酯硬化水玻璃再生砂的使用 - 中国铸造协会铸钢分会

酯硬化水玻璃再生砂的使用 - 中国铸造协会铸钢分会 酯硬化水玻璃再生砂的使用和控制 郑慧 上海重型机器冶铸厂 上海 200245 摘要:本文主要描述我厂通过残留NaO、细粉、水份等的控制,残留NaO,0.35%,细22粉含量,140目以下,?0.5%,水份?0.3%,～将再生砂成功地使用在特大型铸钢件生产上～降低了成本～减少了废砂的排放～改善了环境。 Adstract: Reclaimed sand of ester cured sodium silicate sand has been succeeded in oversize steel castings by controling residual sodium oxide、micro-grains content and moisture content(residual sodium oxide,0.3%;micro-grains content ?0.5%;moisture content?0.3%)in our plant. What has reduced cost, dischanged waste sand and improved environment. 关键词: 特大型铸钢件 酯硬化水玻璃砂 再生砂 残留NaO 2 Keywords: oversize steel casting ; ester-hardened sodium silicate sand; reclaimed sand; residual sodium oxide 前言: 随着21世纪环保和资源意识的日益提高，水玻璃旧砂的再生回用问题显得越来越重要。水玻璃有机酯自硬砂的使用，有效地改善了水玻璃砂的溃散性，使得旧砂得以再生、回用。我厂从06年开始使用水玻璃有机酯自硬砂生产特大型铸钢件，采用热法再技术，面背砂工艺(背砂为100%的再生砂)，严格控制旧砂的再生过程和再生砂的生 NaO、水份、温度、细粉含量，选择合理的配比、水玻璃的类型，有效地防止了酯硬2 化水玻璃砂的蠕变、吸湿、硬化过快等一系列问题，使再生砂的使用率达到70%到80%，取得了明显的经济效益，减少了废砂排放，改善了环境。 1( 热法再生的依据 由于砂粒 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的水玻璃膜在通常湿度条件下具有一定的韧性，仅靠一般干法再生中的机械撞击和搓擦，脱膜效果不佳，因此随着旧砂循环使用次数增多，残留NaO和有2机酯的积累恶化了旧砂的质量。而热法再生首先是将酯硬化的水玻璃旧砂焙烧到300~350?，除去水玻璃膜中的自由水、结晶水和残留的有机酯(残留酯的分解温度在300?以上)，使水玻璃膜脆化;其次为防止因脆化膜的回韧再次增加脱膜难度，必须将焙烧后的砂立即用机械撞击、搓擦或气力的冲刷去除残留在旧砂表面已经脆化的水玻璃膜;最后经焙烧、再生后要配置高效的冷却设备。 2( 热法再生的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 热法再生的工艺流程见图1。 振动落砂——磁选——振动破碎——高温焙烧——再生——风选——二级磁选 ——冷却——砂温调节——再生砂库 图1 热法再生工艺流程 , 落砂后的旧砂首先经磁选机，去除铁磁物质。 , 在振动破碎机内，将砂块破碎成单颗粒;同时进行筛分，去除粉尘，并进行初 级再生。 , 旧砂被加热到300?以上，去除游离水、结晶水和部分有机酯，使水玻璃膜脆 1 化，有利下一步的再生。 , 焙烧后的旧砂立即进入再生机。这一工序必须紧接着焙烧后立即进行，以防止 降温后水玻璃膜的吸潮、回韧，影响脱膜效果。 , 风选机，将脱下的膜、粉尘等去除。 , 二级磁选，经振动破碎再生砂团内部包含的细小的铁磁物质或粉粒显露出来， 再生过程中由于磨擦可能新增一些铁的磁性物质，为此有必要再进行一道磁 选。 , 再生后要通过高效的冷却设备。 图2 为本厂再生设备的布置 图2 再生设备的布置 3( 再生砂的性能控制 影响再生砂的使用性能(可使用时间，再粘结强度)的主要因素有残留NaO、水2份、砂温、细粉含量。我们对再生砂的质量控制指标为:残留Na2O,0.35%;粉尘含量(140目以下)?0.5%;水份?0.3%;砂温?35?。 (1)残留NaO含量 2 残留NaO含量要经过设备、工艺、材料等手段来达到要求，这也是再生砂能否2 使用的关键。 根据有关资料介绍:当残留NaO含量?0.6%时再生砂将无法使用，成为废砂。