Prif nodwedd tywod gwyrdd clai yw ei fod yn hawdd ei siapio. Gellir ei wneud yn siâp a ddymunir trwy sioc a chywasgu. Yn ogystal, mae'r deunyddiau crai a ddefnyddir, megis tywod silica, clai, powdr glo ac ychwanegion eraill, yn rhad ac yn helaeth. Felly, yn natblygiad ffyniannus heddiw o brosesau castio amrywiol, mae proses mowldio tywod gwyrdd clai yn dal i fod â mantais absoliwt yn y diwydiant castio.
Elfennau sylfaenol tywod gwyrdd clai yw tywod silica, bentonit a dŵr. Mewn tywod gwyrdd clai a ddefnyddir i wneud castiau haearn, mae powdr glo yn ychwanegyn anhepgor, sy'n chwarae rhan bwysig iawn wrth wella ansawdd wyneb a sefydlogrwydd dimensiwn castiau. Bydd ansawdd gwael, dewis amhriodol neu ychwanegu powdr glo yn amhriodol yn arwain at gynnydd mewn diffygion arwyneb castiau (fel adlyniad tywod, mandyllau, diffygion ehangu, ac ati), a fydd nid yn unig yn cynyddu'r gyfradd sgrap, ond hefyd yn cynyddu'r llwyth gwaith o lanhau castio.
Yn ystod y 30 mlynedd diwethaf, mae llawer o ymchwil wedi'i wneud i ddod o hyd i ddeunyddiau amgen ar gyfer powdr glo, ond hyd yn hyn powdr glo yw'r ychwanegyn a ddefnyddir fwyaf eang a'r ychwanegyn mwyaf cost-effeithiol o hyd.
1．Dyddodion glo
Mae glo yn gynnyrch glou dros gyfnod daearegol hir pan gafodd planhigion hynafol eu dyddodi mewn haenau a'u claddu o dan ddŵr neu dan amodau digon o ddŵr. Oherwydd y gwahanol raddau o coalification, gellir ei rannu'n bedwar categori: mawn, lignit, glo bitwminaidd a glo caled. Oherwydd amodau ffurfio gwahanol, gall cyfanswm cynnwys carbon amrywiol glo fod rhwng 49% a 97%. Anthracite sydd â'r cyfnod mwynoli hiraf, ac mae powdr glo ar gyfer castio yn cael ei wneud o lo bitwminaidd.
Mae glo bitwminaidd yn lo sydd â lefel uchel o glo, sef o ddu i ddu, a brown i ddu ar ôl ei falu. Yn ôl y gwahanol ddeunydd anweddol a chynnwys colloid, gellir rhannu glo bitwminaidd yn glo fflam hir, glo nwy, glo braster, glo golosg a glo heb lawer o fraster.
Bydd glo fflam hir a glo nwy gyda chynnwys anweddol uchel yn gyntaf yn ffurfio llawer o gamau hylif pwynt berwi isel ansefydlog wrth eu gwresogi, ac yna'n dadelfennu'n gyflym i nwy a dianc. Nid yw'r cyfnod hylif sy'n weddill yn ddigon i wneud i'r gronynnau sy'n weddill lynu at ei gilydd (ni all golosg). Gall glo heb lawer o fraster â chynnwys anweddol isel ffurfio cyfnod hylif gyda phwynt berwi uwch pan gaiff ei ddadelfennu'n thermol, ond nid yw'r swm yn fawr ac nid yw'n ddigon i golosg. Mae gan lo braster a glo golosg gynnwys anweddol gymedrol a gallant ffurfio cyfnodau mwy hylif wrth eu gwresogi, sy'n hawdd gwneud i'r gronynnau sy'n weddill lynu at ei gilydd (golosg). Mae powdr glo ar gyfer castio yn cael ei wneud yn bennaf o lo braster a glo golosg.
Newidiadau amrywiol sy'n digwydd pan fydd glo bitwminaidd yn cael ei gynhesu
Pan fydd glo bitwminaidd yn cael ei gynhesu, mae'n tynnu lleithder yn gyntaf, yna'n dadelfennu a rhyddhau mater anweddol. Gellir rhannu'r dadelfeniad o lo bitwminaidd yn fras yn bedwar cam.
Mae'r cam cyntaf yn is na 200 gradd, mae dŵr yn cael ei dynnu ac mae ychydig o CO2 yn cael ei ryddhau. Mae'r gyfradd adwaith yn y cam hwn yn isel.
Yr ail gam: 200-350 gradd , yn ogystal â pharhau i ryddhau anwedd dŵr a CO2, mae CO yn dechrau cael ei ryddhau, ac mae ychydig bach o dar yn cael ei waddodi, y gellir ei ystyried fel cam cychwynnol pyrolysis.
Y trydydd cam: 350-550 gradd, mae cyfradd yr adwaith dadelfennu yn cynyddu, mae'r cynhyrchion dadelfennu yn bennaf yn hydrocarbonau pwysau moleciwlaidd isel a chyfansoddion organig eraill, ac mae tar yn cael ei waddodi yn y bôn yn y cam hwn. Mae glo bitwminaidd hefyd yn mynd trwy'r broses o feddalu-doddi-solidification, a'r broses o gyfaint crebachu-ehangu-contraction.
