長期以來,我國大多數(shù)鑄造企業(yè)一直采用傳統(tǒng)的“先干混后濕混”的混砂工藝。即:新砂+舊砂+膨潤土+煤粉先干混一段時間后,再加水濕混。這種混砂工藝的缺點是:
1、混干料時粉塵飛揚(yáng),污染環(huán)境且有害于工人的健康。
2、如果除塵設(shè)施良好,干混時容易抽走部分膨潤土和煤粉,造成不必要的浪費。
3、在干混過程中粉狀材料容易落入混砂機(jī)的圍圈和碾盤的夾角部分,加水后粉料潤濕較慢,需要長時間地混碾。
4、在混勻了的干料中加水,即使水加得很分散,也是一滴一滴地落在干料中。因為粘土是親水的,加上水滴表面張力的作用,水滴附近的粘土很快就聚集到水滴上,形成較大的粘土球。將這些粘土球壓碎并使它涂布在砂粒表面上是比較困難的,需要的能量也比較大。
碾輪混砂機(jī)的加料順序最好是:加入舊砂和新砂后,加入總需水量的60~70%,混合后再加入膨潤土和煤粉等粉料,然后再補(bǔ)加其余水分。這種先濕混法可比先干混法縮短混碾時間。先加砂和水混勻,在加粉狀粘土?xí)r,因為水已分散,沒有較大的水滴,加入粘土后只能形成大量較小的粘土球,壓開這些小粘土球是比較容易的,需要的能量也較小。
下圖是就兩種加料方法進(jìn)行試驗所得到的結(jié)果。型砂配方是:木里圖砂100%,外加黑山膨潤土5%,水3%?;焐霸O(shè)備是實驗室用混砂機(jī)。由圖5.2.8可以看到:為使型砂有合理的強(qiáng)度,用先加干料后加水的工藝,需混17~19min;用先加砂和水后加干料的工藝,只需混13~15min。
最適宜混砂時間的確定方法是:在生產(chǎn)用混砂機(jī)中按照工藝規(guī)定混制型砂,對混完的型砂取樣測定其濕態(tài)抗壓強(qiáng)度,然后延長碾輪混砂機(jī)的混砂時間0.5~1.0min(轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)延長10~20s)。混砂時添加少量水份,以保持型砂緊實率基本不變,再一次測定型砂濕壓強(qiáng)度,強(qiáng)度值將有不同程度的上升。如此每次延長混砂時間后繼續(xù)測定強(qiáng)度。強(qiáng)度上升逐漸趨于和緩,直到強(qiáng)度不再上升,即達(dá)到“峰值強(qiáng)度”。通常將型砂強(qiáng)度達(dá)到峰值強(qiáng)度的80~90%時的時間,視為最適宜混砂時間。工廠可以據(jù)此更正工藝規(guī)定的混砂時間要求。
國外有的鑄造廠,在采用間歇式混砂機(jī)的條件下,混砂前先向混砂機(jī)中加水,運轉(zhuǎn)幾秒鐘(當(dāng)然設(shè)備方面要保證水不泄漏)。這樣不僅有上述先加水的好處,而且可以在每次混砂前將碾輪和刮板洗凈,提高混砂效率。