Resumo do conhecimento sobre pirólise da espuma no processo de fundição de espuma perdida
1. Fatores que afetam a taxa de pirólise da espuma perdida
Propriedades do material
Material de espuma: diferentes tipos de espuma, como poliestireno (EPS), polimetil -metacrilato (PMMA), etc., têm taxas de pirólise diferentes devido a diferentes estruturas químicas e energias de ligação química. De um modo geral, o EPS tem estabilidade térmica relativamente boa e uma taxa de pirólise mais lenta; O PMMA tem uma temperatura de pirólise relativamente baixa e pode ter uma taxa de pirólise mais rápida.
Densidade: Quanto maior a densidade da espuma, mais conteúdo material por unidade de volume e mais calor precisa ser absorvido durante a pirólise, e a taxa de pirólise é geralmente mais lenta.
Condições de pirólise
Temperatura de aquecimento: a temperatura é o fator -chave que afeta a taxa de pirólise. De acordo com a equação de Arrhenius, à medida que a temperatura aumenta, a taxa de reação constante aumenta e a taxa de pirólise aumenta.
Taxa de aquecimento: Quanto mais rápido a taxa de aquecimento, mais calor a espuma absorve em um curto período de tempo, a reação da pirólise pode ocorrer mais rapidamente e a taxa de pirólise aumenta. No entanto, uma taxa de aquecimento muito rápida pode causar transferência de calor desigual dentro da espuma, afetando a uniformidade da pirólise.
Tempo de pirólise: À medida que o tempo de pirólise aumenta, a espuma continua a ser aquecida, a reação da pirólise continua, o grau de pirólise se aprofunda e a taxa de pirólise não é constante durante todo o processo. Geralmente, a taxa inicial de pirólise é mais rápida. À medida que a reação prossegue, as substâncias não reagidas diminuem e a taxa de pirólise diminui gradualmente.
Atmosfera: Em uma atmosfera inerte (como nitrogênio e argônio), a pirólise de espuma é principalmente uma reação de decomposição induzida pelo calor; Em uma atmosfera oxidante (como o ar), além da pirólise, também podem ocorrer reações de oxidação, o que acelera a taxa de pirólise e os produtos de pirólise podem ser diferentes.
Fatores de mofo e processo
Estrutura do molde: a forma, o tamanho e a espessura da parede do molde afetarão a eficiência da transferência de calor para a espuma. Se a estrutura do molde for complexa e a transferência de calor for irregular, a taxa de pirólise de diferentes partes da espuma será diferente.
Propriedades do revestimento: o revestimento aplicado à superfície da espuma pode desempenhar uma função isolante de proteção e calor -. Se a condutividade térmica do revestimento for ruim, diminuirá a velocidade da transferência de calor para a espuma, reduzindo assim a taxa de pirólise.
Parâmetros do processo de fundição: como pressão negativa, velocidade de vazamento, etc. A pressão negativa afeta a descarga de produtos de pirólise de espuma. A pressão negativa apropriada pode descarregar produtos de pirólise no tempo, o que é propício à reação de pirólise; A velocidade de vazamento muito rápida ou muito lenta afetará a interação entre o líquido de metal e a espuma e, em seguida, afetará a velocidade da pirólise.
2. Como reduzir as emissões nocivas de gás durante a pirólise de espuma perdida?
Escolha materiais de espuma adequados
Use materiais de espuma de poluição - baixa, como ácido polilático expansível (E - PLA) e outros materiais biodegradáveis, cujos produtos de pirólise são relativamente ecológicos e têm baixas emissões de gás prejudiciais.
Otimize a fórmula de espuma e melhore o desempenho da pirólise da espuma e reduza a geração de gases nocivos, adicionando alguns aditivos ecológicos, como antioxidantes, estabilizadores térmicos, etc.
Otimizar o processo de pirólise
Controle a temperatura da pirólise e a taxa de aquecimento, evite temperaturas excessivamente altas e aquecimento excessivamente rápido, de modo a reduzir a combustão incompleta e a geração prejudicial de gás causada pelo superaquecimento.
