论铸造旧砂再生问题

2015-02-18谢圣贺

机械工程师 2015年6期

关键词：树脂砂砂粒微粉

谢圣贺

（大同煤矿集团机电装备公司中央机厂下料车间，山西大同 037007）

0 引言

旧砂再生就是一种对旧砂进行物理、化学或热处理等方式方法除去砂粒表面的黏结剂等残留物和惰性薄膜以及有害微粒、粉尘，是使旧砂工艺性能得到恢复的工艺。在降低铸造成本、保证铸件质量的前提下，兼顾对环境的保护。

1 旧砂再用的意义

铸件的用途极其广泛。目前已运用到汽车、建筑、五金及整个机械电子行业等行业当中，而且其用途正在逐年增加。而我国是铸件生产大国，据统计，我国的铸件总产量已连续9年蝉联世界第一位。目前我国各类铸件的年产量大约5000万t左右，且多数是比较落后的砂型铸造。因旧砂再生技术水平比较落后，大部分铸造旧砂不是被经过简单处理就投入使用或者就是直接作为废砂排放。如果只是对铸造旧砂进行简单处理就投入使用会对铸件质量造成极大影响，造成更大浪费；如果直接作为废砂排放将对环境造成极大的破坏。我国目前主要的砂型铸造工艺有：黏土砂、水玻璃砂、树脂砂等。本文将从树脂砂的再生方面对铸造旧砂的回用进行讨论。

2 树脂砂的再生回收再利用

树脂砂的种类很多，其中有热硬树脂砂、冷硬树脂砂、酚醛自硬树脂砂、呋喃自硬树脂砂等，可用于生产高质量的铸铁件、铸钢件、铸铝件等各类零件。本文将主要从呋喃自硬树脂的再生方面进行分析。

2.1 呋喃树脂自硬砂旧砂的再生工艺流程

流程为：落砂→磁选→破碎→筛分→再生→风选→砂库备用→混砂。

首先制作好铸型（芯），然后浇注，再冷却，待到符合开箱落砂工艺规程条件时，就可以开箱。接下来用振动落砂机进行落砂，让砂和铸件分离。使用磁选机清除落砂后混入旧砂中的铁刺、铁块、砂豆等金属杂物，旧砂经过落砂、磁选2个环节以后，即进入振动再生机。

振动再生机的作用是通过互相摩擦，使砂块变成砂粒和一小部分微小砂块。大砂块破碎后，在旧砂中会存在一部分小砂块，可以通过筛选去除。经过上述工艺后的旧砂，基本上以会砂粒形式存在，这时候就可以投入转子再生机。旧砂进入转子再生机后，由于快速旋转的叶片，形成巨大的离心力，使砂流被高速甩向耐磨筒壁，旧砂在再生机里会互相摩擦和撞击，从而去除附在砂粒表面的残存黏结剂膜。经过再生机再生处理的旧砂，含有大量的微粒和粉尘，这些物质的存在，会严重影响树脂的使用性能，必须经风选机进行风选去除。通过上述工艺后再生砂就可以运到存储库备用。

2.2 再生砂的质量要求

再生砂的质量非常关键，因为直接影响到铸件的产品质量和生产成本，所以必须严格把好质量关。对再生砂质量主要控制以下指标。

1）酌减量：酌减量是指旧砂经过再生后，砂中残存的可燃性物质总量的百分数。浇注落砂后的旧砂，砂粒表面覆盖着一层黏结剂膜，除靠近铸件表面的由于高温烧失外，大部分因远离铸件仍保持完整，这些仍保持完整黏结剂膜的旧砂，必须通过再生处理，才能达到工艺要求。否则会使型砂发气量增加，从而引起铸件生气孔等缺陷。

2）微粉含量：微粉是指直径为0.106mm以下的颗粒，其表面积较大，再生时脱膜率低。如果微粉含量过高，不但降低树脂砂的强度、表面稳定性，而且会增加树脂加入量，从而会使酌减量大大增加，引起铸件产生气孔等缺陷。微粉含量的控制，一般以通过140目筛子来进行控制。根据我们从实际生产中得出的经验，用以通过100目筛子比140目筛子的控制，更趋合理，且再生树脂砂质量更易保证和稳定。

3）粒度分布：旧砂在再生过程中，由于砂粒间及耐磨筒壁之间的冲撞，使砂子颗粒不同程度破碎，砂子的总体粒度分布会朝细化方向发展，这时应采用补充新砂来解决这个问题。新砂通常是按占旧砂5%～10%的比例来混入。

4）砂温：树脂砂对砂温的要求非常严格，据有关资料介绍，在相同树脂及固化剂加入量的情况下，砂温每增加10℃，硬化速度大约增加一倍。所以对再生砂温必须严格控制。