Tua 350-390 gradd , mae glo bitwminaidd yn raddol yn meddalu ac yn crebachu o ran cyfaint. Ar ôl hynny, mae'n dechrau toddi, ac mae'r cyfnod hylif yn cynyddu'n raddol, gan ffurfio colloid wedi'i gymysgu â solet, hylif a nwy. Yn y cyfnod cynnar, oherwydd y swm cynyddol o nwy gwaddodi, mae cyfaint y colloid yn ehangu'n gyflym. Ar ôl i'r nwy waddodi i raddau, mae maint y dyddodiad yn gostwng yn sydyn, ac mae cyfaint y colloid yn crebachu yn unol â hynny. Yn olaf, mae'r colloid yn solidoli i solid mandyllog, a elwir yn lled-golosg. Yn gyffredinol, dangosir y newid cyfaint o lo bitwminaidd yn y cam hwn yn Ffigur 1.Ffigur 1 Newid cyfaint o lo bitwminaidd yn ystod gwresogi
C－Crebachu cyfaint cychwynnol;
S－Yr ehangiad cyfaint dilynol;
D－ Cyfanswm ehangu cyfaint.
Yn y pedwerydd cam, uwchlaw 550 gradd, mae nwyon amrywiol yn parhau i gael eu gwaddodi, gan gynnwys anwedd dŵr, CO2, CO, H2, methan, asetylen ac amonia, ac mae lled-golosg yn cael ei drawsnewid yn golosg.
Gall y nwyon a gynhyrchir yn y trydydd a'r pedwerydd cam gyddwyso ar yr wyneb solet poeth i ffurfio ffilm tebyg i graffit â chynnwys carbon uchel, a elwir fel arfer yn garbon llachar. Ymhlith amrywiol sylweddau hydrocarbon, mae hydrocarbonau aromatig yn fwyaf tebygol o gael eu pyrolysu i ffurfio carbon llachar.
3．Ffurfio adlyniad tywod ar wyneb castiau dur a haearn
Ar ôl i'r metel tawdd gael ei chwistrellu i'r mowld, bydd cyfres o adweithiau ffisegol, cemegol a ffisigocemegol yn digwydd rhwng y metel, y deunydd mowldio a'r awyrgylch yn y mowld yn y rhyngwyneb llwydni metel. Mae glynu tywod yn un o ganlyniadau cynhwysfawr yr adweithiau niferus hyn. Yn eu plith, mae FeO yn chwarae rhan hynod bwysig.
Mae pwynt toddi FeO tua 1370 gradd, sy'n uwch na phwynt toddi haearn bwrw cyffredinol. Fodd bynnag, pan ddaw FeO i gysylltiad â thywod silica, mae'n hawdd cynhyrchu fayalite (Fe2SiO4) gyda phwynt toddi o 1205 gradd. Gall Fayalite gynhyrchu dau ewtecteg gyda SiO2 neu FeO gyda phwynt toddi o tua 1130 gradd. Os oes clai neu ocsidau alcalïaidd eraill ar wyneb gronynnau tywod, efallai y bydd silicadau â phwyntiau toddi is hefyd yn cael eu ffurfio.
Gan fod y metel tawdd ei hun yn cynnwys rhywfaint o ocsigen, bydd y llif hylif yn cael ei ocsidio gan ocsigen yn yr atmosffer yn ystod y broses haearn (dur) a thywallt. Bydd hefyd yn cael ei ocsidio gan yr atmosffer yn y mowld ar ddechrau mynd i mewn i'r ceudod llwydni. Ar ôl i'r metel tawdd fynd i mewn i'r mowld, mae FeO yn bodoli ar y rhyngwyneb llwydni metel. O dan weithred y pen pwysedd statig metel, bydd FeO yn glynu wrth wyneb y grawn tywod, gan ffurfio silicadau sy'n toddi'n isel gyda grawn tywod a chlai, a bydd wyneb y grawn tywod yn cael ei doddi. Pan nad yw'r metel wedi solidoli eto, mae'r silicadau sy'n toddi'n isel ger y rhyngwyneb yn cael eu gwasgu i ddyfnderoedd y mowld tywod. Gan fod y bylchau rhwng y grawn tywod wedi ehangu, a bod silicadau ar wyneb y grawn tywod sy'n cael eu gwlychu'n hawdd gan y metel tawdd, gall y metel tawdd dreiddio i'r bylchau rhwng y grawn tywod, gan lapio'r grawn tywod nad ydynt wedi wedi'i doddi, gan ffurfio tywod gludiog. Dangosir y broses hon yn fras yn Ffigur 2.
Ffigur 2 Golwg ar y broses ffurfio o adlyniad tywod castio
a) Mae'r metel tawdd yn dod i gysylltiad ag wyneb y mowld, ac mae'r wyneb metel yn cael ei ocsidio;
b) Mae FeO yn ffurfio silicadau ymdoddadwy mewn cysylltiad â thywod silica a chlai;
