Resumen del conocimiento sobre la pirólisis de la espuma en el proceso de fundición de espuma perdida
1. Factores que afectan la tasa de pirólisis de la espuma de espuma perdida
Propiedades del material
Material de espuma: diferentes tipos de espuma, como poliestireno (EPS), metacrilato de polimetilo (PMMA), etc., tienen diferentes tasas de pirólisis debido a diferentes estructuras químicas y energías de enlace químicos. En términos generales, EPS tiene una estabilidad térmica relativamente buena y una tasa de pirólisis más lenta; PMMA tiene una temperatura de pirólisis relativamente baja y puede tener una tasa de pirólisis más rápida.
Densidad: cuanto mayor sea la densidad de la espuma, más contenido de material por unidad de volumen y más calor deben ser absorbidos durante la pirólisis, y la velocidad de pirólisis suele ser más lenta.
Condiciones de pirólisis
Temperatura de calentamiento: la temperatura es el factor clave que afecta la velocidad de pirólisis. Según la ecuación de Arrhenius, a medida que aumenta la temperatura, la velocidad de reacción constante aumenta y la velocidad de pirólisis aumenta.
Velocidad de calentamiento: cuanto más rápida sea la velocidad de calentamiento, más calor absorbe la espuma en un corto período de tiempo, la reacción de pirólisis puede ocurrir más rápidamente y la velocidad de pirólisis aumenta. Sin embargo, una tasa de calentamiento demasiado rápida puede causar transferencia de calor desigual dentro de la espuma, afectando la uniformidad de la pirólisis.
Tiempo de pirólisis: a medida que aumenta el tiempo de pirólisis, la espuma continúa calentándose, la reacción de pirólisis continúa, el grado de pirólisis se profundiza y la velocidad de pirólisis no es constante durante todo el proceso. En general, la tasa de pirólisis inicial es más rápida. A medida que avanza la reacción, las sustancias no reaccionadas disminuyen y la tasa de pirólisis se ralentiza gradualmente.
Atmósfera: en una atmósfera inerte (como nitrógeno y argón), la pirólisis de espuma es principalmente una reacción de descomposición inducida por el calor; En una atmósfera oxidante (como el aire), además de la pirólisis, también pueden ocurrir reacciones de oxidación, lo que acelera la velocidad de pirólisis, y los productos de pirólisis pueden ser diferentes.
Factores de moho y proceso
Estructura del molde: la forma, el tamaño y el grosor de la pared del molde afectarán la eficiencia de la transferencia de calor a la espuma. Si la estructura del moho es compleja y la transferencia de calor es desigual, la tasa de pirólisis de diferentes partes de la espuma será diferente.
Propiedades de recubrimiento: el recubrimiento aplicado a la superficie de espuma puede desempeñar un papel aislante protector y de calor -. Si la conductividad térmica del recubrimiento es pobre, disminuirá la velocidad de la transferencia de calor a la espuma, reduciendo así la velocidad de pirólisis.
Parámetros del proceso de fundición: como presión negativa, velocidad de vertido, etc. La presión negativa afecta la descarga de productos de pirólisis de espuma. La presión negativa apropiada puede descargar productos de pirólisis en el tiempo, que conducen a la reacción de pirólisis; La velocidad de vertido que es demasiado rápida o demasiado lenta afectará la interacción entre el líquido metálico y la espuma, y luego afectará la velocidad de pirólisis.
2. ¿Cómo reducir las emisiones de gases nocivos durante la pirólisis de la espuma de espuma perdida?
Elija materiales de espuma adecuados
Use materiales de espuma de contaminación bajo -, como el ácido poliláctico expandible (E - PLA) y otros materiales biodegradables, cuyos productos de pirólisis son relativamente amigables con el medio ambiente y tienen bajas emisiones de gases dañinos.
Optimice la fórmula de espuma y mejore el rendimiento de la pirólisis de la espuma y reduzca la generación de gases nocivos agregando algunos aditivos ecológicos, como antioxidantes, estabilizadores térmicos, etc.
Optimizar el proceso de pirólisis
Controle la temperatura de pirólisis y la velocidad de calentamiento, evite temperaturas excesivamente altas y calentamiento excesivamente rápido, para reducir la combustión incompleta y la generación de gases nocivos causados por el sobrecalentamiento.
