【摘要】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：

(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％。

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

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：

(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)混砂时的机械力使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。

 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。

4.型砂性能的检测与控制

高密度型砂质量的控制主要依靠日常型砂性能的检测及数据统计分析，定期对型砂组分的检验与调整，根据有效膨润土含量、湿压与湿剪强度、紧实率、水分和透气性等检测数据分析、判断砂处理系统运行质量。下面是我们在型砂控制过程中经常出现的异常情况的原因分析及控制措施。

(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。

(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。

5.结语

(1)高密度造型线砂处理系统旧砂性能指标的稳定与控制是保证型砂品质的关键。

(2)型、旧砂各项性能指标的检测要持之以恒，并做好数据统计分析，及时发现异常并相应调整。