13张敬章水玻璃再生砂在我厂的应用(张敬章)
- 格式：docx
- 大小：425.12 KB
- 文档页数：3
水玻璃再生砂在我厂的应用
张敬章
福建省三钢明光机械铸造有限公司
摘要：水玻璃砂造型在我国铸造业应用广泛，有其很多的优点，但其存在溃散性差，再生回用困难的缺点。
中机铸材科技（福建）有限公司进行水玻璃旧砂处理回用实验与试生产，该公司具备多项国家专利技术应用于水玻璃旧砂处理回用。
本文通过回用砂与新砂检测对比与实际生产试验对比，为水玻璃回用砂的推广使用提供依据关键词：水玻璃砂；溃散性；再生；回用试验；零排放
引言
(1)水玻璃砂造型在我国铸造业应用广泛，水玻璃CO2气硬法是水玻璃粘结剂领域里应用最早
的一种快速成型工艺，由于设备简单，操作方便，使用灵活，成本低廉，在国内外大多数的铸钢件生产中都得到了广泛的应用。
（2）CO2气体硬化水玻璃砂的主要优点是：a)硬化速度快，强度高，硬化后起模，铸件精度高。
工人劳动强度低效率高；b)相对于树脂砂铸钢件热裂倾向明显减小，不会产生难闻有害气体危害工人身体健康；c) 相对于树脂砂易于存储可使用时间较长。
但是CO2气体硬化水玻璃砂的缺点是：a)水玻璃加入量(质量分数)往往高达7～8%或者更多；b)含水量大，易吸潮；c)溃散性差，旧砂再生困难，大量旧砂被遗弃，造成环境的碱性污染。
(3)旧砂的大量排放，不但造成资源浪费，而且对环境造成污染。
旧砂的再生回用已成为绿色铸造必须解决的问题。
我国铸造行业一直在尝试各种解决旧砂回用的有效办法，特别是对已经普及使用以水玻璃作为粘合剂的水玻璃砂旧砂再生回用的有效工艺，有干法再生，湿法再生等等，但往往是成本高，效益差，砂的铸造特性变差，环境污染严重，导致铸造企业对旧砂再生回用积极性低。
(4)2012年中机铸材科技（福建）有限公司在福建三明建厂进行水玻璃旧砂处理回用实验与试生产，该公司具备多项国家专利技术应用于水玻璃旧砂处理回用。
通过新砂与回用砂检测对比与生产试验对比，为中机铸材科技（福建）有限公司生产的水玻璃回用砂推广使用提供依据，为各铸造厂适应我国铸造行业准入要求提供应用途径。
1.检测与试验方法
旧砂是否可以回用？取决于旧砂处理是否达到可以回用的要求。
旧砂取于我厂的废弃砂，粒度分布与二氧化硅含量应不会有太大变化。
肉眼上观察回用砂外观，与新砂比较如表1：
（表1）新砂与回用砂肉眼观察
①与新砂比较回用砂的砂目数分布是否接近？
②与新砂比较回用砂中二氧化硅的含量是否达到要求？
③与新砂比较回用砂中氧化钠含量是否低到可以正常生产？
④与新砂比较同样的水玻璃比例，回用砂湿强度和干强度是否接近？
⑤耐火度实验，与新砂比较同样的水玻璃比例回用砂耐火度是否和新砂一样？
需要了解以上详细数据，我们做了以下的工作：
1）新砂与回用砂各取部分送验，得出的数据如下：
（表2）新砂与回用砂检验
2）对于造型方法为湿模刮板成型，型砂湿强度较为敏感。
试验方法是，在加入水玻璃量7.5%相同情况下，用新砂与回用砂
各制作10个直径为100mm高度为100mm圆柱体砂型，在没有硬
化的状态下，砂型上端放上一个木片，在木片上逐步加砝码的办
法（如图1），进行湿强度的对比试验，得出的数据如下：
(图1)
回用砂对比数据如下：
（表4）新砂与回用砂干强度对比
试验方法，选取一较厚大品种进行试验结构如图2所示，在齿轮过渡圆角的热节处常出现粘砂现象。
一个砂型使用两种型砂，水玻璃加入量均为7.5%，刮板工艺造型，中线分开左右做好新砂与回用砂记号，上好涂料。
浇注开箱后，对比铸件表面质量，没有发现明显区别（如图3）。
（图2）试验铸件（图3）开箱后铸件
当然，在不刷涂料的试验中，新砂与回用砂的表面质量还是存在差异（见图4图5）。
主要的原因是新砂小粒度砂比例较多，显得更细一些，造型后砂型表面更致密；而回用砂粒度更集中，缺乏小粒度砂，且回用砂粒度更圆（见表2），所以砂粒间缝隙更多一些，砂型表面显得有点粗糙，钢水微量渗
入缝隙中造成粘砂。
（图4）（图5）
2.实际使用成果
（1）经中机铸材科技（福建）有限公司进行回用砂颗粒分布调整后，我厂使用回用砂进行铸钢件生产近两年时间，铸件质量一直处在稳定状态，表面质量有所提高。
（2）我厂铸钢件生产砂铁比约1:1，使用回用砂后明显降低了生产成本，为企业创造了效益。
（3）我厂真正实现了铸造废砂零排放，对保护我生态环境，创建绿色铸造发挥了重要的作用。
我厂开始使用回用砂后，带动三明市铸造企业也陆续开始使用回用砂，社会效益不可小觑。
（4）在目前市场低迷，铸造业面临严峻考验状况下，提高铸造企业竞争力起到重要的作用。
3.结果分析
1）查阅相关资料，水玻璃回用砂氧化钠含量小于0.05%对水玻璃砂二氧化碳硬化工艺生产基本不受影响。
2）旧砂通过再生处理后角型系数更小，粉尘量小，对铸型的透气性提高与发气量减小均有好处。
（见表2）
3）砂型湿强度较低可以要求回用砂供应商(中机铸材科技（福建）有限公司)适当增加小颗粒砂比例，调整砂颗粒分布，提高湿强度。
在实际生产中遇到较高铸型可分两次或多次刮板成型。
4）通过回用砂颗粒分布调整，不上涂料的铸件表面质量也应当有所提高。
5）从干强度试验中可以看出，回用砂型干强度已经能够满足生产的要求，若在调整砂颗粒分
布后，砂型干强度还应有所提高。
6）回用砂热膨胀系数小物理特性更稳定，有利于铸件精度提高。
4.结论
中机铸材科技（福建）有限公司生产的水玻璃回用砂多方面指标均达到铸造用砂要求，唯砂粒分布比例不够合理。
提议调整砂粒分布40目=7-12%，50目=25-30%，70目=35-55%，100目=10-25%，通过调整砂颗粒分布后，可以使用回用砂进行铸钢件大批量生产。
![一种再生砂制备有机酯水玻璃自硬砂的方法[发明专利]](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/dd1e7dc8192e45361166f521.webp)