1、百度文库-让每个人平零地握升1*1我铸造潮模旧砂再生应用F造潮模旧砂再生应用2011年08月27日重要提醒：系统检测到您的帐号可能存在被盗风险，请尽快查看风险 提示，并立即修改密码。丨关闭网易博客安全提醒：系统检测到您当前密码的安全性较低，为了您的 账号安全，建议您适时修改密码立即修改丨关闭向30啊奔驰.别闹了摘要：本文介绍了潮模旧砂的再生工艺，以及在生产实践中 的应用效果，提出旧砂再生对铸造生产和保护环境的重要性。关键词：潮模旧砂 再生 保护环境刖吕东风汽车有限公司共在四个铸造厂，一个铸造厂在湖北襄樊市，地处 平原地区，另外三个铸造厂都在湖北省十堰市，地处山区。其中三个铸造厂都 是国内规模较
2、大的铸造企业，年生产铸件十儿万吨，同时也产生十儿万吨的铸 造废砂。从建厂三十多年来，襄樊铸造厂的废砂就储存在一块空地上，委托其 它公司来处理，处理费用为60元/吨。十堰市内三个铸造厂都釆用填埋的方式 处置产生的废砂，从建厂到现在共建造了多座挡砂坝，处置费用也很高。随着 企业用电、水和油成本的上升，废砂的运输和处置成本逐年上升。国家对环保 的要求越来越高，以及钢铁、水泥等材料胀价，每年的废砂处置费用成为企业 一个不小的负担。铸造废砂是铸造用造型潮模砂和树脂砂等的混合物，其中不仅有天然 硅砂，还混有5%左右的膨润土，4%左右的煤粉，2%左右的咲喃树脂、酚醛树 脂、聚异亂酸酯，以及对屮苯磺酸，氯化胺
3、和金属氧化物等成分复杂的对环境 极为有害的化工产品。这些化工产品会随着雨水渗入地下，长期这样堆存，必 然存在污染地下水和土壤的风险，这种风险一旦出现，巨额的污染索赔将给公 司造成巨大的经济损失，对环境造成很大的危害。废砂丢弄不仅对环境造成很大危害，而且也是一种资源浪费。山于我 国品质较好的铸造用硅砂都处在内蒙和河北圉场等北方地区以及福建等南方地 区，硅砂的供应严重受制于铁路运输，成为各铸造厂的瓶颈口，硅砂价格中 80%为运输价格。不仅如此，在铁路运输紧张时期，为了保证生产，不得以使 用数倍于火车运费的汽车运输，铸造生产成本大幅上升。1. 口前国内外铸造旧砂再生的现状铸造旧砂的再生利用成为当前铸
4、造企业的一件非常紧迫的工作。多少 年来，铸造工作者在不懈地努力，试图在一些关键技术上取得突破，解决这个 困绕着铸造生产多年的难题。以前，对潮模造型旧砂再生的研究一直停留在潮 模旧砂经过机械磨擦等简单的表面处理，全部或部分地去除烧损的煤粉、粘土 和细粉后继续用于造型砂使用，代替部分新砂补充到型砂中，可适当降低型砂 的含泥量和含水量，改善型砂的综合燃能。国外工厂曾釆用湿法、气流、机 械、热法等再生方法。湿法再生法耗能大、占地多、耗水大；热法再生能源消 耗多、成本高。所以大多采用机械再生等干法再生。这种方法只是通过冲击和 擦摩措施简单地去除一些粘土表面的死粘土膜和降低型砂中的灰分。这种旧砂 再生方法
