铸造培训课件铸造的定义、分类、用料、基本工艺过程及排污节点、防治措施

1、铸造培训课件铸造的定义、分类、用料、基本工艺过程及排污节点、防治措施 2 目 录铸造的定义铸造分类铸造缺陷铸造用料铸造工艺流程及排污节点铸造治理措施3 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程 。铸造的定义4铸造分类（1）普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬 化砂型3类。（2）特种铸造，按造型材料又可分为以矿砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。1、按造型方

2、法习惯上分为：52、按铸型特点分类铸造分类（1）一次型，制得的铸型只能浇铸一次，此类有砂型铸造、熔模铸造、壳型铸造、石膏型铸造、磁型铸造、真空实型铸造、水银模铸造等。（2）半永久型，制得的铸型能浇铸几次至几十次，此类有泥型铸造、陶瓷型铸造等、玻璃型铸造、石墨型铸造等。（3）永久型，制得的铸型能浇铸100次以上，此类有：非金属铸造石头型铸造；金属铸造金属型铸造、压力铸造、液体金属冲压、挤压铸造、离心铸造、真空吸铸、液体轧板、连续铸造等。6铸造分类3、按浇注时金属液体所承受的压力分为：（1）常压下浇注，也叫自由浇注、重力浇注，此类有砂型铸造、金属型铸造、磁型铸造、熔模铸造等。（2）低压下浇注，在较

3、低压力(20-60Pa)下 ，此类有低压铸造、差压铸造、调压铸造、真空吸铸等。（3）高压下浇注，在几千至2105Pa高压下，此类有压力铸造。（4）离心铸造，在高速旋转的铸型中、在离心力作用下浇注成型，此类有离心铸造。（5）真空浇注，在真空度的专用设备中熔化后充填成型，一般用在易氧化的高温合金铸件浇注，镍基、钴基合金的航空发动机叶片常用熔模铸造真空浇注等。7 铸件常见的缺陷主要有：砂眼、夹砂、粘砂、裂纹、燃烧和侵入气孔等，在此介绍铸件的陷旨在提醒大家，铸件会产生一定量的废件，重新熔化回铸，并需要后续机械加工铸件常见的缺陷8铸造用砂（原砂）包括：石英砂类和非石英砂类（一）石英砂类天然矿精选后的，如

4、江苏六合红砂、唐山红砂、江西湖口砂、内蒙七树砂等（SiO2是主要成份，通常75%以上，常用90-98%）；特点为应用最广、用量最大、资源丰富、价格低、能与各种铸造粘结剂结合，一般情况下都能满足铸造用砂要求，缺点是易产生夹砂、粘砂、尺寸不符等缺陷，加工过程易起尘。 铸造用原料一、 铸造用砂 ：9铸铁及分类（二）非石英砂类1、天然矿经高温煅烧或电熔后再破碎筛分加工的，如煅烧高岭土熟料（主要成分Al2O3、SiO2）、电熔刚玉砂（主要成分Al2O3）。属于非石英砂，在采用砂型铸造生产大型钢铸件和合金钢铸件及采用熔模铸造生产尺寸精度要求高的黑色合金铸件时，常采用非石英砂铸造用砂。2、人工合成煅烧原砂，

5、如合成莫来石砂（属于非石英砂）。3、其它：锆砂、铬铁矿砂、镁砂、橄榄石砂、石灰石砂等。 10铸造用原料二、 铸造用粘结剂 ：铸造粘结剂分类：1、按粘结机理：分为物理成膜粘结剂（依靠水粘结成膜，失水后失去粘结性，加水后恢复，可反复使用）和化学型成膜粘结剂（硅溶胶、水玻璃及有机粘结剂靠化学聚合反应成膜粘结，只能一次使用，需要砂再生）；11铸造用原料2、按组成分类：有机类粘结剂（植物油、合脂、各种树脂尿醛树脂类、酚醛树脂类、糠醇树脂类如呋喃树脂、聚乙醇树脂类等）和无机类粘结剂（粘土、膨润土、水泥、硅溶胶、水玻璃、硅酸乙酯等）；三、 铸造用固化剂 ：树脂砂成型通常配套加入固化剂：酚醛树脂类乌洛托品；糠

