树脂砂再生设备

铸造旧砂再生情况简介郭勇;张希俊【摘要】对2007年中国铸造工业第三届高层论坛以及2006年以来关于旧砂再生的专利和部分外文资料进行了归纳,以此借鉴学习.【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2008(000)006【总页数】3页(P35-37)【关键词】旧砂再生;旧砂再生设备;铸造【作者】郭勇;张希俊【作者单位】昆明理工大学,云南,650093;昆明理工大学,云南,650093【正文语种】中文【中图分类】TG234.51 我国铸造旧砂再生现状铸造行业是制造业中的基础行业，各行业的发展都离不开铸件[1]。

从汽车、机床、农业机械、冶金矿山设备到航空、航天、国防工业，乃至建筑五金、家用生活器具等行业，每年都需要大量的铸件。

铸造行业是资源消费密集的行业，每年都要耗用大量的能源和各种原、辅材料，与此相应，又需要排放大量废气、烟尘、废砂、废渣等废弃物。

自2000年起，我国各类铸件总产量都居世界首位。

据统计，我国每生产1 t合格铸件，大约要排放粉尘50 kg，废气(1 000～2 000)m3，废砂1.3 t～1.5 t，废渣300 kg。

整个铸造行业每年排放污染物总量约为：粉尘1 000万吨，废气(2～4)×1010 m3，废砂(2 000～3 000)万吨。

发达国家生产1 t合格铸件的三废排放量不到我国的1/10，他们用于环保的投资占整个铸造厂设备投资的20%～30%，而我国只占5%～8%。

2 旧砂再生设备及技术在一汽及东风汽车集团铸造工厂中的使用情况一汽和东风汽车集团公司都对旧砂进行了再生利用。

2004年底，一汽铸造公司对日本、意大利、德国以及荷兰等多家公司的再生砂技术进行了比较，最后决定与日本钢管继手公司合作，建立了1 t/h的粘土砂再生基地。

所生产的再生砂已在覆膜砂获得应用，其高温热膨胀性能比普通焙烧砂还要低得多[2]。

工艺流程如图1。

图1 旧砂再生工艺流程Figure 1 Technology process of reclaiming used sand 通过使用验证：(1)此设备对型芯砂的比例无限制；(2)对废砂中的含水量限制较宽；(3)破碎后的粒度(小块直径)<5 mm即可；(4)适用于各种树脂砂芯的再生；(5)粘土混合砂的再生出砂率为75%。

Pep-Set树脂砂脱箱造型生产线的研发与应用王淑梅;高磊;桑飞星;许魁莲【摘要】Pep-Set树脂砂脱箱造型自动生产线经过近几年的研发，技术逐渐成熟。

整个生产线由旧砂处理系统、混砂造型系统及铸工输送环三大部分组成。

采用Pep-Set树脂砂工艺，利用翻转起模机进行震动脱模，实现脱箱造型。

整个造型生产线采用PLC人机界面控制，自动化程度高，可操作性强。

%The whole production line consists of three sectors of old sand reconditioning system, sand mixing and molding system and foundry delivery loop, in which Pep-Set resin-bonded sand technology has been adopted with vibrating knockout by draw on rollover for realization of removable lfaskmolding.The whole production line is controlled by PLC man-machine interface with automatic and maneuverability.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P21-25)【关键词】Pep-Set树脂砂;翻转起模机;脱箱造型【作者】王淑梅;高磊;桑飞星;许魁莲【作者单位】双星漯河中原机械有限公司，河南漯河 462000;双星漯河中原机械有限公司，河南漯河 462000;双星漯河中原机械有限公司，河南漯河 462000;双星漯河中原机械有限公司，河南漯河 462000【正文语种】中文【中图分类】TG231Pep-Set树脂砂采用的粘结剂由三部分组成，组份Ⅰ、组份Ⅱ、组份Ⅲ，固化原理与普通冷芯盒工艺相似，只是组份Ⅲ直接以液态加入原砂中混制。

