鈹銅鑄造捏合機研究與探討

王誼軍

（富蘊恒盛鈹業有限責任公司 富蘊 836107）

1 概述

捏合機是本公司酸化使用的半自動化配套設備。捏合機工作環境為高溫、腐蝕，在長期的使用過程中，由于材質的選擇、設計缺陷及維修質量等因素造成瓷磚脫落殼體腐蝕，影響設備正常運行，增大維修量，經常停車停產使生產受到損失。

通過對捏合機殼體材質變更和密封軸套的改進等多方面提高捏合機的使用壽命，從而改善設備運轉率和降低維修成本。

捏合機的結構和工作方式：

捏合機主要由W殼體、側板、拌漿(捏合機軸)、機座、軸承座、大小齒輪、聯軸節、減速機、電動機、密封機構等組成。

安裝在殼體內的兩拌漿分別與大小齒輪連接、固定在殼體的軸承座上，電動機帶動減速機運轉，聯軸節與變速箱和小齒輪連接，通過小齒輪與大齒輪嚙合，帶動兩拌漿在殼體內運轉，使殼體內的混合物料攪拌均勻。

2 捏合機的防腐及故障原因分析

2.1 捏合機的工作環境

捏合機工作在高溫、強腐蝕的環境下。酸度15%-95%的濃硫酸與細鈹玻璃加入到殼體熱漿中攪拌，反應瞬間最高溫度250℃，一般工作溫度95℃—100℃。

呋喃樹脂具有優異的耐熱和耐蝕性能。固化后的呋喃樹脂耐強酸（強氧化性的硝酸和硫酸除外），耐熱溫度通常可在150°左右長期使用。

2.2 捏合機的殼體制作

殼體制作工藝復雜。捏合機殼體由W殼體與兩側板用螺栓連接組成。W殼體、側板是用鋼板經過放樣、壓彎成型、焊接、然后矯正變形，再通過機械加工工藝來完成的。殼體內須做防腐，在W殼體內表面及側板內表面襯膠，厚度為6mm，再貼鑄石板、包括呋喃樹脂膠泥厚為25mm，合計31mm。

2.3 捏合機的防腐工藝

呋喃樹脂的固化過程十分復雜。呋喃樹脂的固化劑一個嚴重缺點是樹脂與固化劑反應的放熱量大，配制后的使用期短，操作不便，且固化反應激烈，放出較多水分易形成氣泡，使固化后的制品抗滲性變差，脆性增大，沖擊強度低，影響了其粘結力。

2.4 捏合機的鑄石板粘貼

呋喃樹脂膠泥粘接鑄石板工藝要求高。呋喃樹脂的固化工藝比較差，如凝膠時間較長，完全固化所需的時間更長。反應溫度是對反應速度、產品質量有較大影響的，溫度越高，反應速度越快，反應溫度過高，一方面容易生成不溶于水的亞甲基脲的衍生物，另一方面會致使反應速度過快，容易造成凝膠，操作不能正常進行。相反，溫度太低，反應速度過慢，將大大延長施工周期，影響運轉率，降低經濟效益。為此在整個施工過程中必須嚴格控制反應溫度，以保證施工的正常進行。

2.5 捏合機防腐周期

按工藝要求,捏合機防腐需要周期，首先是捏合機殼體內防腐層的拆卸及清理需要一天。防腐要求是膠泥必須在中性和干透條件下使用。因為膠泥干的較慢，貼太多上面的磚就會往下滑，影響貼磚的質量。實際操作時一般可連續鋪砌2-3層高度后應停止鋪砌，待下一層膠泥凝膠牢后方可進行下一層鋪砌，鑄石板的鋪砌需要2-3天，干燥需要3-5天，干燥后需保養，每天刷酸1次，共三次。也就是說捏合機防腐層損壞后，最快也得十天才能修好使用。

2.6 捏合機的運轉周期

運轉周期不確定。因為捏合機在運行中會產生震動，防腐的施工質量不夠，膠泥粘接強度有限，操作不當及熱脹冷縮等因素，進而導致瓷磚脫落、襯膠損壞。如發現不及時，會導致捏合機殼體嚴重腐蝕。

2.7 捏合機的防腐成本

防腐成本高。捏合機年單耗成本如表1：

表1 捏合機年單耗成本

2.8 捏合機密封機構的鈹銅套

密封機構的鈹銅套結構復雜，更換困難。鈹銅套是由軸套、槽型螺母兩部分組成。軸套是由側板內側Φ162的孔裝入，外側用槽型螺母緊固，與側板內外側緊密連接，捏合機軸由軸套內孔穿出。更換鈹銅套時，必須把W殼體與側板完全解體。

密封機構的構造及工作方式：

密封機構主要有鈹銅套、槽型圓螺母、捏合機軸、填料盒、填料、填料壓蓋及雙頭螺栓等構成。

在填料盒與捏合機軸之間加入填料，通過填料壓蓋的軸向運動對填料進行擠壓來實現密封的。

3 具體改造措施

3.1 材料的選擇

鈹銅又稱鈹青銅，經固溶時效熱處理后，可獲得高強度、高導電性能的產品。高強度鑄造鈹青銅合金，經熱處理后不僅具有高強度，很高的硬度而且具有耐磨、耐蝕的優點，優良的鑄造性能和加工性能。

3.1.1 鈹銅分類

有加工鈹青銅和鑄造鈹青銅之分。常用的鑄造鈹青 銅 有Cu-2Be-0.5Co-0.3Si，Cu-2.6Be-0.5Co-0.3Si，Cu-0.5Be-2.5Co等。加工鈹青銅含鈹量控制在2%以下，國產鈹銅加入0.3%的鎳，或加0.3%的鈷。

3.1.2 鈹銅性能及參數

鈹銅是力學、物理、化學綜合性能良好的一種合金，經過淬火調質后，具有高強度、彈性、耐磨性、耐疲勞性、耐熱性和耐腐蝕性。

在硫酸介質中：在小于80%濃度的硫酸中（室溫）年腐蝕深度為0.0012-0.1175mm，濃度大于80%則腐蝕稍加快。

鈹銅鑄造合金275C化學成分：Be2.5-2.85%，Co0.35-0.7%，Si0.2-0.35%，Cu余量。

3.2 W殼體與側板的制作工藝改為鑄造工藝

應用CAD制圖，將新舊圖紙進行銜接、更新。使圖紙資料與現場相符，與設備相符，保證數據真實性，為捏合機的改造奠定了基礎。

3.3 密封機構的鈹銅套幾何形狀及結構的改變

槽型螺母軸套改為法蘭式軸套。法蘭與軸套合為一體，法蘭外徑、螺孔尺寸與填料盒外徑、螺孔尺寸相符利用填料盒的螺栓把法蘭軸套、填料箱一起固定在側板外側。

4 結論

經過技術改造后的捏合機在使用過程中，其使用效果，性能指標遠遠超過以前，達到了降低成本，提高效率，節能降耗的目的。