El proceso de pirólisis segmentado se adopta para controlar las condiciones de pirólisis a diferentes etapas de temperatura, de modo que la pirólisis de espuma es más completa y ordenada, y la emisión de gases nocivos se reduce.
Mejora del entorno de pirólisis
Usando protección de gas inerte, se introducen nitrógeno, argón y otros gases inerte durante el proceso de pirólisis para reducir el contenido de oxígeno, inhibir la reacción de oxidación y reducir la generación de gases nocivos.
Optimizando el diseño estructural del horno de pirólisis para hacer la distribución de temperatura en el horno de pirólisis uniforme, la pirólisis de espuma es suficiente y es conveniente descargar los productos de pirólisis, evitando la generación de gases nocivos causados por reacciones secundarias causadas por el sobrecalentamiento local y la acumulación de productos.
Publicar - Tecnología de procesamiento
Instale un equipo de tratamiento de gas de cola eficiente, como el dispositivo de adsorción de carbono activado, el dispositivo de combustión catalítica, el depurador húmedo, etc., para purificar el gas de cola generado por pirólisis y eliminar gases nocivos y partículas.
Reciclar los productos de pirólisis, y el reciclaje de algunos materiales reciclables generados por pirólisis, como el estireno, no solo reduce los desechos de recursos, sino que también reduce las emisiones de gases nocivos.
3. ¿Cuáles son los principales efectos del gas generado por la pirólisis de la espuma de espuma perdida en el flujo de metal fundido?
Cambiar el patrón de flujo del metal fundido
Producir turbulencia: el gas de pirólisis forma burbujas en el metal fundido. La presencia de estas burbujas interferirá con el flujo normal del metal fundido, lo que hace que el flujo del metal fundido se vuelva turbulento y forme turbulencia. Por ejemplo, durante el proceso de llenado, el flujo de metal fundido relativamente estable originalmente tendrá remolinos y fluctuaciones locales debido a la perturbación de las burbujas.
Cambie la dirección del flujo: la presión generada por el gas ejercerá una fuerza sobre el metal fundido, lo que hace que la dirección del flujo del metal fundido cambie. Especialmente en moldes con formas complejas, el gas de pirólisis puede causar la dirección de flujo del metal fundido en algunos canales o esquinas estrechas se desvían de la ruta original, lo que afecta el efecto de llenado del metal fundido en la cavidad del moho.
Afectar la capacidad de llenado del metal fundido
Aumente la resistencia al flujo: la película de gas o las burbujas formadas por el gas de pirólisis en el metal fundido aumentará la fricción entre el metal fundido y la pared del molde, y también aumentará la resistencia viscosa dentro del metal fundido, lo que dará como resultado un aumento en la resistencia al flujo del metal fundido. Esto requiere que el metal fundido supere una mayor resistencia durante el proceso de llenado, reduciendo así su capacidad de llenado y posiblemente causando defectos como el relleno insuficiente y el cierre en frío en la fundición.
Reduzca la velocidad de llenado: debido al aumento de la resistencia al flujo y la obstrucción del gas al metal fundido, la velocidad de llenado del metal fundido se reducirá significativamente. Especialmente para algunas fundiciones o fundiciones amuralladas -} con estructuras complejas, la reducción en la velocidad de llenado puede hacer que el metal fundido se solidifique antes de que llene por completo la cavidad, afectando la integridad y la calidad de la fundición.
Hace que el metal fundido sea arrastrado y atrapado por el gas
Atrapamiento de gas: el escape de la pirólisis de gas impulsará el metal fundido circundante para formar un vórtice, lo que hace que el gas sea arrastrado en el metal fundido. Estos gases arrastrados pueden formar defectos como poros y agujeros de contracción durante la solidificación del metal fundido, reduciendo la densidad y las propiedades mecánicas de la fundición.
Fenómeno de atrapamiento de gas: la interacción entre el gas y el metal fundido puede causar que parte del gas esté encerrada por el metal fundido, formando un fenómeno de atrapamiento de gases. El atrapamiento de gases no solo afecta la calidad de apariencia del fundido, sino que también puede convertirse en una fuente de grietas, causando propagación de grietas cuando la fundición está bajo carga, reduciendo la confiabilidad del fundido.
