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煤粉的生產及使用

文章作者:admin    時間:2018-04-24 09:54

 

  我廠是生產“鑄工”系列煤粉的專業廠家,生產設備5臺,年產銷量4萬余噸,公司配有設備齊全的煤質檢測設備,可對生產全過程的質量進行有效監控,在煤粉的生產、銷售以及服務方面我們力爭做到“專業”,煤粉的質量的好與壞,不能單靠JB/T9222-2008涵蓋的7項指標來衡量,更應注重煤粉內在指標,譬如高溫粘結(G值),膠質層厚度(Y值)等指標。

我們無論在生產或是銷售以及售后方面都會始終堅持“鑄工煤粉,楷模服務”的經營理念,目的是讓顧客滿意。

煤粉的生產及質量控制:

  煤粉的生產工藝不復雜,質量的好壞主要依靠系統的質量控制程序,再加上優質的原材料為依托,并配以與顧客的良好而充分的溝通的基礎上,為每個顧客量身定制專屬的質量檔案,在材料的選用上,我們建議“合適最好”煤粉的生產包括晾曬、混配(高效煤粉)、制粉、包裝,全程有車間化驗室以及中心化驗室參與質量控制及指導,整個生產流程不算復雜,主要是質量控制程序執行的有效性。

煤粉作用:

  煤粉是以平頂山當地的1/3主焦煤為骨料經粉碎制成的產品,外觀為黑色或黑褐色細粉。煤粉的作用是利用沒在高溫的分解及分解后包覆在砂粒表面的碳膜以防止鑄鐵件產生粘砂和夾砂,同時也起到提高型砂潰散性的作用,因此,煤粉中揮發物的含量是質量分級的主要依據。煤的揮發物包括氣體和液體兩部分,因此,在控制濕型用煤粉的質量方面,除了揮發物含量外,對煤粉的膠質層厚度(Y值)、粘結指數(G值)及焦渣特征也必須加以控制。煤粉的最主要作用是防止鑄鐵件表面粘砂,改善表面光潔度。此外還可以防止鑄件產生皮下氣孔,減輕夾砂結疤傾向,改善鑄件尺寸的穩定性。

(1)在鐵水的高溫作用下,煤粉產生大量還原性氣體,防止鐵水被氧化,并可使貼水表面的氧化鐵還原,減少金屬氧化物和型砂進行化學反應的可能性。型腔中還原性氣體主要來自煤粉熱解生成的揮發分,也包括碳與型砂水分在高溫下的水煤氣反應生成的氫氣。

(2)煤粉受熱后開始軟化,具有可塑性。如果開始軟化至固化之間溫度范圍

比較寬和時間比較長,則可緩沖石英顆粒在該溫度區間受熱而形成的膨脹應力,從而可以減少因砂型受熱膨脹而產生的鑄件夾砂缺陷。

(3)煤粉受熱后產生氣、液、固三相的膠質體,膠質體的體積膨脹部分堵傘塞砂型表面沙粒間的空隙,使鐵水不易滲透。

(4)煤粉在受熱時產生的碳氫化物(主要為芳烴類)的揮發分在650~1000℃

高溫下,與還原性氣氛中發生氣相熱解反應,在金屬液和鑄型的界面上析出一層

帶有光澤的微粒結晶碳,即“光亮碳”(或光澤談)。這層光亮碳使砂型不受鐵水

潤濕和難以向砂粒空隙中滲透,從而得到表面光潔的鑄件。

  我們就拿煤在隔絕空氣干餾過程來模擬煤粉在型砂中的熱解及防粘砂過程吧,從0℃~1000℃根據加熱溫度不同,煤的熱分解過程大致分為干燥階段、脫吸階段、熱解開始階段、膠質體的固化階段、半焦收縮階段和焦炭形成階段,在此需說明的是揮發分產率較高的煤如氣煤受熱分解后形成很多對熱不穩定的低沸點液態產物,很快又受熱分解成氣態產物逸出,因剩下的液體不足以使煤的大量殘留顆粒粘結起來,粘結性較差;而揮發分產率較低的瘦煤或是貧瘦煤,熱分解雖然形成較高沸點的液體產物,但是它的數量較少;揮發分產率適中的肥煤或主焦煤準確說是1/3主焦煤,受熱分解后能形成較多的液體產物,易于將煤粒粘結起來。煤開始軟化的溫度T與開始固化的溫度t之間的差,即膠質體的溫度間隔,表示煤處在膠質體狀態所持續的時間。溫度間隔大,表示膠質體滯留時間長,液相物質的熱穩定性好,HCA系列高效合成煤粉就是很好說明,綜上,肥煤和1/3主焦煤就很適宜做媒粉的骨料。