6、醇树脂类磺酸类固化剂 12铸造用原料四、 铸造用涂料 ：主要作用是提高铸件表面质量按涂料载体分为：水基和醇基（甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷等，均各有优劣，如毒性、异味等）；13铸造工艺流程14铸造工艺流程盾石热工铸钢车间：工艺流程叙述本车间以废钢、废合金为原料，以型砂、碱性酚醛树脂、固化剂为辅料，采用碱性酚醛树脂自硬造型（造芯）工艺，经混砂、造型制芯、钢水熔炼、浇铸、冷却、落砂、去浇口、抛丸及打磨精整、热处理、产品检验入库。旧砂再生采用干法机械再生工艺，回收再生砂补加新砂送入型沙库内储存，用于混砂造型制芯。15混砂：型砂自砂库底部输送入混砂机内，同时定量将碱性酚醛树脂（约占砂重1.5

7、%）、固化剂（约占树脂量25%）等液体由管道加入到混砂机内进行混砂，并将混合好的型砂加入到砂箱内进行造型制芯。型砂加料为密闭加料过程，混砂过程在密闭混砂机内进行，且混砂中由于有树脂粘结剂及固化剂的存在，因此混砂加料、混合及出料均无粉尘产生。造型、制芯、合箱：采用碱性酚醛树脂砂生产工艺，在地坑中及地面上完成造型制芯过程，采用混砂中的酚醛树脂粘合剂及固化剂的酯聚反应自硬化完成造型制芯，造型、制芯过程完毕后，将砂箱组合在一起，完成合箱过程。造型制芯过程无有害废气产生。16熔炼：铁合金首先在铁合金烘炉内采用电加热将合金内水分烘干，再与废钢等通过配料加料系统加入电弧炉内，紧固电炉盖，通过电炉内电极电弧产

8、生的3000以上高温，将废钢等熔化为钢水，采用直读光谱仪分析钢水化学成分，并加入少量的珍珠岩（聚渣剂）以除去钢水表面的悬浮物杂质，生成钢渣(Sg1)定期清理。经分析合格的钢水自电弧炉内转入保温包内（浇铸大件时使用）。钢水导出后电炉用闭式循环水系统进行冷却，电炉中废钢料熔化过程中会有烟气（Gg1）产生，电炉及保温包共用一套烟气除尘系统，烟尘经降温除尘后达标排放。浇铸及冷却：钢水包用天车运至浇铸工序后注入模具中，浇铸完毕后自然冷却成型，时间控制在12天。浇注过程产生浇铸烟气（Gg2），呈无组织排放，通过局部及厂房顶部强制通风处理。17落砂及旧砂再生：浇铸后的砂型铸件冷却到一定温度后，打开砂箱取出砂

9、型送入落砂机，经落砂机振动落砂；大型铸件采用人工落砂，落下的砂块送入落砂机及旧砂回收仓进行再生回收，铸件取出切割浇冒口后送抛丸清理工序。旧砂再生采用干法机械工艺，由再生砂生产线进行处理，旧砂经一次破碎、磁选、一次筛分、二次破碎、机械摩擦再生、筛分分级、气流输送入砂库等处理过程，完成旧砂再生并补充新砂。磁选是为了除去旧砂中铁磁性夹杂物(Sg2)，如铁豆、铸件飞边、毛刺等。18落砂机有粉尘废气产生，经吹吸式3面封闭吸尘罩收集后，再经布袋除尘器处理后达标排放；大型铸件需用人工落砂，击落的砂块送入落砂机及旧砂再生系统进一步处理，人工落砂时有粉尘产生，在人工落砂工场上方设大型抽风收尘罩，收集的粉尘（Gg