自硬树脂再生砂的质量控制自硬树脂砂一般多采用机械再生法。

通常情况下，自硬树脂砂的质量控制项目有：粒度分布、微粉含量、残留含水量、灼烧减量、残留含氮量、残留含碳量、耗酸量、耗碱量、含硫量、含氧化铁量、砂温、室温等。

一、粒度分布、微粉含量和残留含水量新砂及其再生砂的粒度分布、微粉含量和残留含水量等变化情况见下表所列。

微粉含量指砂中颗粒度在150目以下（有的指200目以下）至底盘以上微粉，以及底盘中至大于20um的粉尘的总含量。

（注：微粉：对30/50、40/70筛号的原砂，140筛号以下称为微粉；对50/100、70/140筛号的原砂，200筛号以下为微粉；对100/200筛号的原砂，270筛号以下为微粉。

）表：粒度分布、微粉含量和残留含水量表：日本丰田工厂所用新砂和再生砂的对比微粉含量高，不但降低树脂砂的强度（如在再生砂中增加150目以下的微粉0.5%，则树脂砂强度将降低20%），而且会降低它的表面稳定性，同时还要增加粘结剂的加入量，以及使再生砂的灼烧减量大大增高，从而引起铸件的气孔缺陷。

在日常生产中，一般要求微粉含量<1%-1.5%，底盘上的粉尘含量<0.2%。

在旧砂再生时，可以通过调整机械再生装置的除尘抽风量来控制微粉含量；若大于要求值，可加大抽风量，将微粉抽出。

在再生砂质量控制较好的工厂中，经过多次除尘处理后，再生砂中的微粉含量一般比新砂的要低。

在日常生产中为了检查砂子的粒度分布和微粉含量的变化情况，每月至少要测定一次。

因为再生砂反复使用时砂颗粒有变小的趋势（其程度与砂粒结构、新砂的粒度分布等有关），所以要求砂粒结构为单一晶体，而不要是复合结晶的。

新砂的含水量仅与其干净程度和运输过程等有关，而再生砂中的含水量则与生产管理有关。

新砂、再生砂的含水量一般要求<0.2%。

含水量对树脂砂的强度和硬化速度有明显的不利影响，特别是对尿烷系自硬树脂砂。

因此，在回收、再生处理时切不可在循环系统中混入水份。

碱酚醛树脂砂生产线改造项目范围、技术参数、技术要求及质量要求特殊说明：1.本次脂硬化碱性树脂砂生产线招标是对主体设备（落砂再生系统、混砂系统、新砂系统和钢结构）进行招标，附属设备（落砂机除尘、再生系统除尘及水处理系统）不在本次招标范围。

