据说在过去，铸造厂的碾轮式混砂机操作员可以尝出潮模砂的味道，来确定砂子是否需要添加粘土或水，是否碾磨恰当。现在，北美几乎每家铸造厂都在潮模砂混砂机上安装了自动测紧实率的控制器，以提供这一关键信息。虽然自动化功能是很好，但是铸造厂已与潮模砂系统失去了“生命体征”的联系，因为他们不再手动取样“把脉问诊”了？
铸造厂测量数据的频率和方式差别显著。一些铸造厂只查看机器屏幕上的数据（这意味着他们只能看到现在正在发生的事情），一些铸造厂将数据导出上传至数据库中便于日后跟踪。在本文中，我们将研究每日型砂数据趋势图，以及如何利用结果来确定砂处理系统的易变性。
紧实率目标值：+/- 3 和 +/-1
恰当的紧实率关乎于是否能生产出优质铸型。紧实率过高会导致水分过多，从而导致表面处理差、气体缺陷、铸型不牢固或粘砂等问题。紧实率过低会导致烂型和砂眼等缺陷。
我最喜欢跟踪的指标是铸造厂的紧实率控制在目标值+/-3以内的百分比。当紧实率目标值为40时，多少次测量结果在37-43之间呢？目标值+/-1也是如此。针对铸造厂的目标值，我建议85%在+/-1范围内，95%在+/-3范围内。与上个月相比，快速检查本月在+/-3以内的百分比。这个指标易于跟踪，可以按每天、每周和每月执行，以便与造型和维护团队及时沟通型砂性能。
如果今天的指标比昨天低10%，则表明型砂有问题。开始评估在此期间发生的事情，例如温度波动、粘土与水的比例或紧实率控制器的操作。大多数情况下，温度在缺乏控制时会出现波动。最快和最简单的检查是看是否利用好全部的旧砂储存量。另一个可能影响砂子温度的因素是砂铁比的变化。然而，这很难控制。减少温度和湿度变化的最可靠方法是使用砂冷却器。
图1 说明紧实率性能的示例报告
紧实率控制器上的温度控制紧实率 （TCC）功能可根据温度来优化加水量。理想情况下，加水量应足够刚激活粘土。当砂子过热时，一部分水会用来冷却砂子，剩下的水用来激活粘土。因此，砂子在温度较高时添加的水比在环境温度下多。
为了解决砂子从混砂机到造型线过程中的水分损失，可以对TCC进行编程，使其在高温下添加额外的水。如果认为水分损失对压实性的影响更大或更小，铸造厂可以调整TCC偏移量。如果在特定温度范围内有很大的波动，评估这些设置可能会有所帮助。温度范围的偏移量可能过大或过低。
图2 可以调整TCC偏移量以优化型砂性能
传导率
传导率是旧砂进入混砂机的含水量相对值；通常，型砂含水量更大，传导率更高。多次测量后取平均值，显示一个平均值。通过传导率绘制时间图可以突出应该解决的问题。如果在 0.35 处连续多次读数，则可能意味着砂子过热，需要找到冷却型砂的方法。
如果传导率读数波动较大，或在非高温下收到 0.35 的读数，请检查传导率探头以确保它们插入型砂中且读数正确。最佳做法是监测传导率探头读数之间的差异。通过检查探头之间的差异，就能识别探头故障。同样，目标值因铸造厂而异，许多铸造厂力求传导率在0.75-1.5 之间，且数据点之间没有太大差异。
图3 连续多个 0/35 传导率读数的示例
加水
方法之一是验证所需水量=实际水量。型砂中的水分会激活粘土粘结剂，分为化合水或游离水。潮模砂的含水量控制在最小范围内，因为潮模砂的含水量会影响混砂效率、活性粘结剂和可用粘结剂。除了粒度之外，它几乎与每个潮模砂性能息息相关。由此可见，含水量和紧实率之间的关系。含水量过高会导致与气体相关类的缺陷、高强度、低透气性和低流动性。含水量过低会导致型砂干燥易碎，造型困难。
批重是决定加水量和膨润土添加量的最大因素，每批次的批重应保持一致，这一点十分重要。提高可重复性的最简单方法是放慢加砂速度。通常，一次循环允许45秒多的时间称量下一批次，但大多数情况是5秒内完成整个批次的称量。放慢速度可以减少变差并提高精度。此外，每天应检查空料斗的重量，这点也十分重要。皮重不应超过正常批重的1%。如果超过了1%，检查料斗是否有问题。
湿压强度
湿压强度表示型砂能够承受的最大抗压应力，用来确定潮模砂系统中粘土的添加量。砂铁比、粘土含量、紧实率和辅料都会影响湿压强度。湿压强度低表明流动性好，但会导致烂型和脱模难。湿压强度低可能源于粘土含量低、型砂过干或混砂机的问题。湿压强度高会导致烂型、流动性差和落砂难。
当数据不稳定或波动超过正常值时，检查紧实率自动测试设备以确保刮板对齐，样杯装满，这一点很重要。如果二次测试结果一样，那么检查系统中的其他变化。跟踪型砂数据和报告可理解的指标有利于排除铸造工艺方面的故障并找出根本原因。可重复性的型砂性能确保型砂足够坚固，能够承受铸型与金属界面处的热应力。型砂系统会告诉我们该怎么做，我们只需要监控和倾听。
来源：Simpson Technologies Corporation
编辑：于浩
校对：刘冬梅
审核：曲学良
作者：Michelle Ring
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