型砂

目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都是利用水分蒸发冷却型沙。其中，冷却沸腾床效果较好。
2.旧砂的水分控制
几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。
进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。
3.旧砂温度和水分的控制
通常把40℃以上的旧砂称为热砂，使用热砂会导致混砂效率降低及型砂水分波动，造型机模板粘砂，起模困难，不易紧实，铸件容易出现粘砂、冲砂、气孔等缺陷。因此，应把砂温作为旧砂管理的重要项目，并控制在低于室温15℃(夏季＜40℃)。
理论上，旧砂每蒸发1％的水可使旧砂降温25℃。目前旧砂冷却设备如双盘冷却器、沸腾冷却床等已比较成熟，并配备测温增湿系统，能有效控制旧砂的冷却。在旧砂降温后，使旧砂保持一定的水分是十分必要的，让膨润土有充分的膨润时间，旧砂增湿系统尽可能提前，并保持一定的砂量，保证旧砂在进入混砂机之前至少有2h以上的膨润时间。旧砂水分的控制范围一般为型砂水分的60％～70％，并做到定期检测、及时调整。
值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上
适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。
(4)型砂水分下降，湿压(剪)强度不变(或水分不变，湿压(剪)强度下降)，在起模时型腔容易损坏，铸件夹砂、砂眼等缺陷增加，则表明型砂中有效膨润土含量降低了，应适当提高膨润土加入量。
(5)水分和湿压强度未变，透气性下降，则表明砂的粒度已变细，或砂中的粉尘已增加，应适当提高新砂加入量。
(6)新砂加入量不变，而型砂含泥量增加，粘土、煤粉加入量提高，则型砂的除尘系统有问题。
各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。
现今，随着科学技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要求也越来越高。现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳定、一致，则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。
(1)紧实率正常，有效膨润土含量在工艺要求范围内，而水分增高(或降低)，说明型砂死粘土粉尘已增多(或降低)，应增加(或降低)新砂加入量。
(2)有效膨润土、紧实率、水分都在工艺要求范围内，湿压(剪)强度降低，表明混砂效率降低，应检查混砂机和混砂工艺。
(3)型砂的水分未变，湿压强度升高(或水分升高，湿压强度未变)，铸件表面比较光洁，起模性好，则表明型砂中有效膨润土含量已升高，应适当降低膨润土加入量。
为尽可能达到上述控制状态，应减少砂处理系统整体砂量的波动，时刻关注铸件种类、材质、砂铁比、铸件模数的变化，通过在线检测或型砂化验室的检测数据及时调整型砂配方，控制型砂组分的变化，控制好砂温和稳定旧砂水分，严格控制型砂紧实率及强度的波动，达到有效控制砂处理系统和保证型砂质量的目的。
1.砂量的控制
使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。
以下，给出一个简略的计算比较：
型砂的比热大致是：9.22×102J/kg·℃，水的比热是：4.19×103J/kg·℃，水的蒸发热是：2.26×106J/kg，1吨砂中加20℃的水10kg(加水1%)，使其温度升到50℃，所能带走的热量为4.19×103 ×10×30，即12.57×105J。1吨砂温度降低1℃，需散热9.22×102×1000 J，即9.22×105 J。
一.旧砂的处理
用粘土湿型砂造型，浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外，大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。
配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。所以，对旧砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。
所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降低24.5℃。
使1吨砂中的水分蒸发1%(10kg)，能带走的热量为2.26×107J，却可使砂温降低24.5℃。
以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。
】介绍高密度造型砂处理系统旧砂的质量要求及含泥量、旧砂温度和水分等方面的控制经验，阐述了通过对型砂性能的检测及分析来保证型砂品质的方法。
