自硬-微波加热复合硬化硅酸盐粘结剂砂性能研究

针对自硬硅酸盐粘结剂砂用于铸铁件时存在硬化速度慢、对环境湿度敏感、砂型(芯)强度低、溃散性差四个问题,本文选择一种新型硅酸盐粘结剂,以陶瓷砂为原砂,在采用固化剂自硬的基础上,还通过微波加热以及添加粉末促硬剂,进行了复合硬化工艺的研究。首先,研究了微波加热工艺参数对型砂试样性能的影响,确定了优化微波加热工艺:加热功率为900 W、加热时间为180 s;而后,选用了三种粉末促硬剂进行优化,得到的最佳粉末添加剂优化方案为粘结剂2.2%、微硅粉0.2%、氧化铝0.2%、石英粉0.06%。结果表明,该组优化方案相比较不加入粉末添加剂,使砂型(芯)1 h强度提高至1.86 MPa,24 h强度提高至2.17 MPa,98%RH吸湿强度提高至1.45 MPa,800℃残留强度降低至0.75 MPa,其常温强度值和残留强度值分别达到和接近自硬树脂砂的水平。

碱性酚醛树脂砂表面安定性的试验研究

碱性酚醛树脂砂作为一种环保型树脂砂,在铸钢件生产上得到了广泛应用,但存在表面安定性差的问题,容易导致生产的铸钢件易发生夹砂和粘砂缺陷。为此,首先以碱性酚醛树脂砂为主要研究对象,确定达到实际生产需求的表面安定性为99%,其次筛选碱性酚醛树脂和粉末添加剂,选用了两种粉末添加剂,进行正交试验后得到的最佳工艺方案为:树脂加入量1.2%,原砂采用大林砂40/70号,氧化镁0.1%,可溶性淀粉0.1%。结果表明,相较于优化前,优化后的方案1 h强度提高至0.55 MPa,24 h强度提高至0.93 MPa,表面安定性提高至99.12%,最后进行浇注验证,与优化前相比,优化后的造型方案生产的铸钢件表面质量较好,无夹砂和粘砂缺陷。

钢铁生产主工序碳排放数字化仿真及流程改造

对照我国提出的“双碳”战略,钢铁行业降碳减排时间紧,任务重,刻不容缓。作为降碳减排的重要手段,钢铁生产碳排放数字化仿真目前主要集中于炼铁、炼钢等单一工序,存在着多工序碳排放模型缺乏、系统性流程改造方案欠缺等问题。为此,开展了钢铁生产主工序流程碳排放数字化仿真及流程改造研究。首先,构建了“5+1”主工序流程碳排放数学模型,开发了华铸钢铁生产碳排放仿真软件,解决钢铁行业主工序流程模型缺乏问题;其次,基于宝钢和唐钢等企业数据进行验证,吻合度超96%,证实了模型与软件的准确性和可靠性,为流程改造奠定基础;最后,从技术革新、碳回收、碳中和和能源变更等四个方面,系统性提出了NTC(New Technology Combination)、燃烧后CO_(2)回收、燃烧前CO_(2)回收、氢冶金短流程生产等四种方案,技术实现从易到难,可依次服务于近期、中期、中后期和后期“双碳”计划,对钢铁行业降碳减排具有很好的参考作用。