实现铸造生产废砂废水零排放的铸造技术、材料、设备及应用典范

第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集实现铸造生产废砂废水零排放的铸造技术、材料、设备及应用典范熊星之(青岛4808厂)l前言铸件是机械工业的基础，铸件的生产有砂型铸造及多种多样的特种铸造方法，砂型铸造包括粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等，其占铸件生产的主要部分，笔者通过长期的生产实践，摸索出一套便易实用的改性水玻璃基砂铸造技术，其具有铸件生产高质量高效率低成本、废砂废水零排放的显著特点，下面以球墨铸铁阀门铸件为例将其相关技术、材料、工装设备、特点及典型应用厂家作一介绍。2主要技术简介2．1提高水玻璃砂溃散性技术1)水玻璃改性采用微量改性液和改性粉加至一定规格的铸造水玻璃中搅拌均匀而成改性水玻璃，其可提高水玻璃的粘结强度，特别是即时强度，还能提高水玻璃砂的抗吸湿性、流动陛、冬季硬化速度及抗蠕变性，由於粘结强度提高，水玻璃加入量可大幅度减少，对二氧化碳瞬硬工艺而言，采用水洗干原砂时，加人百分之四左右的改性水玻璃即可；另外，改性后的水玻璃绝对含量减少了，加之改性液成分在高温下发生分解等变化，因此大大改善了型砂的溃散性，并使旧砂的湿法再生非常容易。由於改性液是一种水溶性环保化合物，其在旧砂水洗时与残留水玻璃一起溶人污水中，污水经中和净化后变为清水循环使用，从而实现废砂废水零排放的绿色生产。2)添加溃散剂溃散剂是由数种表面活性剂配制成的胶水，混砂时与改性水玻璃分别加入，能提高型砂的常温温度并降低型砂高温残留强度。2．2水玻璃旧砂湿法再生及污水处理技术1)旧砂湿生再生技术及特点其技术工艺流程为：旧砂经磁选、破碎后进行搅拌水洗，砂水分离后，旧砂经晒干或烘干回用，污水经处理后循环使用。见照十二。其具有设备简、投资少、再生回收率高、再生砂质好、成本低、环保性好等特点。2)污水处理技术及特点其基本原理是：针对污水呈碱性，通过加酸调节PH值，再针对污水中存在的大量悬浮物，通过加相关药剂，使其凝絮沉淀，从而使污水变为可循环使用的清水。见照1。其具有处理水质好、成本低、设备简等特点。第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集2．3造型、制芯技术1)手工操作采用顶箱或漏模及可拆砂箱进行造型，上下型用砂块方式定位，见照2。照12旧砂湿法再生及污水处理现场照1漏模机构及可拆箱框型芯采用芯合手工制作，见照3、照4。照2手工制芯现场2)射芯机制作型芯生产量大时采用，见照5、照6。照4小型射芯机照3阀体砂芯照5大、中型射芯机第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集2．4硬化技术1)二氧化碳瞬硬照6二氧化碳压板充气操作现场采用压板充气，见照6，其整型硬化速度快，简便易行。2)电加热硬化采用热芯合或进炉加热硬化，其可减少水玻璃的加入量。3)微波加热硬化其加热均匀，速度快，水玻璃加入量可降低到百分之二左右。2．5喷涂技术为防铸铁件粘砂及提高铸型(芯)表面的耐火度，照8铸型喷涂醇基涂料照9铸型喷涂醇基涂料后点火燃干2．6节砂技术1)无箱组芯造型见照24、照25，铸型全由型芯组成，各芯用自带的砂块来定位，其不仅省去了大量的砂箱工装，而且降低了用砂量。2)叠箱造型见照，由于省去一半铸型，进一步减少了用砂量。照9待浇注的叠箱铸型照10叠箱浇注的铸件组·168·第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集3)覆砂造型对厚大的铸型和型芯，中间可放置一随形中空构件或管件，外覆数公分的型砂或芯砂，这样可大幅度降低用砂量。2．7压边浇冒口技术对于铸铁件，特别是其中的球墨铸铁件，为了实现无冒口铸造，采用水玻璃砂压边浇冒口工艺是行之有效的方法。压边浇冒口结构见照十一。压边浇口为缝隙式，缝隙宽度取四至五毫米，浇口截面依经验取每十公斤件重为一平方毫米。压边浇口上设一放大部位以防浇口出现缩孔，尺寸也根据经验来定。为节约造型用砂，增加浇注压头，放大部位上方装一砂套。模具制作时，压边浇口可固定在模具的相应部位上，造型漏模时自行准确的形成所要求的压边浇口，浇口套另行制作，合箱时放上。该压边浇冒口形式具有挡渣好、铸件合格率高、因可实现无冒口铸造，铁水利用率高、操作方便、清理容易等特点。3相关材料、工装及设备3．1造型材料1)改性水玻璃配制：照11模具压边浇冒口结构配比：水玻璃(模数2．2—2．4、波美度50—51)100公斤改性液1．25公斤改性粉1．25克水12．5公斤操作：(1)改性溶液配制：将改性粉徐徐加人水中，搅拌均匀，再在搅拌中加入改性液形成均匀溶液。(2)水玻璃改性：在搅拌中将配置好的改性溶液徐徐加入水玻璃中形成均匀改性水玻璃。特点：使混制的型(芯)砂达到如下效果：即时强度提高，能有效保证铸件的尺寸精度。改善溃散性，并使旧砂回收容易，水溶即散。可使用时间长，装入塑料袋放置数天也可继续使用。冬季能显著促硬，避免吹不硬及蠕变现象。抗吸湿性好，制作的铸型及型芯可长时间放置待用。改性水玻璃可现场配制，即配即用，放置一