1、搖枕、側架酯硬化水玻璃砂生產工藝實踐北車集團齊車（集團）公司； 王春生牡丹江齊興鑄業(yè)有限公司： 王金朋沈陽匯亞通鑄造材料廠：關紅宇一、 概述隨著我國經濟的飛速發(fā)展，鐵路貨運裝備發(fā)生了具大變化，快速、重載已成為鐵路貨運的主流，轉K2、轉K6、轉K5新型轉向架應運而生，正取代原有的鐵路貨運裝備。由于快速、重載安全的需求,做為主要部件的搖枕、側架的產品結構、材質、應用標準發(fā)生了重大變化，傳統的生產工藝很難滿足標準要求，搖枕、側架生產工藝的優(yōu)化、生產工藝的變化已成為所有鑄造工作者關注的焦點。齊車集團牡丹江齊興鑄業(yè)有限公司籌建初期，經調查研究，決定采用酯硬化水玻璃砂生產工藝生產搖枕、側架，并于2006年

2、4月由錫南鑄機購進一條酯硬化水玻璃砂造型生產線，同年7月投產使用。通過一年的生產實踐，對酯硬化水玻璃砂生產工藝特點有了初步認識。本文主要介紹了酯硬化水玻璃砂造型生產線、配套設備的配置,對生產工藝的影響、造型材料的使用及控制，同時對如何提高搖枕、側架密實度，防止氣孔、裂紋等質量缺陷進行了論述。關健詞：搖枕，側架，酯硬化水玻璃砂二、 酯硬化水玻璃砂造型生產線及配套設備的配置眾所周知,精良的工藝裝備是保證生產工藝有效實施的重要手段,同時考慮牡丹江齊興鑄業(yè)有限公司,做為鐵路配件生產基地的發(fā)展特點:多品種,單件小批量. 造型生產線配置如下:1. 生產線配置流程連續(xù)式混砂系統、振實臺、機動金屬板條式輥道、

3、可雙向移動的轉運小車、自動翻轉起模機、鑄型預表干隧道、鑄型終表干隧道，該生產線主要特點：全系統及各單機在運行過程中，動作平穩(wěn)、定位準確、安全可靠，同時搖枕、側架一箱一件、兩件及一箱多件（中小件）均可在該生產線進行生產，其適應性，適用性能力增大。同時在制芯場地配置兩臺15t連續(xù)式混砂機，用于手工制芯。2酯硬化水玻璃砂再生系統該再生系統為熱法再生，其再生能力 15t/h，其主要性能如下：型芯砂經落砂機振動將其破碎，經兩級磁選及篩分，砂塊進入破碎系統，再次進行磁選及篩分，松散的砂團經斗式提升進入高位砂倉 然后進入焙燒窯進行焙燒，焙燒后松散砂團進入輥子擠壓系統，同時進行風選排塵，最后進入冷卻系統冷卻。

4、再生砂技術參數：SiO295% 微粉0.5% 水份0.3% 殘余NaO20.5% 砂溫35三酯硬化水玻璃砂混砂工藝1精選原砂技術參數：I）成份組成：SiO297%、微粉0.8% 含泥量0.3% 水份0.5%）角形因數：<1.20）粒度：40-70目，集中度85%，可供參考的粒度分布如下： 40目<5% 40目20%-25% 50目30-50% 70目20-25% 70目<5%2水玻璃、固化劑技術參數：I）水玻璃技術參數水玻璃共有六種型號，硬化速度由快到慢分別為：102、103、101、106、105、104。主要控制參數：粘度mpa.s(25350 密度(25：1.40-1.

5、56 鐵含量：0.05%水不溶物：0.6%）固化劑技術參數：固化劑有六種型號，硬化速度由快到慢分別為：135、134、133、132、131、130，主要控制參數：粘度mpa.s(25100 密度：1.10-1.20 游離酸：2%3酯硬化水玻璃砂配比：a）外型砂配比表一新砂再生砂水玻璃占總砂量固化劑占總水玻璃20-30%70-80%2.X-2.X%16-18%慢酯：X%快酯：X%b）芯砂配比表二新砂再生砂水玻璃占總砂量固化劑占總水玻璃100%2.X-2.X%16-18%慢酯：X%快酯：X%上述配比根據氣溫變化及產品結構的要求做適當調整，X參數調整量的大小取決于生產效率及可操作時間4型芯砂抗拉強

