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煤粉的理化指标对其防粘砂性能的影响

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2015-12-17 17:21:00    点击数:-   【

挥发分:

煤粉应具有足够多的挥发分,这是在铸型内形成还原性气氛,以及产生光亮碳所必要的。通常认为挥发分不应少于28%,但是也并非越高越好,更重要的是应当具有良好的形成胶质体和分解出光亮碳的能力。长焰煤和气煤的挥发分产率较高,在36%以上,甚至能达到40%之高。受热分解后形成很多对热不稳定的低沸点液体产物,很快又受热分解成气态产物逸出,胶质体的温度间隔小,滞留时间短,不能有效堵塞砂粒间的孔隙,而且低沸点挥发分不利于产生光亮碳层。所以长焰煤和气煤并不适合用为湿型砂的抗粘砂附加物。单独从挥发分的数值是难以判断煤粉质量的好坏,例如有的煤粉使用高挥发分和含有大量矸石的原煤加工制成的,挥发分的测定结果可能有百分之三十以上,但是这种煤粉并不适于铸造。另外,使用长焰煤和气煤,由于其挥发物的燃点较低,在运输和仓储过程中容易造成“自燃”现象,影响安全。

焦渣特征:

焦渣特征也称结焦特性。它反映煤在干馏过程中软化、析气、熔融形成胶质体,并固化粘结成焦的特性。焦渣特征按GB212标准划分为八级。如煤粉的防止铸件粘砂机理2和3所述,铸造用煤粉在铁水高温作用下应有较多的胶质体,特别是高沸点液相产物,且胶质体应具膨胀性。如此,才能堵塞砂粒间的孔隙,使铁水不易渗入。GB212焦渣特征中6、7、8三级具有膨胀性,其中6级适于铸造。应避免使用强膨胀熔融粘结的7、8级,以避免将砂粒粘结成大的复合颗粒而影响型砂的复用性。焦渣特征为1-4级的煤粉,即使挥发分较多,由于胶质体量过低,其抗粘砂效果不良。当其他理化指标合适时,焦渣特征为五级的煤粉在生产应用中效果也是不错的。

光亮碳:

煤在干馏过程中产生的气相产物在高温深度分解过程中,产生热解碳的显微结晶,沉积在灼热的物体上,称为光亮碳。光亮碳含量高的煤粉受热析出的光亮碳层使砂型不被铁水浸润,铁水难以向砂粒孔隙中渗透,从而得到表面光洁的铸件。光亮碳含量在12~16之间较为理想。光亮碳理论目前已被国内外铸造工作者普遍接受。

粒度:

我国行业标准JB/T9222-1999规定煤粉的粒度应95%以上通过0.106mm(140目筛)的筛孔。许多企业按此标准制订企业标准。但欧美各国所用煤粉的粒度比我国粗,而且认为应当根据铸件的大小和厚薄不同,对粒度应有不同要求。煤粉粒度粗些的优点是对环境污染小。较大铸件的凝固时间长,粗粒煤粉可以保持较长时间发气,而且有助于改善型砂的透气性。浇注时细粒煤粉会立即燃烧掉而不能持久发挥作用。但是煤粉的粒度也不可太粗,否则型砂变脆,修型困难,靠近浇口处易被冲刷,铸件表面粗糙。重要的是不可有大于1mm的颗粒,不然铸件局部表面会出现痘疤缺陷或气孔缺陷。要求铸件表面光洁的小铸件则选用较细的煤粉。原则是煤粉的粒度应比原砂稍细些。高紧实度造型(如挤压造型、多触头高压造型、气冲造型、静压造型)不可用极细煤粉,以免因透气性下降过多而使铸件产生气孔缺陷。

水分:

行业标准JB/T9222-1999中要求水分不高于4%。而我国北方地区的气煤和长焰煤的水分达到6-12%。这种水分不是物理水,而是结晶水,目测煤粉很干,但检测起来水分却很高。煤粉中水分高且不说对铸造企业的经济利益受损(买煤粉而非买水),就使用角度讲,他也有很大不足。铁水浇注后,煤粉在型砂中受热而使其中的水分由液态变为气态,变化过程中,水分的体积膨胀是几十倍甚至上百倍。大量的气体如果不能从砂型中及时散出,极易使铸件导致气孔缺陷。另外,水分过高也是煤粉在运输和仓储过程中易出现“自燃”现象的重要原因。

铸造用煤粉质量的优劣取决于两个因素:原煤的品种如何和煤粉中杂质的多少。生产煤粉应以焦煤、肥煤为原料,并经过水洗以去除其中的杂质。高效煤粉还应添加高亮碳材料以提高煤粉的光亮碳含量。

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