500kg，＞500kg时，取值分别为：1，1.2和1.3；

f-铸件复杂系数，主要铸件分为简单、一般、复杂，设取值范围1-1.3；W-铸件年产量，单位：吨。

按以下公式计算干燥房内加热器(2)的功率：

$P_R=\frac{1}{2}\mathrm{skfW}$

式中：P_R-加热器功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，根据常年气候相对湿度和干燥房密封程度设取值范围1-1.3；

k-铸件单重系数，主要铸件单重≤100kg，＞100kg≤500kg，＞500kg时，取值分别为：1，1.2和1.3；

f-铸件复杂系数，1-1.3；主要铸件分为简单、一般、复杂，设取值范围；

W-铸件年产量，单位：吨。

参考计算值设计干燥房容积如表1，用水泥预制块建可封闭的干燥房，也可建砖混结构的干燥房(1)，在干燥房上设有可自动关闭的弹簧门(9)，关门后干燥房成为封闭空间。参考计算值设计除湿机功率如表1，选除湿机为，型号CFZ-7S的工业除湿机(6)设于干燥房内，除湿机排水管(5)的排水口通向室外。参考计算值设计加热器(2)如表1，加热器首选红外加热灯，红外加热灯可兼做照明灯，红外加热灯设在干燥房的房顶。加热器也可采用电阻发热丝、石英发热管、热风机、取暖器及电炉中至少一种。取暖器可为油汀或石英发热管式。在干燥房内设有温度湿度计(3)。

消失模铸造的模样干燥方法：具体步骤如下：

①将模样(7)放置在可封闭的干燥房(1)的支撑架(8)上，模样之间及模样与墙的距离至少80毫米，关闭门(9)，使干燥房内外无空气对流；

②干燥房内用除湿机(6)和加热器(2)控制干燥房内的相对湿度≤35-45％，温度为20-30℃；

③模样干燥36-72小时；

④检验模样含水量≤3.0％；

⑤开门，出模。

表1  本发明具体分析

	实施方式1	实施方式2	实施方式3	实施方式4	实施方式5
						铸件年产量W	1200T	1500T	1800T	3000T	4500T
铸件单重系数k	1	1	1.2	1.3	1.3
						铸件复杂系数f	1.3	1.3	1.2	1.1	1
干燥房湿度系数S	1	1.2	1.1	1	1.3
						干燥房温度	25℃	25℃	22℃	22℃	22℃
干燥房相对湿度	≤35％	≤38％	≤45％	≤38％	≤40％
						计算干燥房容积V	156	195	216	429	585
设计干燥房容积V	160M3	200M3	220M3	450M3	600M3
						计算除湿机功率PC	2808	4212	5132	7079	13689

其中：1.干燥设施成本＝干燥房成本+除湿机成本+红外加热灯成本

2.电价0.80元/kw·h

采用电加热式耗能成本，每吨铸件不低于40～80元；天然气、煤气的成本，每吨铸件不低于30～70元，燃烧煤、炭的成本，每吨铸件不低于30～50元。

Claims (7)

1.消失模铸造的模样干燥方法，其特征在于，具体步骤如下：

①将模样(7)放置在可封闭的干燥房(1)的支撑架(8)上，模样之间及模样与墙的距离至少80毫米，关闭门(9)，使干燥房内外无空气对流；

②干燥房内用除湿机(6)和加热器(2)控制干燥房内的相对湿度≤35-45％，温度为20-30℃；

③模样干燥36-72小时；

④检验模样含水量≤3.0％；

⑤开门，出模。

2.如权利要求1所述的消失模铸造的模样干燥方法，其特征是，

所述的干燥房(1)内的容积满足以下公式：

$V=\frac{1}{10}\mathrm{kfW}$

式中：V-干燥房容积，单位m³；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨；

所述的干燥房内除湿机(6)的功率满足以下公式：

P_C＝1.8skfW

式中：P_C-除湿机功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，取值范围：1-1.3；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨；

所述的干燥房内加热器(2)的功率满足以下公式：

$P_R=\frac{1}{2}\mathrm{skfW}$

式中：P_R-加热器功率，单位w；

S-干燥房湿度系数，1-1.3；

k-铸件单重系数，取值范围：1-1.3；

f-铸件复杂系数，取值范围：1-1.3；

W-铸件年产量，单位：吨。

3.如权利要求1所述的消失模铸造的模样干燥方法，其特征是，所述的干燥房内加热器(2)为红外加热灯、电阻发热丝、石英发热管、热风机、取暖器及电炉中至少一种。

4.消失模铸造的模样干燥房，干燥房(1)为封闭空间，干燥房设有可关闭的门(9)，其特征在于，干燥房设有可关闭的门(9)，干燥房内设有至少1台除湿机(6)，除湿机的排水管(5)通过管道连接至室外，干燥房内设有至少1台加热器(2)。

5.如权利要求4所述的消失模铸造的模样干燥房，其特征是，所述的门(9)为可自动关闭的弹簧门(9)。

6.如权利要求4所述的消失模铸造的模样干燥房，其特征是，所述的干燥房内加热器(2)为红外加热灯、电阻发热丝、石英发热管、热风机、取暖器及电炉中至少一种。

7.如权利要求4所述的消失模铸造的模样干燥房，其特征是，所述的干燥房内设有温度湿度计(3)。