2010 中国铸造活动周论文集
铸造自硬砂再生工艺及设备
吴殿杰，苏琳玲，董鄂
（机械工业第九设计研究院；无锡锡南铸造机械有限公司；南京理工大学材料科学与工程学院）
摘要：讲述了铸造自硬砂旧砂再生处理的必要性和烧损值的含义及其控制，然后介绍了几种再生方法及其
设备。
关键词： 自硬砂；脱膜率；砂再生；再生设备；应用
不论从经济、环保角度，还是从技术角度来看，铸造自硬砂的再生处理是非常必要的。一般认为自硬
砂工艺用砂经浇注落砂后，金属化合物、硫 、氧等各种杂质的含量增加，残留树脂和碳化物增多。如果
不经再生处理而使用，会增加铸件废品率。
自硬砂再生处理是综合处理过程。旧砂通过再生处理后达到一定的使用要求。经验证明，过多地投入
新砂并不是上策。新砂尖角多，混制型砂过程必然要较多地消耗树脂。旧砂再生处理不仅减少废砂造成的
环境污染，其更主要的一点是再生过程中残留的树脂惰性膜使砂粒变得更加圆整一点。事实证明，由于惰
性树脂膜的存在，使回用砂中的粘剂的加入量还有可能相应地减少，降低价格昂贵的树脂加入量。 另外
耐火度差的老化膜被除掉，残留惰性膜连续覆盖的砂粒混制出的型砂硬化后的强度会更高 。因此，再生
砂的颗粒圆整度 、热强度以及化学稳定性是吸引我们的三个优点。有人称树脂回用砂再生处理为 “磨合”
过程 ，是很恰如其分的。国外有的厂家将补充的砂和回用砂同时均匀地送入再生系统 ，使具有尖角的新
砂与回用砂粒相互混合摩擦，效果甚佳。
1 灼烧减量的含义
树脂回用砂的再生主要目的是获得一个稳定的灼烧减量即烧损值 (Loss 0n Ignition)。有的资料将
其称为灼热减量或灼烧减量 ，即 LOI 值，并认为再生砂质量好坏的一个主要因素是控制烧损减量为一个
稳定值 。LOI 值的大小与树脂含量、砂粒度以及砂铁比等因素有直接关系。回用砂经过多次再生后 ，LOI
值趋于稳定。
针对某种类型铸件，假定树脂加入量 a 为常数，设 t 为浇注、再生及补充新砂后的树脂残留比率。这
里 a 值设定 1．9%(其中树脂为 1．5%，催化剂为 0．4 %)。则每一次再生后回用砂的烧损减量 LOI 值 如
下：
第一 次 at
第二 次 at+at2
第三 次 at+ at +at
2 3
………………………
第 n 次 at+ at +at +………+atn
2 3
因为 t=(1-t )(1-t )(1-t )
1 2 3
式中 t1——浇注时烧掉的树脂量；
t1=0.65／(S／M)，S/M 为砂铁比，一般设置为 3
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t ——再生脱膜率，一般为 20%；
2
t3 ——补充新砂量，一般为 10%；
则 t 也可看做常量 ，t=O．5638
LOI 值趋 向一个稳定值 ，根据级数前 n 项求和：
n
LOI n ∑ti −a limSn −a
n 1 n→∞
再生回用次数与 LOI 值的关系见图 1。每一次再生砂循环使用过程中的烧损减量 LOI 值参看表 1，再
生数次以后 ，树脂加入前的 LOI 值趋于 2．45%。前后树脂残留量差值几乎趋于零。
酌减量
再生次数
