呋喃树脂砂再生工艺研究及生产应用

摘要

本文研究了呋喃树脂砂砂处理再生工艺对再生砂质量和型砂工艺性能的影响,并对某呋喃树脂砂铸铁车间的砂处理工部进行再生工艺设计。
　　 论文所研究的两种呋喃树脂砂再生工艺为机械离心再生(以下称SR-1)和撞击+离心联合再生+风选分级处理(以下称SR-2)。本文通过涡洗式洗砂、震摆式筛砂、110℃低温烘烤及950℃高温灼烧等实验,分析SR-1和SR-2再生工艺对呋喃树脂再生砂的灼烧减量、粒度分布、微粉含量、含泥量及含水量的影响；通过杠杆式强度试验机、SFL发气量测定仪研究了呋喃树脂再生砂的微粉含量、含水量和灼烧减量对树脂型砂的抗拉强度、可脱膜时间及发气量的影响。在以上研究基础上,根据某铸铁车间的生产纲领及其熔炼、造型制芯工艺,制定车间总体布局,设计呋喃树脂砂再生工艺,同时选择合适的树脂砂再生设备。
　　 研究结果表明:经过SR-1再生工艺处理后的呋喃树脂再生砂,灼烧减量降至3.13％,四筛集中度达到86％,微粉含量降至0.71％,可以满足普通灰铸铁件对呋喃树脂再生砂质量的工艺要求。但含泥量和含水量超出了呋喃树脂砂造型、制芯工艺要求的0.30％和0.20％。
　　 经SR-2再生工艺处理后的呋喃树脂再生砂,灼烧减量降至2.83％,四筛集中度达到90％,微粉含量降至0.45％,含泥量和含水量都降至球铁件造型、制芯工艺对再生砂性能要求的标准以下。这表明,撞击再生装置有助于降低再生砂的灼烧减量,风选分级装置有助于降低再生砂的微粉含量和含泥量。
　　 呋喃树脂型砂的工艺性能实验结果表明:再生砂的微粉含量和含水量的增加降低了型砂的24小时终强度；灼烧减量升高0.5～1％,则型砂的发气量将增加6～10％,型砂的硬化速度将增大10～30％。但是,在型砂硬化的初始阶段,灼烧减量的增加提高了型砂的硬化速度,减少了型砂的可脱模时间。
　　 对SR-1和SR-2再生砂进行型砂工艺性能实验,SR-2型砂与SR-1型砂相比,终强度提高了12％,发气量减少了5％,可脱模时间则延长了20～30％。
　　 根据以上试验结论,通过分析某呋哺树脂砂铸铁车间的生产纲领和铸件特点,砂处理工部设计采用破碎+撞击+离心联合再生工艺,并附以风选分级处理装置。依据再生工艺设计要求,选择合适的呋喃树脂砂再生设备,并根据所选设备的再生能力,分析其再生效果:呋喃树脂再生砂的灼烧减量降至2.5～3.0％,四筛集中度达到90％以上,微粉含量可降至0.4～0.6％以下,含泥量和含水量在工艺控制合理的情况下可达到工艺的标准要求。同时对铸铁车间所采用的熔炼、造型、制芯等设备进行能力匹配计算,皆可以满足生产需求。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 引言

1.2 树脂砂再生工艺的发展及应用

1.2.1 树脂砂再生工艺的发展

1.2.2 树脂砂再生工艺的应用现状

1.2.3 树脂砂再生设备

1.3 树脂再生砂的技术指标

1.3.1 灼烧减量

1.3.2 粒度分布与微粉含量

1.3.3 含泥量与含水量

1.4 研究背景及意义

1.5 课题研究内容及目标

1.5.1 研究内容

1.5.2 研究目标

1.6 课题研究路线

2 实验内容及方法

2.1 呋喃树脂再生砂的准备

2.2 实验方案

2.2.1 再生砂质量参数的确定

2.2.2 再生砂实验装置

2.3 呋喃树脂再生砂质量检测

2.3.1 含泥量的测定

2.3.2 粒度分布及微粉含量的测定

2.3.3 灼烧减量的测定

2.3.4 含水量的测定

2.4 呋喃树脂型砂的工艺性能测试

2.4.1 抗拉强度测试

2.4.2 可脱模时间测试

2.4.3 发气量测试

3 呋喃树脂砂再生工艺对再生砂质量的影响

3.1 呋喃树脂砂再生工艺

3.1.1 SR-1砂处理再生工艺流程

3.1.2 SR-2砂处理再生工艺流程

3.2 SR-1与SR-2再生工艺分析

3.3 再生砂质量检测结果及分析

3.3.1 再生砂的含泥量和含水量

3.3.2 再生砂的粒度分布及微粉含量

3.3.3 再生砂的灼烧减量

3.4 SR-1和SR-2砂处理线的再生结果讨论

3.4.1 再生工艺对含泥量和含水量的影响

3.4.2 再生工艺对粒度分布和微粉含量的影响

3.4.3 再生工艺对灼烧减量的影响

3.4.4 SR-1和SR-2再生砂的应用范围

3.5 本章小结

4 呋喃树脂再生砂质量对型砂工艺性能的影响

4.1 呋喃树脂型砂试样的制备

4.1.1 呋喃树脂型砂工艺性能的影响因素

4.1.2 呋喃树脂型砂的原材料

4.1.3 呋喃树脂型砂试样的制备

4.2 微粉含量及含水量对型砂抗拉强度的影响

4.2.1 微粉含量的影响

4.2.2 含水量的影响

4.3 灼烧减量对型砂可脱模时间的影响

4.4 灼烧减量对型砂发气量的影响

4.5 SR-1和SR-2型砂性能测试结果及分析

4.5.1 抗拉强度的测试

4.5.2 可脱模时间的测试

4.5.3 发气量的测试

4.6 本章小结

5 呋喃树脂砂的生产应用

5.1 车间概况

5.1.1 生产规划

5.1.2 生产纲领

5.2 车间工艺方案及设备选型

5.2.1 主要工艺说明

5.2.2 设备选型计算

5.3 砂处理工部工艺设计

5.3.1 砂处理工序流程

5.3.2 再生工艺设计

5.3.3 再生设备选型

5.4 砂处理工艺评价

5.4.1 再生砂质量分析

5.4.2 造型工艺评价

5.4.3 再生工艺流程

5.5 本章小结

6 结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究课题