需重视旧砂回用过程的性能检测与控制环节

上海市机械制造工艺研究所有限公司铸造分所

铸造旧砂的大量排放，不但造成铸造资源的浪费，而且对环境造成极大的污染，因此对旧砂的再生回用已成为铸造行业亟待解决的问题。旧砂回用的过程是将旧砂进行物理或化学的处理，去除砂粒上积聚的残留物及有害微粒、粉尘，其最终目的就是实现旧砂重复使用，减少新砂用量。旧砂的重复使用可以稳定型砂膨胀系数，优化型砂角形系数，提高铸件质量，以及保护自然环境。

我所从事造型材料研究和应用已经有数十年的历史，期间与国内很多大专院校和企业有过合作，也取得了很多宝贵的经验和数据。结合旧砂回用的主题，在此简单谈谈自己的想法，不足之处请各位同行指正。

众所周知，旧砂回用的质量控制主要在于检验回用砂的微粉含量、灼烧减量和耗酸值等主要指标。我们认为通过对于检测方法的合理利用以及数据形成原因的分析，将有助于整个旧砂回用过程的质量控制。

微粉含量区别于含泥量但又包括含泥量，是指回用砂中粒度0.106mm（140目）以下物质的含量。微粉含量越高，型砂的透气性越差，强度越低。一般要求旧砂的微粉含量≤1%。微粉含量的波动反映了旧砂处理过程中除尘器的工作状态，当然铸件的复杂程度以及型砂固有的性能对于旧砂中微粉含量的影响也比较大。

灼烧减量对于树脂砂的作用比较明显，其反映了旧砂处理的效果，以及低熔点物质的残留情况，对于后续混砂过程中新砂的加入比例有很好的指导作用。灼烧减量过高会增加型砂的发气量，同时影响树脂砂的强度及性能，一般应将回用砂的灼烧减量控制在3%以下。可通过补加新砂、降低砂铁比等手段来降低灼烧减量。由于铸件浇注过程中型砂与铁液接触的面只是其中的一小部分，所以在检测过程中的取样尤为关键，如何采用合理的方法取到具有代表性的旧砂样品是后续型砂质量稳定的保证。

耗酸值大，说明旧砂中碱性物质含量高。当树脂加入量一定时，耗酸值大时树脂砂强度低，当树脂砂强度要求不变时，原砂耗酸值大则树脂加入量也需增加。通过耗酸值指标的测试，可以控制混砂过程中的树脂及其固化剂的加入比例，确保加入量合理。

此外，对于旧砂回用技术应用，这几年有了很快的发展。从旧砂回用发展历史看，20世纪40年代后旧砂回用真正在生产上采用和推广，当时还是一个新兴的铸造技术领域，并不被很多国内的铸造企业所重视。目前，由于自动化和人工智能设备的普遍应用，旧砂回用与砂处理系统结合将成为不可缺少的组成部分，形成一体。旧砂回用设备已从单工序处理向多功能一体化综合多工序处理及多样化发展。旧砂已从铸造厂内回用向专业化回用发展，国内已经有几家知名企业从事这方面的工作，类似于其他铸造辅料产品的专业化和标准化，未来旧砂回用也将形成商品化。在旧砂回用的同时，也加大了对材料（砂粒、粘结剂等）、工艺结合研究，从治理旧砂向防止或减少旧砂废弃产生的方向发展，这是绿色铸造工程、环境保护的一部分，也终将成为可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。