近年来，我国铸造企业特别是新兴铸造企业采用高压造型、气冲造型、无箱射压造型等高密度造型方式的越来越多，造型工艺水平起点高，相应地对砂处理质量的控制要求也越来越高。高密度造型型砂管理与常规型砂管理有很大不同，特别是对旧砂控制要求更为严格。对型砂质量控制的首要任务是稳定型砂系统的砂量平衡，减少型砂各组分的波动。型砂系统控制好的理想状态应满足以下几个条件：
较好的做法是：在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。这样，从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。
(1)旧砂(或新旧砂混合)有效周转量为造型线型砂需求量的两倍以上。
(2)砂芯流人量及新砂加入量总和＜3％。
(3)旧砂破碎筛分系统良好，旧砂均匀无砂团。
(4)旧砂砂温不高于室温15℃(夏季＜40℃)。
(5)混砂前旧砂保持在型砂水分的60％～70％。
(6)旧砂(或新旧砂混合)含泥量控制在7％～11％。
试验研究和经验都已证明，加水润湿干膨润土比润滑湿膨润土难得多。型砂中的膨润土和水，并非简单的混在一起就行，要对其加搓揉，使之成为可塑状态。这就像用陶土和水制陶器一样，将水和土和一和，是松散的，没有粘接能力；经过搓揉和摔打，使每粒土都充分吸收了水分，就成为塑性状态，才可以成形，制成陶器毛坯。
铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。旧砂的水分较低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。
砂处理系统中的砂量是不断变化的，保持旧砂系统适当砂量是型砂管理的基础，随着铸件种类的不同，砂芯带人量的多少不一样，旧砂总量不断波动。随着覆膜砂芯、冷芯的推广使用，砂系统中的砂量一般是过剩的。砂量过剩时应将品质不好的旧砂从系统中排掉，并定点存放，以备砂量不足时投入系统中循环使用，时刻保持旧砂量的稳定。
2.含泥量的控制
含泥量主要指粒度＜0.022mm的微粉含量。型砂含泥量是影响型砂含水量、强度、韧性和透气性等性能的重要参数，因此运行良好的砂处理要经常检测旧砂中的含泥量，旧砂中的含泥量一般控制在7％～11％之间，当含泥量＞11％时，会造成型砂性能恶化；当含泥量＜7％时，型砂中吸水组分含量太低，造成型砂水分波动大而不易控制，同时型砂透气性高影响铸件的表面粗糙度。旧砂含泥量主要来源于以下几个方面：
随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。
粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统，应能监控型砂的性能，如有问题，应能及时加以改正。
由于各铸造厂砂处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸造厂认真地理解了这些要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。而且，还要随着技术的进步和工厂的实际能力(包括人员和资金)不断改进对型砂系统的控制。
多高温度的砂算是热砂？判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。对此，许多研究者从个方面进行了研究；有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响；有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响；有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究，得到了一致的结论，即：为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50℃以下。
我公司砂处理系统型旧砂的控制工艺及检测项目如表1、表2所示
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(1)膨润土在600℃左右失去结品水，成为死粘土，这是含泥量的主要来源。
(2)辅料在浇注过程中燃烧而成为灰分并残留在旧砂中。
(3)浇注过程中，硅砂受热膨胀，复合砂粒破碎而微粉化。
(4)混砂时的机械力ຫໍສະໝຸດ 部分硅砂颗粒破碎而微粉化。 (5)添加新砂、膨润土、辅料时带入的微粉。
含泥量的控制：①主要是控制膨润土及辅料的加入量，在保证起模良好，铸件无落砂及冲砂的前提下，尽量降低加人量，同时最大程度地发挥?昆砂机的}昆砂效果，保证合适的混砂时间。②通过除尘系统除去旧砂中的微粉，振动落砂机处除尘器中的灰分是严禁回用的，双盘冷却器及精细筛处除尘器中的灰分视控制能力是可以回用的(其中有效成分在60％以上)。③补加新砂(溃散砂芯)稀释旧砂中的泥分所占的比例，同时保持膨润土量与补充砂加入量的平衡。