6、度控制標準：下線后冷卻至室溫抗拉強度為 0.4-0.6Mpa四酯硬化水玻璃砂生產工藝應用效果及問題1應用效果酯硬化水玻璃砂生產工藝與傳統C02水玻璃砂生產工藝相比，由于水玻璃加入量低降，充分改善了傳統C02水玻璃砂的潰散性和舊砂回用性，酯硬化水玻璃砂類似與自硬樹脂砂生產工藝，型芯砂較易混勻，流動性好，易于緊實，鑄型（芯）自硬且強度高，同時具有良好的退讓性。通過一年多的生產實踐，生產搖枕、側架12000噸，鑄件內、外在質量滿足了標準的要求，鑄件合格率達到 97%以上。2存在問題（1）酯硬化水玻璃砂配比及影響因素酯硬化水玻璃砂最佳配比是保證鑄件質量的關鍵所在，同時與高品質的原砂、固化劑（快酯、慢酯

7、）質量、水玻璃模數及濃度、連續(xù)式混砂機流量控制、再生砂質量及溫度、環(huán)境溫度、生產效率強相關，其中有一項發(fā)生變化都將影響型芯砂強度，導致生產線不能正常運轉，同時影響鑄件質量，為此酯硬化水玻璃砂配比不是簡單的配比，它是各種最佳因素的組合。影響型芯砂強度的主要因素如下：a）原砂的影響酯硬化水玻璃砂生產工藝需要高品質原砂，原砂的組成對型芯砂強度影響很大，其中以微粉、含泥量、水份影響最大，如超出所規(guī)定的標準，型芯砂強度大幅度降低，為滿足所需型芯砂強度不得不提高水玻璃及固化劑的用量，所帶來的后果是提高生產成本，鑄件清砂效果較差，同時原砂粒度分布對鑄型（芯）強度及固化劑用量影響也較大，原砂粒度集中在 50目

8、越大越好。b）再生砂的影響再生砂的使用率是降低生產成本最有效工藝措施，再生砂的質量對鑄型（芯）強度影響也最大，再生砂的質量波動可直接導致鑄件成本、鑄件廢品率提高，同時再生砂的質量波動導致生產線不能正常運轉，其中以殘余NaO2的含量及砂溫影響最大，當再生砂超出使用標準不得不提高原砂、水玻璃、固化劑的加入量。而殘余NaO2的含量及砂溫是相互制約的兩個參數，保證殘余NaO2的含量在0.5%以下，必須提高焙燒窯的焙燒溫度，而過高的焙燒溫度導致再生砂的砂溫居高不下，影響使用效果，尤其以夏季影響最為突出。主要表現為：I）殘余NaO2的含量過高在不降低水玻璃、固化劑的用量情況下，提高了酯硬化水玻璃砂的硬化速

9、度，降低了酯硬化水玻璃砂可操作時間。殘余NaO2的含量過高再生砂粘度增大，其流動性變差，易在進砂口形成“搭棚”造成連續(xù)式混砂機砂流量不準，又進一步降低了了酯硬化水玻璃砂可操作時間。）再生砂砂溫過高酯硬化水玻璃反應速度加快，同樣可降低了酯硬化水玻璃砂可操作時間。通過一年的生產實踐再生砂砂溫最佳溫度應控制在 20-30，過低的再生砂砂溫也影響使用效果，使酯硬化水玻璃反應速度變慢直接影響生產效率。C）水玻璃、固化劑的影響水玻璃和固化劑也不是簡單的搭配，視原砂組成、環(huán)境溫度的變化，采用不同型號的水玻璃和固化劑，根據生產實踐采用大林整形砂，當夏季氣溫在30左右時，采用水玻璃為：101、106，固化劑為：

10、134、132，四種型號相互搭配，冬季氣溫在零下20左右時，采用水玻璃為：103、101，固化劑為：134、132，四種型號相互搭配，各種型號的水玻璃和固化劑的配比要根據所需求的鑄型（芯）強度、環(huán)境溫度及生產效率做適當調配。最佳調配結果：I）可操作時間大于12min，）起模強度大于0.1Mpa，）1.5h鑄型（芯）強度大于0.25Mpa，）4h鑄型（芯）強度大于0.4Mpa。保證最佳調配結果條件是水玻璃、固化劑的質量必須符合要求，如出現質量波動出現的后果如下：I）鑄型（芯）強度難以保證，導致鑄件質量缺陷增多。）水玻璃粘度增大時連續(xù)式混砂機混出的型芯砂不均勻，硬化速度出現偏差，造成局部沉箱。）水

