影响酯硬化水玻璃干法再生砂性能的主要因素

试验研究了残留水玻璃和残留酯对酯硬化水玻璃旧砂及其干法再生砂性能的影响。结果表明,残留酯是使酯硬化水玻璃旧砂及其干法再生砂可使用时间变短、再粘结强度下降的主要原因。因此,去除残留酯是再生酯硬化水玻璃旧砂的主要任务之一。而采用湿法再生或干法再生前对旧砂进行３２０～３５０℃的加热处理,是除去旧砂中残留酯的有效方法。     

专利摘录

申请号：200510020092．0申请日：2005—12—19名称：水玻璃旧砂再生方法公开（公告）号：CNl792497公开（公告）日：2006—06—28申请（专利权）人：华中科技大学摘要：水玻璃旧砂再生方法属于金属铸造材料再生回用方法，其步骤为：（1）将破碎后的水玻璃旧砂粒加水调湿至含水量为质量经0．5％～10．0％；（2）将含水的水玻璃旧砂进行冰冻，冰冻温度为-1℃至-60℃；（3）对冰冻过程中或冰冻后的水玻璃旧砂粒实施干法再生；（4）在干法再生过程中，对水玻璃旧砂实施抽风除尘；（5）对再生水玻璃砂实施除湿处理后，贮存待用。本发明比干法再生水玻璃旧砂的脱膜率高，     

酯硬化水玻璃砂生产工艺及设备应用

型砂采用改性水玻璃和酯硬化,选用优质天然硅砂,使水玻璃加入量降低到2.0%,既保证型砂强度,又改善了溃散性。320℃热干法再生,针对水玻璃旧砂的特点设计沸腾床、风选和冷却器,使旧砂的残留水玻璃脱膜率≥50%,残钠≤0.3%。恒温双料桶加料,使液料定量加入,达到单一型砂。除自然损耗外,无废砂排放。     

磷酸盐改性水玻璃旧砂加热-机械法再生

从水玻璃化学改性探讨了改善水玻璃旧砂干法再生性能的方法,采用复合磷酸盐对水玻璃进行化学改性,并对磷酸盐改性水玻璃旧砂进行"加热-机械法"再生。研究结果表明:当复合磷酸盐的含量为4%时,改性水玻璃砂具有较好的即时干强度和较低的高温残余强度。在旧砂再生工艺过程中,3个因素的影响能力为受热温度再生时间再生速度。经过复合磷酸盐改性的水玻璃旧砂脱膜率最高为26.8%,其工艺参数为受热温度350℃,再生时间8 min,再生转速2 000 r/min。     

不同受热温度下水玻璃旧砂的性能特征

对不同受热温度下水玻璃旧砂粒上残留粘结剂膜的物理形貌及力学性能进行了较系统的试验研究。模拟试验的结果与砂样试验的结果基本吻合,320℃～520℃温度区间上,水玻璃旧砂的残留强度最低。由于这个温度区间的粘结剂膜的物理形貌也呈现许多大小不同的孔洞,加之这个温度区间上干法再生砂的可使用时间基本上接近于新砂。因此,对水玻璃旧砂进行再生前,对其进行320℃～520℃的加热,可以显著提高干法再生的效果。     

水玻璃旧砂"冰冻-机械"再生试验

根据水玻璃旧砂残留粘结剂的水溶性特点,进行了水玻璃旧砂“冰冻-机械”再生试验研究。通过单因素试验测试了“冰冻-机械”再生水玻璃旧砂的影响因素,通过正交试验优化了水玻璃旧砂“冰冻-机械”再生的工艺参数。采用较优的工艺参数对水玻璃旧砂实施“冰冻-机械”再生,脱膜率可达到43.1％。进行了液氮制冷连续“冰冻-机械”再生水玻璃旧砂试验,它与冰箱冰冻水玻璃旧砂模拟的“冰冻．机械”再生脱膜率相近;利用自然冰冻条件对水玻璃旧砂实施“冰冻．机械”再生在我国的北方地区进行,再生效果与实验室模拟试验相似。与其他常用再生方法对比,“冰冻-机械”再生的效果远远优于其他常用再生方法。     

CO2-有机酯复合硬化水玻璃砂工艺的原理和利弊

CO2-有机酯复合硬化工艺虽有助于CO2硬化脱模后型砂强度快速提高,加快生产节奏,但多加的水玻璃不利于旧砂再生.水玻璃旧砂能全额再生,循环使用,必须采取多种措施使水玻璃加入量降低到1.8%～2.0%.这样,简便的热干法再生法才能使循环砂中残留Na2O不超过0.25%.直立式沸腾床加热或冷却器的使用,使干法再生得到应用.     

