为何什么要再生 2


目 前,采用某种化学粘结砂的铸造厂,在降低成本,减少对环境的影响,同时要改善和保持铸件质量等方面,都承受着日益增大的压力。满足这些要求的有效方法之一是投资装设旧砂再生设备。 装设旧砂再生装备后,可以降低生产成本。由于新砂用量减少,某些系统中还可以降低混砂时粘结剂的用量。 由于排放的砂较少,明显减少对环境的影响。 在混砂系统中,通过使用更少的树脂和改善砂粒的特性,铸件质量因砂粒变得更圆整而提高。更为圆整的砂粒混合后更易于紧实,砂型的强度和表面光洁度也就较好。 再生的要求 砂再生所使用的设备首先破碎砂块使之成为粒状,再去除包覆砂粒表面的粘结剂膜,未破碎砂团,灰尘和细粉。再生砂在重新使用之前须经冷却和尽可能多的除去粘结剂。 砂子特性 再生后的砂粒形状改变是因为在再生过程中磨擦阶段砂粒相互之间的摩擦。所有尖锐的边缘被磨掉变成灰尘被风选出。保持再生砂的AFS细度(或平均细度)与第一次使用的新砂细度相比没有大的变动也很重要。因此,重要的是,再生的方式不能太强烈,也就是不能使砂粒损伤。再生砂的二氧化硅含量应该尽可能地高,酸耗值(ADV)应该尽可能的低,特别是使用呋喃树脂工艺。 砂颗粒形状 砂粒的形状主要有4种,圆形,近圆形,角形和复合型。最佳的粒形是圆形,只要使用正确类型的设备,再生后砂粒的形状应该是圆形。天然砂粒表面的凹陷已被树脂填充,使再生砂的粒形更接近圆形,这个好处应该注意到,因而,在混砂机中,它需要吸附的树脂较少。 砂再生方式的选取选项 砂再生有3种主要的可选方式:基本型摩擦再生,二次摩擦再生和热法再生。 基本型摩擦再生装置可以进一步分为三种主要类型,基本型摩擦–低位的,基本型摩擦–高位的和振动落砂/摩擦组合型装置。 高位是就落砂机磨擦单元进料高度而言的,此类型的通常安装在一个地坑内,并通过一个单独的振动送料器送料。它不会有自己的落砂栅格,适用于大型铸件或高生产能力的系统。 低位装置安装在车间地面,无需特殊的基础,可以用作一个振动落砂机及摩擦再生装置。这种设备通常比较紧凑,更易于维护,且投资成本低。主要的限制是最大负载能力为3吨,最大生产能力为每小时15吨。 (图1) 振动落砂/摩擦组合型装置通常安装在地坑内,以获得更高的负载能力。 这三种基本型摩擦再生装置都包括一个重型振动落砂格栅,一个由低碳钢制成的孔径为6mm的二级多孔板,第三层筛板通常用不锈钢制成,孔径1.6mm,具有楔形截面以确保一定的自清洁功能,最后由一个1.6mm的方孔网筛进行砂粒的分级。实际的磨擦过程中发生在振动落砂格栅和最终网筛之间。砂粒在这之间应该停留足够的时间,使砂粒摩擦和清除粘结剂。任何类型的摩擦装置,都应配有去除金属披缝、冷铁、芯撑及其他非砂质污染物的装置,而且应配置检修门以便快速而方便地清理各过筛部位。 二次摩擦装置 二次磨擦再生装置可用在基本型摩擦装置之后,以进一步脱除粘结剂。这种装置尤其适用于碱性酚醛系统,使再生砂回用的效果达到呋喃树脂砂的水平。二次磨擦装置的购置不像热法再生那样昂贵,因此可以认为是一个在成本方面很合适的替代热法再生的工艺。 二次磨擦的基本原理是使用高速旋转的转鼓,在合适的力来推动砂粒撞击砂粒,以除去粘结剂,但不损伤砂粒。转速可以调整,以适应不同类型的砂粒和粘结剂脱除水平。 有硬性和柔性的两种类型二次磨擦。柔性装置只采用离心方法,较适用于不要求脱出很多粘结剂的呋喃树脂系统。硬性装置采用离心法和一对挤压滚轮,使砂有更大的磨擦作用以脱除粘结剂,这种装置较适用于碱性酚醛树脂砂,硅酸盐粘结砂和粘土湿型砂,再生砂可用于制芯。 (图2) 值得注意是,在硬性装置中,旋转鼓和挤压滚轮都装有陶瓷外衬,以得到更长的使用寿命。挤压滚轮的压力也可以改变,以适应不同的砂粒结构和不同的粘结剂脱除水平。砂可以三次通过再生单元(三个单独的单元),以进一步减少包覆在砂粒上的粘结剂。 热法再生 最彻底的砂再生方式是热法再生,用这种方法,各种粘结剂和其它有机材料都可100%地脱除。再生砂的质量一般优于新砂。 加热装置通常靠燃气或电运行,按新用粘结剂的类型,在600℃和750℃之间的温度下进行操作。再生能力范围从每小时250kg到12t(图3)。 对于碱性酚醛树脂系统,必须先将一种特殊的抑制剂预混在砂中,以防止碱性盐导致低温烧熔砂粒。 在再生粘土湿型砂用于制芯时,可在热法再生前、后增加机械摩擦处理。 砂冷却和分级 最后一节是关于砂子的冷却和去除灰尘和细粉。砂冷却器和分选器与摩擦装置同样重要,因为我们如不脱除所有的烟尘和细粉,就不会看到灼烧减量(LOI)降低。 通常,冷却器/分选器是装有铜管热交换器以冷却砂粒的流态化床。流态化空气和所抽出的空气必须精细地平衡,从而使流态化室中保持负压。这种压力可以根据砂中的细粉含量进行调节。 经流态化的砂粒没有摩擦,因而,可以用铜管作为传热介质,通常冷却再生砂的铜管冷却系统,供水温度从30℃到6℃。 结论 没有两个铸造厂是相同的,都有不同的型砂系统和要求,旧砂再生装置也有不同的类型可供选用。所有这些都取决于去要求脱除粘结剂的量和投资水平。 现代的砂再生设备已发展出这样一种方式,即使是最小的铸造厂都能提供设备所需场地,也能承受投资和运行费用。实际上,适应每个铸造厂的需求和预算的砂再生设备都有供应。■ 访问www.globalcastingmagazine.com可拷贝2012年AFS砂型铸造会议全部报告。

 


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