5、对旧砂的再生效果要求不高，也没有严格的再生砂检测标准，再生砂 上仍包覆着大量被烧结的死粘土膜。因为再生砂是用于造型用砂，如果旧砂再 生后达到新砂的技术标准，再生的成本较高，回收率也较低，所以也没有必要 把旧砂表面的粘土膜完全去除，而且在经济上也不合算。欧美地区的汽车铸造生产企业从1985年开始铸造旧砂的干法热法再 生利用，釆用加热管式炉、流化床随后进行机械净化。也有加酸净化，对PH 值进行调整。并将粒度大小，含泥量、PH值、需酸值以及强度试验作为控制 参数。法国一家中型铸铁厂采用电热法再生装置回收再生树脂砂与潮模砂的混 合砂，该再生装置山破碎机，中间斗、电加热流化床、砂冷却装置和热回收装 置（
6、用于流化床加热）组成，生产率为3吨/小时。奥地利也有在700750C 的沸腾床上锻烧，并用离心式净化器净化，其能耗为3540千瓦/吨，可用于 生产冷芯盒和热芯盒砂芯。日本从30年前，在部分铸造过程实现了铸造旧砂 的干法热法再生利用，采用摩擦净化、锻烧处理和二次净化，可将III 80%膨润 土砂和20%壳型砂组成的旧砂净化到含泥量为%，灼减量为%，其每吨砂的丙烷气 耗量为公斤。能耗为%千瓦/时。再生砂主要用于壳芯和壳型。日本使用热法与 机械复合再生法，制得的覆膜砂强度较高。台湾地区的铸造行业，从1995年开始与日本同步开展铸造旧砂的干 法热法再生利用，从2000年开始，在大陆投资建设树脂砂生产基
7、地，配套生 产安装了小型的铸造旧砂的干法热法再生利用设备，主要分布在天津、苏州等 地。国内的大学和科研院所一直在从事相关再生技术的研究，但在潮模造 型旧砂的干法热法再生利用方面无实质性突破，再生砂质量无法满足用于树脂 砂制芯的要求。国内近年来的旧砂再生技术，主要是咲喃自硬树脂砂，pep-set自硬 树脂砂等用机械离心式、振动破碎式和气力冲击式等机械摩擦方式再生后，除 掉树脂砂表面的部分树脂膜，然后再用于原来的树脂砂制芯和造型，这种方法 对再生砂的性摩要求也不高，去除掉部分树脂膜即可。另一种就是覆膜砂用热 法和机械法相结合的方法，用树脂砂中的树脂作为燃料，燃烧去除掉旧砂表面 的树脂膜，再通过除尘
8、，再生砂级配后用于生产覆膜砂。对于铸造潮模造型旧 砂，再生后用于制芯生产，还没有应用较为成功的例子。以上这两种方法中旧砂来源于单独自硬砂或覆膜砂造型线用树脂砂和 废芯头等，旧砂来源有限，能回收的砂芯和芯头是很少的，只能处理工厂少量 的铸造旧砂。事实上，我们每年废弄的大部分旧砂是潮模造型旧砂和流入造型 砂中的树脂砂，所以真正实现减少旧砂排放，减少环境污染，是对造型用粘土 旧砂和树脂砂混合的潮模造型旧砂的再生利用。如果潮模造型旧砂只是通过简 单的机械再生后代替部分新砂加入到型砂中，也只能消耗一小部分旧砂。因为 有大量的芯子砂进入到潮模砂系统中，为了保持潮模砂系统的平衡，大量的潮 模造型旧砂还是要排
9、放掉的。所以，潮模造型旧砂再生后只有用于树脂砂生产 才能真正减少铸造旧砂的排放。2. 潮模旧砂再生技术潮模造型旧砂再生的难点在哪里？主要在这儿个方面：（1）彻底去除旧砂表面的死粘土饬性膜。（2）调整好再生砂的酸碱度，满足各种树脂砂的制芯要求。（3）再生砂的再生成本要低于新砂的采购成本。（4）具有一定的生产效率。（5）再生砂的回收率要高。（6）再生砂处理过程中的废气和粉尘的环保处理必须达到国家要求。其中去除掉潮模砂表面的饬性死粘土膜是其关键技术，要求再生设备 和处理工艺能高效地使砂粒表面的情性膜与砂粒松散开或脱落，要准确地掌握 好焙烧的温度曲线和时间，通过高温加热和机械摩擦工序合理的组合才能完
