I.はじめに 生産条件や環境の変化により、鋳物の他のパラメータも必然的に変化する。成形砂の調整が間に合わなければ、砂システムは不安定になり、最終的には鋳物の洗浄が難しくなったり、スクラップになったりします；
このように、砂系を安定させるためには、本来の造型砂工程を調整する必要がある。造型砂の材料構成は、主に古砂、生砂、ベントナイト、添加剤で構成されている。鋳物砂の95％以上は古砂であり、古砂は鋳物の砂鉄比の違いや中子砂の混合量の違いなどの影響を受け、材料組成の変動が非常に大きくなる。従って、造型砂の組成を管理するためには、造型砂中の有効ベントナイト含有量、有効添加剤含有量、泥分含有量を検査し、混練時のベントナイト、添加剤、生砂の添加量を決定する必要がある。
本稿では、筆者の会社の鋳物工場がどのように実際の生産工程に根ざしているかを簡単に紹介する。パラメータの変化に応じて、造型砂の工程を調整し、砂システムの安定性を確保する。
2.成形砂の主要パラメータの定義：
1.有効ベントナイト量：有効ベントナイト含有率：有効ベントナイト（活性）含有率は、ベントナイトに含まれるモンモリロナイト鉱物のメチレンブルー等の染料を吸着する特性に基づいて決定される。00gの成形砂に0.20％濃度の試薬純メチレンブルー溶液[mL]を滴下し、ベントナイトの標準曲線式に従って換算したものである（％）。
2.有効添加量：すなわち、900℃における造型砂1gのガス発生量[mL]から造型砂中の活性化ベントナイトのガス発生量(計算前に測定した平均量)を差し引いた値を、造型砂添加剤のガス発生量と比較し、式により算出する。
3.泥の含有量：国家標準 GB/T9442-1998 によると、直径 20μm 未満の微粉粒子を泥と定義している。泥は通常、フラッシング法で除去される[2]。
4.造型砂の粒度：AFS繊度で表し、すなわち砂粒子の平均粒度を虚数ふるいマークに従って反映する[3]；
5.AFS繊度の計算方法米国鋳造協会（American Institute of Foundry）が規定するAFS繊度の測定手順と計算方法は以下の通りである：
①.まず、測定する砂試料を約50g秤量し、泥を洗い流し、乾燥させた後、ふるいにかける。
②.それぞれのふるいに残った砂粒子の質を計量し、記録する；
③.各ふるいに残った砂粒子の量が、砂サンプルの総量に占める割合を計算する；
④.各ふるいに残った砂粒子の量の割合に、各ふるいに対応する "AFS繊度倍率 "を掛ける；
⑤.上記の積をふるい数ごとに足して和を求める：
⑥.項目⑤で得られた合計を、項目③の各篩上の保持砂の割合の合計で除して、AFS繊度を求める。
3.調整計画：
工場で使用されている砂混合設備はDISAサンドミル、造型設備はKW静圧造型ラインであり、半年間のデータ統計から、同社の造型砂システムについて以下の計画を策定した：
1.統計：
造型ホストの設定値に従って、各箱に加える造型砂の量を決定し、鋳物の各箱の重量と注湯システムの重量、および鋳物に使用する中子砂の量に従って、鋳物の各箱の砂鉄比を計算する；
排砂量と中子砂・副資材の使用量統計
成形砂システムの除塵統計
2.砂の調整：
生産状況により、鋳物を2日以上連続生産する場合は、付属造型砂（ベントナイト、添加剤）の添加量を一定とし、造型砂の有効量の変化をカウントし、他の鋳物の連続生産時に徐々に検証する。砂鉄比と添加量の関係；
成形砂の粒度調整：50/100ふるいの中央値（50/100ふるいの珪砂、平均繊度の中央値は50[4]）に従って調整し、成形砂のAFSが50以下の場合、細砂70/140または細砂の新砂140/70を添加して調整し、ミル当たり30kg～60kgを添加して粒度の変化を分析する。
成形砂の泥の含有量の調整：毎日の除塵の統計を通じて、成形砂システムの泥の含有量の変化を分析する；
第四に、具体的な調整プロセスである：
1.鋳物砂と鉄の比率の統計
(注)X2B1シリンダー本体は砂中子一体型鋳物であるため、鋳物砂が焼けることはなく、鋳物の外側の鋳物砂の重量は "0 "として計算される。
2.鋳物の砂鉄比に応じて有効量を調整する。56Dシリンダーブロックの砂鉄比は6.57。上記の鋳物の中で、砂鉄比はシリンダーブロック鋳物の中で最も高い。そこで、まず56Dシリンダーブロックを試験する：
56Dを3日間連続生産した場合、添加量は22kg/mill、粘土添加量は33kg/millであり、添加剤の有効量は4.55%から5.03%に上昇し、粘土の有効量は6.56%から7%に上昇し、約0.5%増加した。56Dシリンダーを生産する場合、砂系のバランス値より高くなるように添加量を調整する必要があることを意味する；
以上のデータ分析により、副原料の添加量は以下のように調整される：
1) シリンダーを再現する際、添加剤量を19kg/millに調整し、粘土添加量を26kg/millとした場合、3日間連続のデータ統計では、添加剤の有効量が4.36%から4.7.22%が7.7.22%は7.11%になり、有効量は0.1%変動した。したがって、工程調整計画は合理的であり、造型砂システムのバランスを確保することができる；
2) 同様に、他の鋳物への補助材料の添加量と有効量の関係は、実験データの分析と理論によって計算される。
3.70/140メッシュの新砂と140/70メッシュの新砂を使用し、砂の大きさを調整する（試作砂の泥分は11.42％）：
1月16日から1月21日までの5日間で、合計4257回、約4257*3/900=14回粉砕した。15；1月16日から5日間、粒度を調整するために70/140の新しい砂を60kg/ミルで添加し続けた結果、1月21日の成形砂のAFS値は52.84；
1月25日から1月27日まで、3日間で合計2165回、約2165*3/900=7サイクル、各サイクルの粒度は約0.44、造型砂の粒度が52-53に達すると、70/140の新しい砂を連続添加しても、砂システムのAFSにほとんど影響を与えない。1月26日から3日連続で140/70の新しい砂を添加して調整し、1回の粉砕に60kgを添加し、1 28日、砂のAFSは54.