11、玻璃、固化劑雜質含量過多時，在影響鑄型（芯）強度的同時，堵塞過濾網使連續(xù)式混砂機液料流量發(fā)生變化。）水玻璃、固化劑出現嚴重質量問題，導致生產線不能正常運轉。根據以上所述，有必要對水玻璃、固化劑的性能及組成參數進行檢測。（2）設備的配置及影響因素a）連續(xù)式混砂配置及影響因素I）連續(xù)式混砂機混砂能力為50t/h，每10s的砂流量為120Kg，而一箱兩件的搖枕下箱需要砂量為3.5t-3.6t，所需要的填充砂箱的時間為4-5min，加上對砂箱填平補齊的時間，需要可操作時間將近8min，如果型砂配比的某種要素發(fā)生變化，可操作時間還要縮短，這種狀況的出現以夏季居多，其后果是在沒有震實之前，型砂以開始反應硬

12、化。為此連續(xù)式混砂機混砂能力還要增大，其最佳參數為：填充砂箱的時間為不大于3min，型砂高出砂箱一部份，然后振實刮平。）連續(xù)式混砂機短時間砂流量越大，混砂的均勻性越差，導致型芯砂硬化速度、鑄型（芯）強度不一致，造成鑄型局部沉箱。混砂的均勻性取決于液料噴嘴的配置位置、配置數量及霧化效果。）連續(xù)式混砂機無砂流量、水玻璃、固化劑計量檢測裝置，同時無報警裝置及顯示裝置，連續(xù)式混砂機工作時對各種要素變化處于失控狀態(tài)，如管路堵塞、液料出現異常等，如不能及時發(fā)現，直接影響鑄型強度及生產效率，嚴重時鑄型失效。）如前所述原砂、再生砂混砂前的最佳砂溫為：20-30，為此如何保證進入連續(xù)式混砂機上部砂倉的砂溫，是保

13、證混砂效果最有效的工藝措施，建議在砂倉的進砂口設置溫度調節(jié)沸騰箱，夏季吹冷風，冬季吹熱風，同時砂倉配置保溫防護措施。b）震實臺配置及影響因素鑄型的緊實度是保證鑄件質量最關鍵的因素之一，緊實度低鑄型強度也低，易造成沉箱、沖砂、粘砂、型腔漲出等質量缺陷，緊實度過高起模時易損壞鑄型，同時鑄型退讓性較差。其中任何一種質量缺陷都將影響搖枕、側架尺寸精度及內、外在質量。酯硬化水玻璃砂生產線適度的緊實效果，主要靠震實臺來完成，為此震實臺配置及震實時間是保證適度緊實效果的關鍵。主要因素如下：I）酯硬化水玻璃砂的震實必須在可操作時間內完成，如型砂已開始反應硬化再震實，將降低鑄型使用強度，所帶來的后果是嚴重的。）

14、震實臺短時間的震動力要足夠，并具有較強的適應性及適用性，輕與重的鑄型均可獲得較好的緊實效果，防止把較輕的鑄型震起，降低鑄型強度。）震實臺所需風壓要足夠，防止平衡氣囊在震實過程中左右擺動，否則型砂將脫離箱帶，即使鑄型強度滿足使用要求，也會造成整體沉箱，嚴重時鑄型沉到箱口以下，導致鑄型報廢。）酯硬化水玻璃砂的震實時間要根據鑄型結構及型砂質量狀態(tài)加以確定，原則必須在可操作時間內完成.C）翻轉起模機配置及影響因素齊車集團牡丹江齊興鑄業(yè)有限公司配置的翻轉起模機為四導柱結構，起模平穩(wěn)，同時翻轉能力、工位長度、起模高度充裕，有較強的適應性及適用性，但還需進一步完善及優(yōu)化：I）翻轉起模機翻轉后的平行度，是起模質量最關鍵的性能指標，該翻轉起模機翻轉后的平行度靠線位來控制，為此線位“位置”的準確性對平行度影響很大，一但更換線位，線位的準確“位置”無法識別，將直接影響起模質量，不得不在生產過程中加以調整。）配置識別系統。識別系統識別鑄型是否從模型板中起出，由于酯硬化水玻璃砂各種因