金礦選礦生產(chǎn)線
鑄造用煤粉粒度 越細(xì)越好嗎？
2017-08-29
在鑄鐵用粘土濕型砂中加入煤粉，有防止鑄件表面粘砂，抑制膨脹缺陷，以及減少氣孔等多方面的作用，不僅可以提高鑄件的表面質(zhì)量，而且可以提高鑄件尺寸的一致性，改善鑄件輪廓的清晰度。長時期以來，煤粉一直是鑄鐵用粘土濕型砂中不可或缺的添加劑。
鑄造行業(yè)中使用煤粉首先是在英國，迄今已有近400年的歷史。我國鑄造行業(yè)的形成和煤粉的規(guī)模應(yīng)用則為期不久，基本上可認(rèn)為始于20世紀(jì)50年代初。
近30年來，隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，加以不少人對煤粉缺乏正確的認(rèn)識，把鑄鐵廠的臟黑、灰塵多、煙氣大等問題都?xì)w咎于煤粉，有人甚至把煤粉說成是鑄鐵行業(yè)‘甩不掉的冤家’，尋求煤粉代用品的研究工作受到了廣泛的關(guān)注，新材料也層出不窮。但是，縱觀當(dāng)前的世界鑄造行業(yè)，煤粉經(jīng)受了時間的考驗，依然被廣泛采用，而且迄今為止仍是性價比較高的型砂添加劑。同時，對煤粉的認(rèn)識也在不斷深化，對煤粉質(zhì)量的要求也漸趨合理。
目前，我國每年鑄造用煤粉的耗用量大約在25萬t以上。由于我國鑄造行業(yè)應(yīng)用煤粉的經(jīng)歷較短，以往在這方面的研究工作較少，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也不盡完善。無論從提高鑄件質(zhì)量、合理利用資源或改善環(huán)境哪方面考慮，加強(qiáng)對鑄造煤粉的研究都勢在必行。
這里，只想根據(jù)外國的研究工作和生產(chǎn)經(jīng)驗，對鑄造煤粉的粒度控制提出一些意見，供煤粉生產(chǎn)企業(yè)參考，也希望有條件的鑄造企業(yè)能與煤粉生產(chǎn)企業(yè)合作進(jìn)行試驗研究工作。對煤粉質(zhì)量的其他要求，將另文述說。
我國，1988年才由機(jī)械系統(tǒng)制定關(guān)于鑄造用煤粉的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZB J31 002－1988《濕型鑄造用煤粉》，其中對煤粉粒度的規(guī)定是：“應(yīng)有95％以上通過0.106mm的篩孔（即140目篩）。1999年對標(biāo)準(zhǔn)作了修訂和整理，標(biāo)準(zhǔn)號改為JB/T 9222－1999，技術(shù)內(nèi)容未變。從標(biāo)準(zhǔn)的要求看來，很容易理解為：‘鑄造用煤粉越細(xì)越好’。因此，我國鑄造行業(yè)所用的煤粉大體上都相當(dāng)于國外的超細(xì)煤粉，而型砂中不加分析地采用超細(xì)煤粉帶來的問題很多，實在很不相宜。在我國鑄造生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)很大的今天，應(yīng)盡快對此有更為全面的認(rèn)識。
1．煤粉粒度的影響
煤粉顆粒應(yīng)根據(jù)鑄件的尺寸和重量選用，同時也要考慮造型設(shè)備的具體情況。一般說來，粘土濕型砂中所用的煤粉，粒度應(yīng)略細(xì)于原砂的粒度，但又不宜過細(xì)。如生產(chǎn)小型鑄件而對表面質(zhì)量的要求又較高，可采用細(xì)砂和細(xì)煤粉或超細(xì)煤粉，但這并不是常規(guī)的情況。隨著鑄件尺寸的增大，就以采用較粗的煤粉為宜。
煤粉太細(xì)，可能帶來很多問題，如：
?。?）揮發(fā)分易于釋放，而影響使用效果。
?。?）易于氧化。
?。?）加料過程中容易被排塵系統(tǒng)吸走，影響型砂質(zhì)量的穩(wěn)定性。
?。?）每次澆注后，因受熱界面大而燒蝕的量較大，導(dǎo)致煤粉的用量大，且使型砂中的含泥量增多。
?。?）儲存過程中易于自燃。
近30年來，高壓造型設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛。對于高壓造型設(shè)備，無論水平分型或垂直分型，型砂中都應(yīng)采用粗粒的煤粉。這樣，一方面可以適當(dāng)提高鑄型的透氣能力，減少鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷的幾率；另一方面，采用粗煤粉，澆注時揮發(fā)分的釋放減緩，型砂中的灰分減少、復(fù)用性能改善，對于保證型砂性能的穩(wěn)定至關(guān)重要。
如果進(jìn)入系統(tǒng)砂的芯砂數(shù)量較多，導(dǎo)致型砂的總體粒度偏粗，為避免鑄型的透氣能力過高，在這種情況下，可考慮采用略細(xì)一些的煤粉。
總之，不論鑄件特點和生產(chǎn)條件如何，一律采用95％以上通過0.106mm篩孔的煤粉是不妥的，希望能通過試驗、研究，盡快改變這種狀況。
當(dāng)然，煤粉的粒度也不能太粗。按照英國多年使用的經(jīng)驗，不能用粒度為1mm以上的煤粉，否則鑄件容易出現(xiàn)氣孔缺陷。
2．有關(guān)煤粉粒度規(guī)格的參考資料
英國5種鑄造用煤粉的粒度分布情形見表1。
美國American Colloid公司在其為鑄造廠提供的膨潤土-煤粉混合料所用煤粉的粒度分布見表2。
結(jié)語
我國鑄造用煤粉規(guī)格的制定，還需要根據(jù)不同生產(chǎn)條件下的實際試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)選，需要煤粉生產(chǎn)企業(yè)與鑄造企業(yè)共同努力。一般說來，鑄造用煤粉顆粒的尺寸應(yīng)在0.400～0.071mm（40～200目之間，以不同的粒度級配制定若干牌號，以適應(yīng)不同鑄造企業(yè)的需求。
煤粉生產(chǎn)企業(yè)為生產(chǎn)粒狀煤粉，在設(shè)備方面還需作較大的調(diào)整，如裝設(shè)旋流式粒度分級設(shè)備和粒度級配裝置等。
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