10、4）经布袋除尘器处理后达标排放；旧砂再生过程中，破碎、筛分、再生、气流输送入砂库等过程均有粉尘产生，粉尘废气（Gg5）经密闭收尘罩收集、布袋除尘器处理后达标排放，废砂(Sg3)外售做建筑材料。19去浇口、抛丸及打磨精整：铸件毛坯取出后，先由气割去除毛坯浇口(Sg4)，再进行抛丸清理加工，将落砂后的铸件移至抛丸机内对铸件进行表面清理，以清除铸件表面残留的浮砂及毛刺等，并进一步打磨精整铸件表面。铸件表面抛丸清理时，产生一定量的粉尘。抛丸粉尘废气（Gg6）经布袋除尘器处理后达标排放，清理下的铁渣(Sg5)经磁选后回用。 热处理：铸件毛坯的热处理主要包括退火、正火工艺，采用天然气热处理炉进行处理，热处

11、理炉燃烧烟气（Gg7）直接排放。检验及入库：热处理后的铸件经检验合格后入成品库存放，不合格铸件 (Sg6)送炉料库回熔重铸。202122铸造工艺流程盾石热工铸铁车间：工艺流程叙述本车间以废铁、生铁、合金为原料，以型砂、呋喃树脂、固化剂为辅料，采用呋喃树脂砂自硬化造型（造芯）工艺，该工艺是目前装备大型球铁件生产的主导工艺，经混砂、造型制芯、铁水熔炼、浇铸、冷却、落砂、去浇口、抛丸及打磨精整、检验、上底漆后入库。旧砂再生采用干法机械再生工艺，回收的再生砂补加新砂送入型沙库内储存，用于混砂造型制芯。23混砂：型砂自砂库底部输送入混砂机内，同时定量将呋喃树脂（约占砂重1.8%）、固化剂（约占树脂重25

12、%）等液体由管道加入到混砂机内进行混砂，并将混合好的型砂加入到砂箱内进行造型制芯。型砂加料为密闭加料过程，混砂过程在密闭混砂机内进行，且混砂中由于有树脂粘结剂及固化剂的存在，因此混砂加料、混合及出料均无粉尘产生。242526铸造工艺流程盾石热工耐磨件车间：工艺流程叙述本车间以废钢、生铁、合金为原料，采用消失模铸造（V-EPC）工艺。消失模铸造（V-EPC）工艺为负压实型铸造，是用泡沫模代替铸模进行造型，模样不取出，直接在抽真空负压下浇铸金属液，金属液浇失模样而得到铸件的一种新型环保铸造方法。工艺过程为EPS制模、造型、铁水熔炼、浇铸、冷却、落砂、去浇口、抛丸及打磨精整、热处理及产品检验后入库。

13、消失模铸造砂处理采用专用消失模铸造砂处理系统，回收的再生砂补加新砂送入型沙库内储存使用。27EPS制模：原料EPS（含发泡剂的聚苯乙烯）珠粒经预发泡、熟化、成型发泡、切割及粘接、涂型、干燥等工序，制成浇铸模型族。预发泡、成型发泡均以水蒸汽做加热介质，模型粘接采用热熔胶粘接剂（主要成份为石蜡），模型外刷涂料为水基型涂料（不含有机溶剂），干燥时以电加热空气低温烘干（小于55），因此EPS制模过程只产生少量非甲烷总烃无组织排放（Gn1）。造型：包括干砂充填和振动紧实，将特制砂箱置于三维振实台上，填入低砂干砂振实、刮平，将泡塑模具放于底砂上，按工艺要求分次填砂、振实，完成造型。填砂及振实过程产生少量粉

14、尘，粉尘废气（Gn2）经收尘罩收集、布袋除尘器处理后达标排放，废砂(Sn3)外售做建筑材料。28熔炼：将废铁、生铁、合金等通过配料加料系统放入加料车内，打开中频电炉盖加入内紧固电炉盖，通过电磁感应在金属表面产生涡流使金属发热升温，温度升高至1600将废铁熔化为铁水，采用直读光谱仪分析铁水化学成分，并加入少量的珍珠岩（聚渣剂）以除去铁水表面的悬浮物杂质，生成铁渣(Sn1)定期清理。铁水经分析合格后导入铁水包中用于浇铸。钢水导出后电炉用闭式循环水系统进行冷却，中频电炉中废铁料熔化过程中会有烟气（Gn3）产生，熔炼产生的烟气采用“密闭旋转罩”收尘，烟尘经降温及布袋除尘后达标排放。29浇铸及冷却：浇铸