O processo de pirólise segmentada é adotado para controlar as condições de pirólise em diferentes estágios de temperatura, para que a pirólise de espuma seja mais completa e ordenada e a emissão de gases nocivos seja reduzida.
Melhorando o ambiente de pirólise
Usando proteção de gás inerte, nitrogênio, argônio e outros gases inertes são introduzidos durante o processo de pirólise para reduzir o teor de oxigênio, inibir a reação de oxidação e reduzir a geração de gases nocivos.
Otimizando o projeto estrutural do forno de pirólise para tornar a distribuição de temperatura no forno de pirólise uniforme, a pirólise de espuma é suficiente e é conveniente descarregar os produtos de pirólise, evitando a geração de gases nocivos causados por reações secundárias causadas pela superaquecimento local e acumulação de produtos.
POST - Tecnologia de processamento
Instale o equipamento eficiente de tratamento de gás traseiro, como dispositivo de adsorção de carbono ativado, dispositivo de combustão catalítica, lavador úmido, etc., para purificar o gás traseiro gerado por pirólise e remover gases nocivos e matéria particulada.
A reciclagem dos produtos de pirólise e a reciclagem de alguns materiais recicláveis gerados por pirólise, como o estireno, não apenas reduz o desperdício de recursos, mas também reduz as emissões de gás nocivas.
3. Quais são os principais efeitos do gás gerado pela pirólise da espuma perdida no fluxo de metal fundido?
Altere o padrão de fluxo de metal fundido
Produza Turbulência: O gás de pirólise forma bolhas no metal fundido. A presença dessas bolhas interferirá no fluxo normal do metal fundido, fazendo com que o fluxo do metal fundido se torne turbulento e forme a turbulência. Por exemplo, durante o processo de enchimento, o fluxo de metal fundido originalmente relativamente estável terá redemoinhos e flutuações locais devido à perturbação das bolhas.
Altere a direção do fluxo: a pressão gerada pelo gás exercerá uma força no metal fundido, fazendo com que a direção do fluxo do metal fundido mude. Especialmente em moldes com formas complexas, o gás de pirólise pode causar a direção do fluxo do metal fundido em alguns canais ou cantos estreitos para se desviar do caminho original, afetando o efeito de enchimento do metal fundido na cavidade do molde.
Afetar a capacidade de enchimento do metal fundido
Aumente a resistência ao fluxo: o filme de gás ou bolhas formadas pelo gás de pirólise no metal fundido aumentará o atrito entre o metal fundido e a parede do molde e também aumentará a resistência viscosa dentro do metal fundido, resultando em um aumento na resistência do fluxo do metal fundido. Isso requer que o metal fundido supere uma maior resistência durante o processo de enchimento, reduzindo assim sua capacidade de enchimento e possivelmente causando defeitos como enchimento insuficiente e fechamento frio na fundição.
Reduza a velocidade de enchimento: devido ao aumento da resistência ao fluxo e à obstrução do gás no metal fundido, a velocidade de enchimento do metal fundido será significativamente reduzida. Especialmente para algumas peças fundidas ou peças fundidas com estruturas complexas, a redução na velocidade de enchimento pode fazer com que o metal fundido se solidifique antes que ele preencha completamente a cavidade, afetando a integridade e a qualidade da fundição.
Faz com que o metal fundido seja arrastado e preso a gás
Aparelamento de gás: A fuga do gás de pirólise conduzirá o metal fundido circundante a formar um vórtice, fazendo com que o gás seja arrastado no metal fundido. Esses gases arrastados podem formar defeitos como poros e orifícios de encolhimento durante a solidificação do metal fundido, reduzindo a densidade e as propriedades mecânicas da fundição.
Fenômeno de aprisionamento de gás: a interação entre gás e metal fundido pode fazer com que parte do gás seja cercada pelo metal fundido, formando um fenômeno de aprisionamento de gás. O aprisionamento do gás não afeta apenas a qualidade da aparência da fundição, mas também pode se tornar uma fonte de crack, causando propagação de trincas quando a fundição está sob carga, reduzindo a confiabilidade da fundição.
