减少铸造工业对环境的污染,实现绿色清洁铸造生产,已成为铸造工作者的迫切任务。与粘土砂产生的粉尘污染与黑色污染、树脂砂产生的化学污染相比,属无机粘结剂的水玻璃砂是最有可能实现绿色清洁铸造生产的型砂工艺。我国70%以上的铸钢件和大型铸铁件大部分是使用水玻璃砂工艺生产的,年消耗水玻璃30余万吨,水玻璃砂600余万吨。 水玻璃价格便宜,供应充沛,混砂、造型和浇注过程中不释放出刺激和有害的气体,易于实现清洁生产。但水玻璃浇注后溃散性差,旧砂回用困难,大多直接废弃,造成环境的碱性污染。不克服水玻璃砂溃散性差的缺点,旧砂回用就无从谈起;水玻璃砂就无法适应21世纪的生产特点。本研究课题就是应湖南某铸钢厂的委托,解决该厂水玻璃砂溃散性差的问题。 要想解决水玻璃砂的溃散性差问题,应从水玻璃砂溃散性的机理研究着手,分析水玻璃砂溃散性差的原因;才能找出解决溃散性差的合理的方法。对该厂的水玻璃和水玻璃砂工艺进行了如下内容研究。 1.对典型铸钢件进行型(芯)砂受热温度场模拟分析,找出不同壁厚铸钢件的型(芯)砂受热时高温区域厚度,绘出铸钢件壁厚与受高温区域厚度曲线,拟合非线性回归方程,以便针对不同壁厚铸钢件算出型(芯)砂受热时高温区域厚度,选择合适解决溃散性方法; 2.对市场上现有的几种溃散剂和自己研制的溃散剂进行试验对比,找出一种或几种适合该厂要求的溃散剂,并进行实际生产试用; 3.为进一步降低水玻璃加入量,进行有机酯硬化水玻璃试验,并进行实际生产试用; 4.对水玻璃砂溃散性差的机理进行进一步分析,综合以上各个试验找出合理的适合该厂的解决水玻璃砂溃散性差的问题的途径。 本课题通过型(芯)砂受热温度场模拟分析算出了高温区厚度,然后针对不同区域不同温度应用不同溃散剂和不同处理方法达到解决溃散性目的。 1.通过对型砂受热温度场进行模拟分析和计算,分析出了型芯受热区域温度分布情况,找出了铸钢件的壁厚或模数与型砂受热温度区域厚度的关系并且通过