(注：①第一汽車企業標準によると、70/140珪砂の篩い分け率は70、100、140≧80％で、そのうち70、100篩い分け率は≧60％、140/70珪砂の篩い分け率は70、100、140篩い分け率は≧80％で、そのうち100、140篩い分け率は≧60％。）
4.3ヶ月連続の泥含有量とダスト除去量の比較：
2月から3月にかけては北部の寒冷な気候のため、ホットダストを除去した後、コールドダスト除去パイプライン内のダストが凝縮して固化する。パイプラインの清掃が間に合わなければ、閉塞が頻繁に発生し、1日の排出量は4トンから8トンに変動する。砂システムの泥の含有量は大きく変動する。この期間、除塵能力を高め、泥の含有量を減らすには、除塵装置の風量を増やし、パイプを浚渫するしかない；
4月に入ってから、温度は徐々に上昇し、粉塵の凝結固化現象は現れなくなり、粉塵の除去量は徐々に安定し、1日平均7～8トンの排出量に達し、泥の含有量の変動幅は減少した。成形砂システムの泥の含有量は、新しい砂を追加するか、補助材料の添加量を減らすことによっても減少させることができる。これら2つの方法の欠点については、試験の結論で説明する。
5.テストの結論
1.砂アクセサリーの有効量を調整する
ベントナイトの結晶は加熱によりある程度破壊され、水を加えて混合すると湿潤結合力は明らかに低下する。高温・長時間の加熱により、ベントナイトの結晶構造は完全に破壊され、凝集力のない「死んだ粘土」となる。鋳造厚さの増加、砂鉄比の低下、注湯温度の上昇、冷却時間の延長はいずれもベントナイトの焼損を増加させる。
造型砂中の有効炭粉が十分かどうかを判断する最も直接的な方法は、鋳物表面の平滑性と砂の付着の有無を観察することである。古い砂に含まれる石炭の一部は、注湯された溶湯の熱で燃えてしまい、補充が必要です。一方、新砂、混合中子砂、ベントナイトなど新たに添加する材料も、微粉炭として有効なレベルまで添加する必要がある。混練時に添加する微粉炭の総量は、燃焼損失と追加補充量の合計である。(有効微粉炭は本文中の有効添加量に相当する）
2.砂の大きさの調整：
高圧成形砂の粒度は一般に50/140であるが、樹脂砂中子の粒度は50/100以上の粗いものが多い。中子砂の過度の混合は、古い湿砂全体の粗大化に影響し、砂の浸透性を高め、鋳物の表面を荒らすことになる。
造型砂の粒度を粗くしないためには、除塵装置からの粒子を古い砂に再利用する。鋳物工場では、鋳物砂のAFSが48程度になったら、70/140または140/70の新しい砂を連続的に添加して調整すると言われていますが、鋳物は砂システムの中子に壊されているため、砂の量はすでに多くなっています。成形砂の粒度が我慢できないほど粗くなっていない場合は、このような多量の新砂を連続添加することは推奨されません。そうでなければ、成形砂システムの他の性能指標（新砂の過剰量による泥分、有効量、強度）に影響します。)に影響を与える；
3.泥の含有量の調整
泥の含有量が多くなると、造型砂の透水性が低下し、注湯中にガス爆発現象が起こり、爆発や粘着砂のために鋳物がスクラップになる。成形砂系の泥の含量は高すぎてはいけない；砂系の泥の含量は補助材料の量を減らすことによって減らすことができるが、有効なベントナイトの含量が減ると、成形砂の強度が低下し、砂を持ち上げて抵抗する能力が低下する；有効なベントナイトの量が減ると、成形砂の抗粘着能力が低下する。
泥の含有量を調整するために新たに加える砂の量を増やす場合は、まず、新たに加えるさまざまな材料が鋳物砂にどれだけの泥を発生させるかを計算し、次に、鋳物砂の泥の含有量を工程規定に適合させるためにどれだけの生砂を加える必要があるかを計算します。
記事にもあるように、鋳物工場では新しい砂を30kg加えるごとに泥の含有量を0.1％減らすことができる。しかし、新しい砂を過剰に加えることはコストの浪費を招くだけでなく、造型砂システムの使用砂の割合を減らし、造型砂の性能を低下させる。成形砂が発散し、成形砂の造型能力に影響を与え、鋳造中に砂洗い現象が発生する；
したがって、除塵装置の調整によって砂システムの泥水含有量をコントロールできるのであれば、それが最良の選択であると筆者は考えている。
全体として、安定化砂システムは高品質の鋳物を生産できるようにすることです。このコンセプトを通して、私たちは生産条件の変化に応じて成形砂プロセスを継続的に調整し、生産ニーズに応えなければなりません。
