铸造砂调理案例研究
亚当Kurszewski | Waupaca铸造
Solex铸造砂调理案例研究- Solex
间接板式换热器在冶金铸造中的应用进展
介绍
在美国的不同地区，季节性温度的波动可能导致铸造厂核心砂温度的70华氏度变化. 岩心过程中砂的温度控制是一个挑战. 当送砂系统间歇运行或铸造过程中发生中断，导致砂过冷或过热时，问题会进一步加剧. 如果没有这种控制，可能会导致生产率下降，芯报废和铸件报废和返工. 毫无疑问，这些温度变化导致芯制造过程效率低下，降低了芯质量，影响了铸造业务的底线盈利能力.
Solex热交换器技术的集成有助于铸造厂确保砂在准确和一致的温度下输送. 间接热交换器本质上是一个温控砂调节系统，确保芯砂温度可以控制在1华氏度以内(即使环境温度波动). 这大大改善了许多目前的调节技术，在这些技术中，砂的温度变化可能高达20华氏度.
Solex先进的热交换器设计使工作流体与砂分离，并通过砂层间接传导热量. 这使得砂的混合温度非常精确和一致. 除了, 即使砂容量是间歇性的，也能保持这个温度, 连续运行或长时间停止运行的.
它在运行中消耗较少的能量，因为它是一个重力馈电, 垂直柱式换热器，物料以均匀质量流过一排中空钢板. 钢板完全焊接，确保传热流体(HTF)与沙子分开. HTF和产品流动是逆流的，以获得更高的热效率. 振动给料器或质量流锥给料器可确保沙子以均匀的速度流过热交换器，并且在热交换器中停留时间均匀. 喂料器也可以提供精确的速度或批量控制. 图1显示了间接板式换热器的设计.
图1:Solex间接热交换器设计
间接换热器优点
进一步验证了系统的性能, Solex提供闭环加热/冷却流体温度模块(FM). 在寒冷的月份，当芯砂低于理想的工艺温度, FM在闭环中加热水，当沙子高于理想温度时，它会冷却水. 图2显示了流程设计.
图2:过程设计
在核心过程中, 沙子与少量的成分混合，包括化学粘合剂, 催化剂, 并在高速混合器中干燥添加剂. 当原料从搅拌器排出到砂斗时，开始化学反应硬化过程. 这个过程中的一个重要步骤是在沙子与配料混合之前保持沙子的温度一致. 如果沙子太热或太冷，则需要调整添加的成分的量, 哪些因素会导致铸件质量不一致, 以及原材料的浪费.
间接板式换热器设计的另一个优点是，即使铸造过程中断或关闭，它也能保持一致的砂温. 一些铸造厂可能在周末关闭. 使用Solex系统，TCM可以在停机期间保持砂温，并且可以重新启动，而不会因砂温不一致而导致延迟或铸造质量问题.
现有的管壳技术很难提供均匀一致的温度，因为要获得均匀的流量是一个挑战.
在砂型铸造厂, 保持AFS - GFN(美国铸造协会晶粒细度数值)的一致性至关重要。. 流化加热器可以改变型砂在入模前的AFS GFN. 在设计设备时需要非常小心，以防止和消除砂离析. 间接板式热交换技术提供了这一优势，因为设备内既不会发生磨损，也不会发生离析.
砂是一种磨料产品，因此对工艺设备的磨损一直是人们关注的问题. Solex间接板式换热器设备被设计成在板的前缘上方形成一堆材料. 这确保了产品和板之间没有碰撞. 然后沙床可以慢慢流过板块，减少磨损的机会. 除了, 对于每天经历几个填充/清空循环的进程, 板盖可以用来保护板的前缘.
维护几乎为零，没有运动部件，低能量输入，因此没有易损件更换. HTF冷却水被板封闭，与周围空气和堆芯生产砂产品完全分离. 这实际上消除了任何可能干扰有效和可靠操作的材料堆积. 也消除了水污染和下游排水和管道堵塞.
该系统使用水间接作为传热介质，保持最高的可获得效率. 流化床需要鼓风机、管道和清洁设备.
Solex热交换器具有紧凑的设计和占地面积，易于访问热交换板, 没有活动部件或安全夹点. 图3显示了Solex热交换器在砂处理过程中的定位示例.
图3:岩心砂调理过程
金属铸造的其他挑战
除了稳定的温度控制外，金属脚轮还面临其他挑战, 我们已经讨论过了吗. 其他值得注意的挑战是低效的粘合剂使用和二氧化硅粉尘.
精确的砂温控制对粘结剂优化至关重要. 缺乏精确的砂温控制导致过度使用昂贵的粘结剂来补偿. 这是处理制芯步骤防砂问题的一种成本高且效率低的方法.
目前使用的砂温控制流化床技术引入了空气传热流体与砂产品之间的直接接触. 这种高能量, 吹气会产生二氧化硅粉尘，对暴露于可吸入结晶二氧化硅的人员造成安全风险. 间接热交换技术降低了矽肺病的风险，因为砂易失性二氧化硅的温和处理. 二氧化硅粉尘减少，最终有助于更安全和更健康的工作环境.