煤粉的使用

  型砂中應有的有效煤粉量因鑄件大小和厚薄、澆注溫度、面紗或單一砂等因素的影響很大。目前各廠家煤粉品質差異較大,有的煤粉中雜質甚多,發氣量較低。高密度造型用型砂發氣量大體應在14~30ml。有些型砂中還含有淀粉類材料或混有潰散芯砂,都起到抗粘砂作用,同時還有氣體放出,可以和煤粉一并考慮,還應注意個別廠家的煤粉是用氣煤和長焰煤制成的,雖說其揮發物相當高,灰分很低,但配置出的型砂抗粘砂效果差,而且鑄件易出現氣孔缺陷,根本的原因就是G值和Y值出了問題,表象出來就是焦渣特征3級或以下,因此用發氣量控制型砂和舊砂中有效煤粉量的方法最適合用于揮發分30~33%,灰分10%以下,焦渣特征為5±1級,G值達到0.45以上的煤粉為宜。

  濕型鑄鐵工廠應用煤粉的關鍵是煤粉的質量要好、用量要恰當。但是很多鑄造廠對煤粉的質量重視不夠。長期使用指標好看但不好用所謂高效煤粉,不但不能防止粘砂和改善光潔程度,而且肯定會給鑄造生產帶來災難性后果。因為這種煤粉長期使用會使型砂的性能逐漸變脆,濕壓強度雖高而濕剪強度和濕拉強度降低,起模性變差,型砂含泥量提高,含水量居高不下,透氣性下降。由于煤粉質量差,不得不加大加入量,同時煤粉也會消耗掉一些膨潤土,又不得不往型砂中多加膨潤土,使型砂的含水量增大,從而使鑄件氣孔、砂孔缺陷猛增,廢品率升高,凊砂成本居高不下等等連鎖反應。因此生產表面要求光潔、無氣孔和砂孔缺陷的重要鑄件的工廠應當選用質量最優的高效煤粉。

  煤粉的加入量取決于多種因素:逐漸壁厚、澆注溫度、澆注速度、鐵水壓頭高度、造型方法、型砂透氣率、砂型硬度、鑄件清理方法等等。例如用高壓造型機造型,砂型硬度高,透氣能力差,生產中、厚大鑄件型砂中有效煤粉含量可能只需4~5%,用我們高效煤粉則只需3~4%即可。而對絕大多數鑄造廠而言,用代用品完全替代煤粉必須慎重行事,譬如阿爾法淀粉經長期使用證明對灰鑄鐵件有效,是不適用于球鐵件的,再譬如混合料較煤粉看似產品顏色環保,簡化了采購物流成本,實際上增加了鑄造廠倉庫的負擔(單一規格鑄件除外),束縛了型砂調配的機動性。

  采用靜壓和擠壓兩種高密度造型方法,典型的型砂性能相關要求給您做以推介,靜壓造型的濕壓強度、有效膨潤土和有效煤粉取中間值及以上,擠壓造型取中間值及以下。根據氣候條件不同及運輸距離不同,混砂機取樣含水量可能需比造型機處提高0.2~0.4%,緊實率提高2~4%,具體見下表。


 型砂的混砂原材料品質不同,鑄件厚薄不同,砂型砂鐵比不同,配比可能千變萬化,新砂加入是為了補充落砂時的燒結造成型砂的損失,并沖淡型砂中逐漸積累的灰分。混入舊砂中的潰散芯砂作用與新砂類似,只是會使型砂粒度變粗,使型砂透氣性提高,如不加以調整,很容易造成型砂性能惡化。但可以肯定的是砂粒上附著的殘留樹脂膜也可以代替一部分煤粉其防粘砂作用。  綜上,鑒于該鑄件屬薄壁中小型鑄件,砂鐵比不會很大,同時考慮到鑄件材質等因素,建議煤粉的有效含量應控制在4%上下,同時提高型砂系統的含泥量以增強型砂的水分敏感性,提高型砂的水分含量同時也提高了型砂的濕壓強度,目的是增強型砂的柔韌性。  在煤粉的選擇上應選擇高溫粘結性穩定的高效合成煤粉,因為我公司所生產的高效煤粉加入了一定比率的低熔點碳質材料和防結疤材料,在提高型砂流動性和韌性的同時很好的補充了煤粉的原由膠質溫度的下補空缺,人為拉寬膠質體的溫度區間,目的是盡可能長時間穩定的保持煤粉液相物質的熱穩定性,防粘砂砂效果會更好,在型砂中的補加量小的同時也能改善混砂工段的黑色污染狀況,無論從防粘砂效果還是綜合經濟效益會更佳。 


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