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1、有机器水玻璃自硬砂铸造工艺01.工艺简介02.工艺特点03.关键技术04.与树脂自硬砂对比05.应用状况、存在问题和发展方向06.水玻璃自硬砂铸造设备07.工艺的典型案例和应用有机酯水玻璃自硬砂简介有机酯硬化水玻璃砂工艺简称酯硬化水玻璃砂工艺，由美国在1967年开始首先使用；1972年我国上海沪东造船厂开始试验，1984年通过中船公司组织的鉴定，开始在造船、重型、通用等行业的铸钢生产中推广应用，目前已经在机车的摇枕、侧架及重大铸钢件的生产中的到了广泛的应用。有机酯硬化水玻璃砂工艺被认为是CO2水玻璃砂工艺发明以来，水玻璃砂技术的第二次大的突破。有机酯硬化水玻璃砂具有水玻璃砂和自硬树脂砂的综合优
2、势：其硬化剂（有机酯）无毒、无气味，符合绿色环保的要求；型砂的强度高、硬化速度可调，型砂的稳定性高；水玻璃加入量少，溃散性较好，铸件的落砂清理较容易。该工艺已经在铸造业受到普遍认同，被公认为最有可能实现铸钢生产绿色铸造的型砂工艺。典型铸件摇枕、侧架、大型铸钢件有机酯水玻璃自硬砂的主要特点（1）型砂流动性好，容易紧实，便于实现机械化操作。（2）型砂透气性好，浇注时排气通畅。（3）型砂不粘模（木模表面不可涂刷能在有机醋中溶解的油漆），造型时模具表面不必涂脱模剂。（4） 型砂硬化后强度高，有利于吊砂造型，减少砂芯，也有利于简化芯骨。（5）新配制的型砂具有粘附性，能较好地粘附在己硬化的砂型（芯）上，这
3、一性能有助于修型。当砂型（芯）局部损坏时，只要去除浮砂，挖一沟槽或钉几只圆钉，覆上新配制的型砂，待其硬化后即可使用。（6）砂型（芯）在防止吸湿的条件下方可贮存，不然会发生反碱现象。（7）型砂水分含量低，但砂型有一定的吸湿性，气候干燥时，硬化后可直接合型浇注；如气候潮湿，应经热风干燥后浇注，避免铸件产生气孔缺陷。有机酯水玻璃自硬砂关键技术（1）高性能水玻璃粘结剂。强度更高、性能更好且稳定的新型环保水玻璃粘结剂是实现水玻璃砂绿色铸造的基础。（2）水玻璃砂的硬化工艺。水玻璃砂的应用及发展历史表明，硬化工艺的更新会带来水玻璃砂技术进步的飞越。（3）新型水玻璃旧砂再生工艺技术。实现水玻璃旧砂的完全再生回
4、用是实现水玻璃砂绿色铸造的核心。在现有“水玻璃旧砂干法回用与湿法再生”认识基础上，进一步研究环境温度（或受热温度）和湿度对水玻璃旧砂粒上残留粘结剂的影响，对开发新的水玻璃旧砂再生技术实现水玻璃砂绿色铸造具有重要意义。有机酯水玻璃自硬砂与树脂自硬砂对比呋喃树脂自硬砂碱性酚醛树脂自硬砂有机酯水玻璃自硬砂工艺配方树 脂:1.0-1.2 % 固化剂:0.5-0.6% 硅 烷:适量树 脂:1.5-2.0 % 固化剂:0.4-0.5% 硅 烷:适量水玻璃:1.8-3.0% 有机酯:0.4-0.5% 型芯存放性好,基本不吸湿好,吸湿少较好,吸湿少铸件表面质量尺寸精度好 好 好型芯落砂溃散性极佳,极易清理较易
5、清理,溃散性较好再生回用性干法回用性最好可干法再生,回用性较好可干法回用,回用性较好再生回用率90%70-80%80%劳动条件较差较好好环境保护有污染污染较小污染最小铸造缺陷热裂.气孔.粘砂等缺陷小缺陷小型砂成本中较高较低有机酯水玻璃自硬砂的应用状况、存在的问题及发展方向（1）有机酯硬化水玻璃砂的应用状况有机酯硬化水玻璃砂在我国主要应用于铁路机车装备和特大型铸钢件领域。其中应用于铁路机车装备的主要产品是摇枕、侧架 。（2）存在的问题有机酯硬化水玻璃砂存在的问题是：自硬砂脆性大，复杂铸件起模时边角容易损坏；型砂流动性溃散性比不上树脂自硬砂，落砂及再生较难 。（3）发展方向提高脱膜效率,开发低水玻
6、璃和固化剂加入量和改善溃散性的新助剂新工艺将是今后的研究方向。有机酯水玻璃自硬砂铸造生产设备有机酯水玻璃生产设备包括造型（芯）设备及旧砂再生设备，其重点在旧砂再生，热法再生的其典型工艺流程为：铸件振动落砂振动输送悬挂磁选斗提砂库振动给料振动破碎磁选斗提焙烧一级再生斗提缓冲砂库二级再生沸腾床斗提砂库砂温调节气力输送（铬铁矿砂分离系统） 砂库（混砂机）。详见下图：有机酯水玻璃自硬砂案例某重型机器冶铸厂在改造之前，公司一直采用传统的CO2水玻璃砂工艺生产冶金、矿山、电站、船用等特大型铸钢件，由于该工艺溃散性差，旧砂不能再生回用和废砂排放引起的环保问题，已经不再适合当前经济形势下绿色制造的理念，公司通
7、过技术改造，采用了有机酯硬化水玻璃自硬砂。经过技改，目前已成功浇注出16500t油压机上横梁、动梁、下横梁；600MW汽轮机缸体；4300mm厚的板扎机机架等特大型铸钢件，其中上横梁铸件重达453t，浇注总钢液重630t。某车辆有限公司2008年投产“酯硬化水玻璃自硬砂造型生产线及水玻璃自硬砂旧砂再生线各一套”，2009年2月正式投产运行。该项目设计年产量为2万t机车摇枕侧架铸钢件，建成投产后基本达到设计能力，为公司创造了极大的经济效益。该项目采用目前较先进的有机酯水玻璃砂铸造工艺，配置旧砂热法再生装置，使有机酯水玻璃砂的回用率达到85%以上，每年可减少废砂排放量约4万t，创造了极大的社会效益。总结作为最能够实现绿色铸造的三种工艺，与传统的粘土砂工艺相比，三种工艺在铸件产品方面均有不同程度的优势，在此不再赘述。其中，消失模和V法铸造的主要优势在于砂处理的简化，减少了空间，节省了投资，改善了环境；有机酯水玻璃自硬砂的主要优势在于型砂强度高、溃散性好，劳动条件好、有害气体少。企业一般会根据自身产品的特点来选择铸造工艺，本次介绍的三种工艺基本覆盖了所有的铸件种类，在提倡绿色发展,推动绿色革命,创建资源节约型和环境友好型社会的今天，推动绿色铸造在产业中的应用已是刻不容缓。