砂再生、颗粒净化的工艺流程设计

吴 剑

（江阴智铭铸造装备应用技术设计室，江苏江阴 214400）

在铸造废旧砂再生处理工艺类型中，通常采用干法、热法、湿法和联合再生工艺处理。热法再生一般常用焙烧炉燃烧的手段来实施。焙烧炉燃烧的原料有天然气、煤气、轻油等介质，也有燃烧煤、焦的形式，但污染比较严重，目前已属于淘汰的工艺类型。

而天然气燃烧是目前铸造行业广泛应用的一种工艺手段。但是存在的问题是天然气应用成本高，一般中小型铸造企业在旧砂再生处理的产量上受到限制（再生砂量不够、小规模的状态），利益成本高（产生一吨合格再生旧砂的价值远低于所消耗天然气的市场价值）。一次性砂再生处理设备的投资成本也高。所以，很多业主在技术改造时往往是望而却步。

然而，热法再生应用天然气焙烧并非是唯一的，除了燃气还有电加热作为热法再生的工艺手段（非高温焙烧），而且电加热工艺对获得再生砂颗粒净化是一个良好的物理措施。

有机脂自硬化铸造工艺中，旧砂经过冷却后，对再生砂进一步的颗粒净化是非常重要的。中小型铸造企业在车间技术改造、工艺转型过程中，对旧砂的再生利用必须引起高度重视。

现代铸造工厂综合型排放的废旧砂成分比较复杂，可以有针对性的采用多种再生工艺类型予以处理，进而获得良好的再生砂品质指标，颗粒净化指标是其中之一。在生产条件、制造成本有限的前提下，工艺设计必须考虑合理、便捷的工艺技术方案。

1 对废砂再生处理的主要对象

其一，对废旧砂中形状不一、大小不一、品质不一的砂团块和烧结物（僵豆）必须进行有效的破碎、筛分。

其二，对废旧砂中混合的铁杂物、不同粘结剂的混合物（芯子），必须进行有效的筛分、磁选和必要的焙烧处理。

其三，对高温废旧砂必须进行有效的增湿、冷却预处理。

其四，再生处理中合理选择核心工艺装备，利用其功能优势，获得良好的再生结果。

其五，配套合理的环保措施，主要涉及到粉尘、烟气和有害气体的扩散与排放。

2 工艺流程设计

考虑废旧砂来源的复杂性，废旧砂的再生处理采用一套干法+热法+干法处理的综合再生技术方案。选择核心工艺装备和配套实用性好的常规砂处理工艺设备，形成一个砂再生处理单元。

其工艺流程，核心工艺设备选用筒式焙烧炉、振动沸腾冷却、强力搓磨机，配套破碎机、斗式提升机、皮带输送机、振动筛分机、强力磁选风选机等常规设备。处理后提升入库，处理能力达到5～8m3/h，并配套除尘系统。

此工艺流程适用于中小型铸造企业的砂再生处理工序，具有工艺流程简单、投资小、成本低、便于应用的技术特点。

通过干法+热法+干法处理的综合处理，使废旧砂达到质量要求，获得新生。

3 工艺特点分析

废旧砂再生处理的工艺过程是一个特性处理过程。其工艺流程是对废旧砂进行：分解破碎（控制颗粒度）、二级磁选（清理铁杂物）、焙烧（脱膜）、冷却、筛分（选择颗粒度）、强力搓磨、风选（去膜去灰、砂净化），最终实现对复杂废旧砂团块的破碎，分解，松散、冷却和颗粒净化。而对失效的、脆性的、溃散状的有机脂膜（惰性膜）达到脱膜去灰分离的目的。

4 重视再生砂的品质

按铸造用砂的技术要求，废旧砂经综合再生处理后的质量控制，通常选择以下几个主要技术指标：

（1）灼烧减量（含有机脂旧砂再生）；

（2）颗粒度分布、酸残留量（pH值）；

（3）粒度匀整（表面形态）；

（4）粉尘含量（净化率）；

（5）砂温分布控制。

经综合再生处理后的旧砂团块、颗粒物彻底解体、砂粒品质均匀圆整，而且净化了旧砂的灰粉和惰性物，使旧砂品质接近原砂性能，在综合质量指标方面品质符合相关技术要求。如砂粒表面圆整、粒度分布均匀、粉尘含量少、灼烧减量小、酸残留量（pH值）小和充填流动性好等。

但是，必须注意旧砂再生不是无限的，随着再生次数增加，型砂抗拉强度会降低，所以应合理选择应用场合。

5 结束语

废旧砂再生处理为铸造工业发展，能源利用、环保提供必要的工艺技术措施，有着良好的发展前景。