正确的伙伴关系
Solex热交换器被证明是一个很好的增值系统. 根据威尼斯注册送38元助理生产经理-制芯, 亚当Kurszewski, 这些系统不需要维护. 铸造厂也可以通过减少芯的报废和芯的返工来实现质量的提高和成本的降低. 通过优化使用粘合剂，也减少了铸件的废料和残余物.
由于Solex砂调节器安装完成, 沃帕卡将模芯废品率降低了33%，添加剂成本降低了10%.
MT Systems / Novis Works的Tom Wolfgram对Solex热交换器技术的评价如下:“Solex彻底改变了岩心制作的防砂技术。”.
今天, 威尼斯注册送38元是世界上仅有的几个使用间接板式换热器技术的铸造厂之一. Waupaca铸造寻求了一种创新的解决方案，以克服持续的砂冷却挑战. 通过温度控制，他们处于岩心砂质量的最前沿，并从Solex的勘探工作中获益.
安装注意事项
大多数砂调理剂项目都是对现有系统的升级，这些系统改造给安装带来了独特的挑战，需要灵活的设计. 由于Solex热交换器是重力供给的, 沙子通过进料斗中的管道开口从顶部进入装置. 沙子通过加压空气输送到热交换器上方的接收料斗，热交换器为Solex进口料斗提供原料. 在热交换器板之前需要有足够的容量，以便在供应中断的情况下保持沙子的恒定供给. 这种能力通常设计为15到30分钟的供应，这取决于铸造工厂的运营策略. Solex设计了几种进料漏斗，可提供空气或桶式进料, 限制高度, 进气能力增强，无需单独的接收料斗.
热交换器外壳的安装由热交换器组下方的标准支撑支架提供. 如果这种安排更容易的话，现在可以提供用于将热交换器悬挂在铸造厂上层的中岸支架.
出砂流量由MT系统控制的振动给料器控制，该给料器在砂进入搅拌机之前将砂送入批称料斗. 如果对系统有意义，也可以使用简单的刀栅给料机.
流体供应和控制需要根据砂粒目标温度和砂粒的可变流量来加热或冷却砂粒. 流体模块和冷却器和/或锅炉系统的添加取决于可用的设施辅助系统资源. 在沃帕卡的情况下，使用了热水和冷水. 在所有操作条件下保持加热或冷却模式下流体温度的系统控制通常集成到设备控制方案中，但也可以提供单独的热交换器流体控制.
图4:Solex空调安装
确认
作者感谢Waupaca铸造的亚当Kurszewski和MT Systems / Novis Works的Mark Hoffman的贡献.
关于威尼斯注册送38元公司.
威尼斯注册送38元公司., 北美领先的汽车铸铁件供应商, 商用车辆, 农业, 建设, 工业市场, 生产灰威尼斯注册送38元, 球墨铸铁件, HNM系列高强度球墨铸铁, 以及采用最先进工艺和技术的等温球墨铸铁件. 该制造商还专门从事精密加工和装配. 威尼斯注册送38元总部设在沃帕卡, 在沃帕卡经营着七家铸铁厂, 威斯康辛州, 马里内特, 威斯康辛州, 告诉城市, 印第安纳州, Etowah, 田纳西州, 和码, 宾西法尼亚. 该公司在埃芬厄姆经营着两家机械加工和装配厂, 伊利诺斯州, 和Waupaca, 威斯康辛州. 沃帕卡约有4500名员工. 欲了解更多信息，请访问 hy2asl3s.lb0098.com.
关于MT系统公司.
MT系统公司. 成立于1985年初，是一家铸造设备公司. 从那时起, 通过增加经验丰富的电气和机械工程师，并扩展到其他行业，公司经历了稳步增长. 我们已经建立了一个强大的系统集成团队，以满足您的过程系统需求，并扩展了我们的过程改进产品，包括工程服务, 铸造产品, 工业产品, 系统集成和项目管理/交钥匙项目. 在整个成长过程中, 我们的核心经营理念是与客户建立长期的合作关系，为客户提供定制化的服务, 技术水平, 系统设计与设备. 我们的客户名单包括许多来自不同行业的知名公司，他们在多个场合选择了我们的产品和服务. 我们三次获得通用汽车全球年度供应商奖. MT系统公司总部位于俄亥俄州坎顿市. 欲了解更多信息，请访问 www.太量系统.com.
关于Solex Thermal Science Inc.
总部位于卡尔加里, AB, 加拿大, Solex热科学是该领域的全球领导者, 高效率的设计和制造, 间接热交换器. 专营供暖, 散装固体的冷却和干燥, 我们的技术已应用于砂(铸造砂和支撑剂)的加工。, 肥料, 糖, 油籽, 谷物, 塑料和许多其他散装固体产品. 使用经过验证的专有热建模软件, 每个热交换器都是定制的，以满足客户独特的热性能要求. 拥有超过25年的经验, 在全球50个国家安装了1000多台热交换器, 我们提供一流的服务，从开始到完成, 在全球提供多种语言的技术和销售支持. 您的创新伙伴，了解更多 www.solexthermal.com.