10、成。潮模旧砂中的树脂膜和煤粉等可燃材料在高温下都可气化和燃烧，在炉内 完全去除。但是，粘土矿物失去结构水就失去粘结作用成为死粘土，粘土中的 蒙脱石在600730C失去结构水，烧成陶瓷状硬块，具有较高强度，在水中 长时间浸泡也难以分散开。旧砂经反复使用后，砂粒上包覆着这种失去湿态粘 结作用的粘土膜，有人叫鱼卵石化。这层死粘土层不能被水洗掉，只能擦磨 掉。潮模旧砂焙烧温度高于700C时，由于砂粒表面粘土烧结，机械再生就非 常困难。所以焙烧温度要设定在既能使鱼卵石粘土膜与硅砂的结合力松散开 裂，乂要避免温度太高使粘土膜烧结成陶瓷块。旧砂焙烧以后附着在硅砂表面 的少量非活性粘土可通过后续的机械摩擦或研
11、磨再生工艺清除。粘土在使用之前都是经过碳酸钠活化处理过的，在反复使用后失效变 为死粘土，但是里面仍有大量的残留碳酸钠，从而引起潮模旧砂碱性集累。所 以，再生砂用于树脂砂制芯，必须适合于如热芯盒树脂用砂，冷芯盒树脂用砂 和覆膜砂用砂的技术要求。冷芯盒制芯对所用硅砂的耗酸值要求不高，耗酸值 在020ml都可以使用，但仍以05ml为好，耗酸值太高会引起树脂砂存放 时间太短，影响树脂砂使用從彪和强度性能，潮模旧砂再生后用于冷芯盒树脂 砂?制芯难度相比低一些。潮模旧砂再生处理后制备覆膜砂比较容易，用于覆 膜砂生产的再生砂耗酸值要求相对也较低，但仍为中性或偏碱为好。再生砂用 于热芯盒咲喃树脂砂生产，要求原
12、砂耗酸值要低，不然固化剂消耗量较大，树 脂砂固化燈能不好，树脂砂的热态强度和常温强度较低，碱性过高时，树脂砂 不硬化或强度非常低，不能使用。普通认为潮模旧砂再生处理后制备冷芯盒、 热芯盒砂芯较为困难，需要使用更为复杂的再生方法，希望在落砂时膨润土旧 砂尽可能少掺入将要再生的溃散芯砂中，而且在混制芯砂时需要补加一定量的 新砂，否则制得的砂芯强度不够高。重庆长江造型材料公司和东风汽车有限公司在这方面做了大量的试验 工作。曾经也遇到过很多困难，也出现过同样的问题，也采取了很多的办法， 现在在这方面取得了重大进步。旧砂再生后的從虜完全满足铸造用热芯盒树脂 砂、冷芯盒树脂砂、覆膜砂的從彪要求。潮模旧砂再
13、生后的再生砂從跪达到或 超过了原来的新砂，主要是强度性彪很高，使用时只要适当调整一下粒度级配 就可以。东风汽车有限公司釆用了重庆长江造型材料公司的旧砂再生工艺进行 了潮模旧砂再生试验，并且用于制芯生产。长江公司结合国内外再生设备优良 技术，自主研发了间歇式燃烧焙烧炉，机械再生装置，采用低温焙烧原理，并 利用热砂排热加热流动空气和利用残留炭素燃烧产生的二次热源进行焙烧，使 用焙烧反应余热和冷却热砂的余热对旧砂进行预加热，使热能得到充分利用。 旧砂焙烧所用的热能主要取自于树脂砂中的树脂燃烧的能量，节约了天然气和 电能消耗。解决了废砂再生能耗高、回收率低、成本高的问题。旧砂回收率达 6890% （河