无废砂排放的有机酯水玻璃砂工艺及旧砂再生设备

多重变性水玻璃的应用,水玻璃加入量降低到2.2%,甚至1.8%.350℃热干法再生,使旧砂的残留水玻璃脱离率有可能提高到50%;恒温加料的方法使水玻璃和有机酯能正确定量.针对水玻璃旧砂特点设计了直立式沸腾床加热和冷却器.新材料、新工艺和新设备的综合应用,使再生砂的残留Na2O控制在0.25%以下,可以用作中小型铸钢件型砂的单一砂.除去自然损耗外,无废砂排放.     

水玻璃旧砂的干法回用与湿法再生

根据水玻璃旧砂的特点和对其再生砂的不同使用要求,本文提出了“水玻璃旧砂干法回用与湿法再生”的观点。认为:如作背砂使用,水玻璃旧砂只需进行破碎、去磁、筛分、除尘等干法回用处理,没有必要对旧砂粒进行高强度的机械碰撞磨擦处理;但如作单一砂或面砂使用,水玻璃旧砂必须进行湿法再生,力求获得高的脱膜率。本文通过试验研究和比较水玻璃旧砂及其干法再生砂与湿法再生砂的性能特征,以及背砂、面砂(或单一砂)的使用要求,论证了上述观点的正确性。     

水玻璃砂的干法再生

水玻璃砂的干法再生主要是解决溃散性和脱膜率问题.采用各种方法,降低水玻璃加入量是提高水玻璃砂溃散性的有效途径.把水玻璃砂加热到一定温度,使水玻璃膜变脆,然后进行机械再生,可以获得较好的再生效果.     

机械强力搓磨再生机的设计研究

以自硬砂铸造生产过程中形成的废旧砂为对象，研究设计了一种机械强力搓磨再生机。主要介绍了旧砂再生的工作机理、结构特征及配套工艺装备的应用，以实现旧砂再生回用，达到降低成本、促进环保和资源再利用的目的。     

酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的再生工艺

论述了酯硬化碱性酚醛树脂旧砂中树脂与有机酯等有机物和氧化钾无机物共存的特点,试验研究了不同的再生方法.结果表明:采用热法与多次机械法组合武再生工艺,可使酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的灼烧减量降至1.5%以下,残留氧化钾含量降至0.12%以下,旧砂再生率可达约80%,从而大幅度降低铸件的生产成本.     

酯硬化碱性酚醛树脂旧砂再生工艺的开发

介绍了酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的特点,旧砂再生时的用组合式再生方法,对再生酯硬化碱性酚醛树脂旧砂最有效,再生砂的质量可达到新砂的水平,在技术上、经济上和环保上均具较大应用价值.     

振动落砂破碎一体机的应用

针对空间比较小不能够满足安装常规的落砂机加破碎机再生系统的铸造车间,提出了采用振动落砂破碎一体机代替常规落砂破碎再生系统。振动落砂破碎一体机集落砂机和破碎机于一体,具有一机多能、安装方便、占地少的特点。特别适用于旧车间改造线、安装空间小、中小件的树脂砂再生处理线。本项目于2010年开始投产,该线年产铸件为8 000 t,使用效果良好。     

多品种铸件湿型砂生产控制工艺探讨

在湿型砂铸造过程中,型砂性能优劣直接影响到铸件的品质。针对由于型砂控制工艺比较单一,造成型砂性能波动大、铸件表面质量差、铸造缺陷增多等问题,通过试验摸索出分机型制定不同型砂物料加入量和旧砂除尘量,以稳定型砂中有效成分含量,使型砂性能波动减小,最终达到减少铸造缺陷的目的。     

CRG旧砂再生设备的应用

通过选用一种旧砂再生处理设备，实现了对旧砂的成分和性能的控制，从而改善了型砂的性能，提高了铸件质量，给企业带来可观的经济效益和社会效益。     

20t/h新型螺旋振动水玻璃旧砂再生生产线

阐明了20t／h新型螺旋振动再生成套设备在中信重工洛阳重型铸锻厂的投产使用，为大型水玻璃旧砂干法再生生产线树立了一个典范。     

铸造旧砂资源化再生技术与创新

中国虽然已是世界铸造＂超级大国＂,但不是铸造强国。我国铸造行业仍然是资源和能源消耗大的行业。在我国,每产1 t铸件,造型和清理排废砂约1.3 t～1.5 t,若不重视铸造旧砂循环再生利用,生产的铸件越多,则对本国和本地区的资源和环境破坏也越大。本文对铸造旧砂的再生循环利用的可行性及工艺设备现状进行了阐述,认为铸造旧砂资源化再生利用是一种节能减排低碳高效的必然趋势。     

树脂旧砂的再生工艺

综述了树脂旧砂再生的研究现状,分析了不同树脂旧砂再生方法的特点和适用范围,介绍了部分树脂旧砂再生工艺及其装置的专利技术,推荐了呋喃树脂旧砂、碱性酚醛树脂旧砂和热硬或冷硬树脂旧砂的再生工艺,并对树脂旧砂再生工艺与装备存在的问题进行了展望.