但要求投标方在主体设备设计、制造时要考虑与配套附属设备的连接，并能配合附属设备安装调试。

2.投标方在落砂再生电控系统的自动化连续控制及动态模拟画面显示设计时要求同时设计个除尘系统、水处理系统的电气连接接口，使其与对应的流程段控制同步。

3.表述中未尽事宜及详细细节，由太重厂、六院（郑州）和中标方共同协商确定。

4.技术规格中带“☆”号的项目为关键技术指标，对这些指标的任何偏离将导致废标。

其它指标为重要技术指标，对这些技术指标允许存在偏离但不能影响生产线的整体功能，投标方应详细列出偏离产生的原因，程度及影响，否则有三项偏离将导致废标。

5.投标价应包含设备的安装调试费用和设备运杂费。

一、项目简介：本项目是对造型系统进行改造，该工部是以生产中、小型铸钢件为主。

其新砂造型、制芯、合箱、浇注、混砂系统主作业面积约5000㎡，分采用脂硬化碱性酚醛树脂砂工艺。

生产线由旧砂再生系统、新砂烘干系统、混砂系统、砂输送系统、控制系统和非标钢结构等部分组成，成封闭状态运行。

生产特点：生产性质：多品种、单间小批量。

造型方式：手工砂箱及地坑组芯造型。

铸件保温时间：最短12小时，最长12天，平均保温时间按5天计。

用砂特点：该工部所生产的铸件为中小件，铸件造型生产周期不等，其用砂量不均衡，因此砂再生及砂存储量按单班最大用砂量180吨，连续5天考虑设计。

型砂工艺：造型工艺：采用脂硬化碱性酚醛树脂砂工艺。

砂铁比：每吨铸件耗砂量按4吨计。

原砂粒度：（国标GB9442-1998）：石英砂50/100目，铬矿砂50/100目，橄榄砂50目。

二、项目标的内容方式的要求必须是一个完整的标的。

投标书中必须标明所报标的的各项单价。

树脂砂再生砂应具备如下几项主要性能：1）粒度旧砂反复再生回用后，在粒度变化上存在变粗和变细的两种可能。

变粗是因为除尘去掉一部分细粒及微粉，砂粒表面残存有机物固化层等；变细是因为砂粒的破碎等。

总的来说当原砂耐破碎强度较好，二种因素基本可以抵销，使粒度分布变化不大。

2）灼烧减量所谓灼烧减量（LOI）是砂中有机物残留量的一种度量，灼减量和发气量之间几乎呈直线关系，可通过灼减量来推算发气量。

旧砂回用中，每次混砂后有粘结剂积累，但浇注和再生以及加入新砂都可“冲淡”有机物残留量的比例，通过10～15次的反复回用，可使旧砂中的灼烧减量稳定在一定的水平上，即这时每次加入的粘经剂量与浇注、再生、新砂所减少的粘结剂量相平衡。

如灼烧减量增大，则铸件易产生气孔缺陷。

3）微粉含量这也是监测再生砂的主要指标，微粉除了破碎的砂粒以外最主要的有再生时剥下的树脂膜及涂料成分、燃烧过的有机物灰尘，将大大增加灼减量、降低强度、影响透气性。