14、南造型砂68%、啊场造型砂75%、用场覆膜砂90%）,形成了该公 司的废砂再生工艺。使废砂再生利用在技术、经济上具有一定的可行性。高速旋转式再生机主要山特躱材料制成的旋转磨轮研磨去除砂粒上残 留物并圆整了粒形，除下的粉尘被高效除尘器抽走。摩擦再生系统的原理是将 旧砂粒加速到一定程度，依靠砂粒与耐磨构件和砂粒之间的碰撞摩擦作用来再 生旧砂。砂料在悬浮状态下与热交换部件接触并进行换热冷却，在运动过程中 砂粒间发生搓擦作用，使粘附的微粉脱离并随气流进入除尘系统。生产能力3T/h、5T/h （再生潮模砂），废砂再生率6890% （围场砂 生产的覆膜砂废砂可达90%），灼减量W%。潮模砂再生后的再生砂绘
15、跪特点 是强度燃能高，膨舲性比原砂要低。再生砂成本较低，效率高（另外高二氧 化硅的内蒙砂和大林砂再生效果要好，河南低二氧化硅的砂燃彪相对来说较 差，由于河南砂烧损大再生成本不比内蒙砂低，所以，建议潮模砂增加的新砂 和制芯砂全部使用内蒙砂或河北圉场砂较好）。3. 潮模旧砂再生应用山于旧砂经过高温焙烧和机械磨擦，潮模旧砂再生后，再生砂的含泥量 为以下，灼烧减量儿乎为零。再生砂三筛的集中度比原来使用的新砂要高一 些，粒度偏于细化，这在使用再生砂时要特别引起注意。可适当配入一些粒度 较粗的原砂或与粒度较粗的再生砂达配使用，来满足使用要求。而且二氧化硅 较低的河南砂其粒度变细的倾向会更大一些，而且其再生
16、砂的回收率也较低。潮模旧砂经过高温焙烧后，再生砂发气量相当于焙烧过的原砂的发 气量，比原来使用的原砂降低1-加1/g,再生砂耗酸值（）均低于同类原砂耗 酸值指标，可适当减少热芯盒制芯固化剂加入量，降低制芯成本与提高制芯成品 率。再生砂制成的覆膜砂，膨胀系数（覆膜砂）均低于同类原砂膨胀系数指 标，接近河南砂低磁水平，可减少砂芯开裂造成的铸件脉纹毛刺与砂芯翊 形成的铸件尺寸变形，如果经过反复再生后膨胀系数还可降低。再生砂配制的覆膜砂其冷态抗拉强度比用烘干圉场砂从提高到，热 态抗弯山原来的提高到、冷态抗弯强度山原来的提高到都，所有燃彪都高于围 场新砂水平。由于再生处理使砂粒形状更加圆滑，而硬化剂乌洛
17、托品对膨润土 残留物不敬感，所以再生砂配制的覆膜砂强度高，性能孤潮模旧砂再生后配制的咲喃树脂热芯盒树脂砂其再生砂流动性与同 类原砂燈彪相当，热态抗拉强度提高到、冷态抗拉强度山原来提高到，达到圉 场原砂水平。因为潮模再生砂的酸耗值与原来使用的新砂降低，实验室测试固 化剂加入量为16%,常温抗拉强度最高，工厂现生产固化剂加入量一般为18 20%,可根据生产现场适当进行固化剂调整。潮模旧砂再生后配制的冷芯盒树脂砂即时抗拉强度从原来的提高 到，24小进抗拉强度从原来提高到，再生砂流动性与同类原砂燈够相当，完 全能满足生产现场制芯要求。通过调整圉场原砂和再生砂的配比，可根据不同生产需要，进行再 生砂与新砂配比，满足制芯过程中強度与粒度变化要求，可改变现在铸造厂原 砂单一的产品结构。再生砂配入比例越高，其芯砂的燃廃越好。东风汽车有限公司四个铸造厂每年新砂消耗量12万吨，粘土旧砂再 生后，四个铸造厂每年可望减少新砂消耗近8万吨，可降低由原砂膨撚与发气 量引起的铸件缺陷，提高铸件产品成品率。可降低专业厂原砂烘砂成本，降低 工作强度及减少操作人员。铸造废砂再生后部分铸造厂不能直接回用的 70/140砂，长江十堰分公司每年3万吨新砂需求量，可全