15、在抽真空负压下浇铸（真空度约），铁水包用天车运至浇铸工序后注入模具中，采用慢快慢的浇铸方式，泡塑模具在高温下气化分解为烃类气体，经抽风引出并补加空气采用催化燃烧法处理后排放（Gn4）。浇铸完毕后自然冷却成型，时间控制在12天。由于浇注过程在抽真空负压条件下进行，因此不产生无组织浇铸烟气。热处理：铸件毛坯的热处理包括固熔热处理和淬硬热处理，采用天然气热处理炉进行正火、淬火工艺处理，淬火冷却介质为水槽，热处理炉燃烧烟气（Gn7）直接排放。303132消失模铸造EPS模分解产生的烃类气体治理措施消失模铸造工艺中，用来制作泡沫模的EPS（可发性聚苯乙烯）珠粒，是一种高分子材料，在高温（1400以上）金

16、属液浇注过程中，EPS迅速热分解为气态混合物，主要成份（V%）为约50%的H2、38%的C、5%的CH4、3.3%的C2H2、2.5%的CO、0.5%的C2H2、0.1%的CO2及1.1%的其它小分子烃类气体，在真空负压状态下被抽出，上述气体若直接排放，将会造成环境污染。本工程应用成熟的消失模铸造尾气治理技术，将铸造时真空负压下抽出的EPS热解气态混合物，送入燃烧室内，采用高温净化手段，通过加入化学催化剂与混合气一起进入自动点火装置点燃，使之充分燃烧生成无害气体，净化率可达99.7%以上，燃烧尾气中污染物均满足大气污染物综合排放标准。33热处理车间：工艺流程叙述本车间包括粗加工和热处理两部分，

17、粗加工部分主要承担水泥机械等大型铸锻件产品热处理过程中的毛坯粗加工；热处理部分主要承担铸锻件的正火、退火、淬火、回火及调质（即淬火和高温回火）等热处理过程。热处理为各铸锻件经机械加工、热处理、二次机械加工等处理过程；铸锻件热处理加热均为电加热，正火、退火、回火等冷却过程为空冷，淬火冷却过程为水淬或油淬；渗碳、渗氮淬火加热均采用可控气氛热处理方式，采用丙烷为渗碳剂，氨为渗氮剂，炉内可控气氛尾气经抽风引出由排气管上点火嘴燃烧后排放。34渗碳剂：分为固体的、气体的（液剂、气体剂）、盐浴的1、固体的：由供碳剂（木炭）、催渗碳剂（碳酸钡）、填充剂（碳酸钙）和适量粘合剂组成。2、气体的（液剂、气体剂）：液

18、剂为有机物滴注式气体渗碳剂，包括甲醇、丙酮、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、灯用煤油和渗碳用煤油等，常用的为甲醇，也可多种搭配混合用；气体渗碳渗剂常用的为预先制备的丙烷、丁烷气体。温充一般在800-950度范围内。3、盐浴的：主要是木炭与钠、钾的碳酸盐及氯化物及SiC等组成。35渗氮剂：分为固体的、气体的（液剂、气体剂）、盐浴的、离子的1、固体的：主要用尿素和氯化铵。2、气体的（液剂、气体剂）：主要是液氨和氨气。3、盐浴的：主要是在低温（约440度）盐浴中导入氨气。4、离子的：常用氨或氢与氮的混合气体，辉光放电时产生氢离子和氮离子，氢离子有去除金属表面氧化膜的作用，保证渗碳成功。碳氮共渗：渗碳剂+渗氮剂，温度约800-880度，中间过程要产生HCN，再分解为H、C、N参与共渗。36可控气氛尾气治理措施本工程采用可控气氛电阻炉进行铸锻件的渗碳、渗氮热处理，渗碳可控气氛主要由H2、CO、CH4、CO2、H2O、C、O2、N2等组成，渗氮可控气氛主要由H2、NH4、N、N2等