4）其他再生砂与新砂相比，耗酸量大大降低，甚至呈负值。

由于石英经过浇注时，发生α、β相变，以及表面的残留树脂的缓冲作用，其热膨胀系数有所降低，有助于减轻铸件机械粘砂及脉纹。

使用同样的树脂，再生砂也比新砂的强度高，再生砂的水份含量也很低。

相反含氮量将会增加。

树脂砂造型工艺以其生产的铸件表面轮廓清晰、光洁，几何精度、尺寸精度高；生产工艺简单易于控制，而越来越为铸造企业接受和应用。

这几年随着机械产品质量要求的不断提高，包括材质、尺寸精度，尤其是表面质量要求的提高，树脂砂这一较先进工艺得到了大力的推广。

另外随着对原砂的处理及树脂、催化剂、混砂设备、工艺等方面的改进，树脂砂成本得到降低，也大大促进了树脂砂技术的推广。

树脂砂造型的特点：1、成品率高铸铁件成品率一般情况下≥92%，较高情况可达96～98%。

2、表面光洁比普通湿型粘土砂造型高2～3个等级，表面粗糙度可达Ra12.5。

3、尺寸精度高由于型砂强度较高，铸件尺寸精度比一般潮模砂高2个级别，可达IT8～10级。

树脂砂生产线操作规程（注意事项）一、操作工对生产线的认知1、生产线的构成：包括落砂系统、破碎系统、再生系统、砂调系统、气送系统、除尘系统等。

2、系统的分法：前一砂库下料位到下一砂库上料位所包含的设备即为一个系统。

3、设备起停总原则：倒开顺关，空载起停。

倒开顺关指受砂方设备先开，停时按进砂方向停止。

空载起停指设备在起停时要求空载不能有砂。

二、生产线的构成1、落砂系统：主要包括落砂机、震动输送机、磁选机、1#斗提机、1#砂斗上料位。

2、破碎系统：主要包括1#砂斗下料位、振动给料机、破碎机、冷却分离机、提升机、砂库上料位。

3、再生系统：主要包括砂库下料位、磁选机、再生机、风选机、斗提机、砂库上料位。

4、砂调系统：主要包括砂温调节器、冷却塔风机、循环水泵、斗提机、温控仪等。

5、气送系统：主要包括砂库闸门、罐闸门、发送阀、增压器、截止阀等三、生产操作首先检查水源、电源、气压是否正常。

（电源三相380V，气源压力至少在0.6MP）1、落砂系统⑴、开机前准备①、认真检查每台振动电机固定螺栓是否松动；引出线绝缘是否损坏；台面及框架有无断裂；弹簧如断裂应及时更换；电机是否需要补充润滑脂；发现问题应及时处理或汇报有关人员。

②检查振动输送机电机固定螺栓是否松动、引出线绝缘是否损坏，发现问题应及时处理或汇报有关人员。

③检查磁选机是否有螺栓松动、皮带松动或跑偏现象。

④检查1#斗提机进料口是否通畅，打开检查门，检查内部是否卡阻或堵料；检查料斗是否跑偏和碰撞机壳，检查环链螺栓是否松动，传动皮带是否松弛。

⑵、操作①、手动操作：将〈落砂系统手动/自动〉旋钮开关调至“手动”位置，按〈开车报警〉→启动落砂除尘风机→1#斗提机→磁选机→沸腾风机→沸腾是电机→1#振动输送机→落砂机。

停机时待落砂完后先停落砂机→振动输送机→沸腾电机→沸腾风机→磁选机→1#斗提机→落砂除尘风机。

*(其间隔时间由操作者自己控制，一般要求大电机启动后视电网压降情况来定）注：正常情况下严禁使用手动。

砂再生系统说明书1.特点及用途树脂砂再生设备是树脂砂工艺生产的关键，是我集团公司在充分消化吸收国内外同类设备技术的基础上，结合自身多年制造、使用铸造设备的经验，独立设计开发的具有世界先进水平的树脂砂再生系统，具有高的技术含量和优良的工作性能。

其适用于铸钢、铸铁、有色金属铸件树脂自硬砂或其它自硬砂生产中旧砂的再生处理，是系列化、集中控制的砂再生系统。

其主要技术特点有：1.1旧砂回收率高、脱膜效果好系统采用“振动破碎再生+撞击再生+复合摩擦再生”方式实现砂块的破碎及脱膜；砂子粉碎少，再生效率高，能耗低，再生砂回收率可达90%以上，再生后旧砂灼烧减率≤3%。

1.2分级分离彻底系统分选采用多级风选方式，工作性能稳定可靠；风选后的微粉含量≤0.1%。

1.3旧砂冷却器采用固定翅片换热方式，换热面积大、体积小、工作稳定，确保了出砂温度的均匀和准确。

实现了工作过程无噪音、无磨损、全封闭和低能耗。

调节温度25～30℃±2℃，出砂温度超过标定温度时，气力输送装置自动停止发送。

1.4高效节能的气力输送系统破碎后的旧砂的输送全部采用密封低速高效气力输送，砂粒破碎少，压缩空气消耗量小，排尘风量小，无粉尘外逸，易损件少，输送管道寿命长，实现了全封闭、无燥声、高效、节能输送物料。

安装方便，输送距离远，并极易实现多点卸料。

1.5系统安全可靠系统设置了完善可靠的安全保护和联锁措施，避免可能出现的安全事故。

电柜上设置了机器运行和故障显示，方便了使用和维护。

1.6高质量的控制元器件电控系统采用进口元器件，主机为西门子可编程序控制器。

输入输出留有充分的备用接口，便于用户扩展功能。

控制程序经过严密的论证、试验，可进行故障诊断。

动力、控制电缆采用加强型。

高质量的元器件保证了设备使用的高可靠性。

1.7系统组线灵活灵活多样的组线方式可适应不同工艺、生产率和现场条件的要求。

设备单机使用也很方便，其另配件通用性好。

1.8系统功能完善系统控制采用分层次的闭环控制，保证了生产过程全自动运行的安全可靠和操作维护的简便。