2 当残留Na2O含量?0.35%时，再生砂的可使用时间、粘结性能产生波动，使用受到影响。所以我厂NaO含量控制为,0.35%。 2 要使旧砂反复再生使用达到这个指标，首先再生砂设备的NaO脱模率?25%这是2 设备必备。 二是无论新砂还是再生砂的水玻璃加入量应尽可能的低，一般要求?3%。有机酯水玻璃砂使水玻璃加入量降低到3%~4%，改性水玻璃使水玻璃加入量进一步降低到1.8%~2.8%。使旧砂中的残留NaO含量大幅下降，溃散性提高，给旧砂的再生和回用2 带来了极大的方便。 2 三是再生砂的回用率。通常情况下都希望再生砂的回用率越高越好，成本可以降低，但就目前情况来看，再生砂的回用率超过80%，经反复使用再生砂的残留NaO2含量不断累积，超过0.35%，影响再生砂的正常使用，甚至超过0.6%而成为废砂。一般再生砂回率为70%~80%为好，这样补充的原砂或新砂占有一定的比例，使NaO含2量保持在一定的范围内，质量得以稳定。 (2)粉尘含量:虽经二级风选去除了脱下的膜和粉尘，但再生砂经过100多米的气力输送到混砂机的砂斗，砂粒之间的磨擦以及沙粒与管壁的碰撞会产生大量的粉尘和细粉，因此其气力输送的压力不能太高，采用密相输送方式可以减少砂粒的细化;增加中间砂库降低输送压力，在各砂斗接口处设置大功率拨风除尘装置，去除中间环节的粉尘和细粉。 (3)砂中水份:旧砂经高温焙烧、去除了砂中的水分和结晶水。 (4)砂温:夏天，经沸腾冷却后温度仍难以达到要求的再生砂，需增加风冷和水冷却来满足使用要求。 4( 再生砂的使用 对于特大型铸钢件的生产来说，需要型砂具有一定的耐火度，再生砂中或多或少的存在着一些杂质，影响再生砂的高温耐火度。所以我们在生产特大型铸钢件时采用了面背砂工艺(面砂为100%的新砂，背砂为100%的再生砂)面砂厚度控制在200mm左右，总体新砂的消耗量在20%~30%之间。在采用这种工艺时，我们考虑了这二种型砂的可使用时间要相一致，二种型砂的结合面能够很好的咬合，避免强度的差异太大造成隔层情况。 在再生砂中含有的残留水玻璃，使模数升高加快了硬化速度。所以在采用同一固化剂情况下，新砂的水玻璃模数选用:2.0~2.3，而再生砂的水玻璃模数选用:1.8~2.0。表1为新砂和再生砂的强度对比。新砂的可使用时间控制在30分钟到60分钟，再生砂的可使用时间控制在20分钟到50分钟。 表1 新砂、再生砂的强度对比 3h抗压强度 Mpa 24h抗压强度 Mpa 48h抗压强度Mpa 100%新砂 0.73 2.2 2.8 100%再生砂 0.55 2.0 2.4 从表1 看出再生砂具有良好的强度，可使用时间能满足使用要求。实际使用这二种砂具有良好的结合。 5( 再生砂的性能测定结果 经过原材料，工艺，使用，再生等过程的控制对再生砂的各项指标测定，表2为从混砂机出砂口取样测得的结果: 表2:再生砂的粒度、水分、NaO、强度 2 新砂 再 生 砂 循环使用时间 首次 一周后 一月后 两月后 半年后 一年后 粒度?140目0 0.16 0.2 0.64 0.2 0.36 0.46 (%) 混砂前水分 0 0.34 0.32 0.34 0.34 0.31 0.16 NaO混砂前 —— 0.1 0.11 0.09 0.11 0.09 0.09 2 3 NaO混砂后 —— 0.28 0.29 0.29 0.28 0.28 0.30 2 24小时强度2.2 2.1 2.0 1.8 2.0 2.0 2.0 (MPa) 图3 再生砂各项指标 2.5 2 混砂前水 1.5分 NaO2混砂 前 1NaO2混砂 后 24小时强 度0.5 首次一周后一月后两月后半年后一年后0 再生砂循环使用时间 从表2、图3中可以看出:(1)我厂通过如上控制，使再生砂的细粉含量、水份、残留NaO含量及强度性能指标基本稳定，Na2O含量未随着循环使用次数增加而显上2 升趋势，能进行反复使用;(2)再生砂各项指标正常时应在一定范围内波动，若日常检查中超出了此范围，则应立即采取相应措施，如检查砂处理设备是否正常等;(3)通过测定混砂后NaO及水分含量可及早判断型砂早期性能是否正常。 2 图4为大型5100箱集装箱船上的大型挂舵臂 4 图4:5100箱集装箱船上的大型挂舵臂 6(结束语 酯硬化水玻璃砂经过热法再生，在材料、工艺上严格控制残留NaO、水份、细粉2含量、规范操作就完全能够用于特大型铸钢件上，有效地防止蠕变现象，具有良好溃散性，便于出砂清理，降低劳动强度;型砂吸湿性低，存放性好，能满足特大型铸钢件造型时间长的特点;旧砂可反复再生回用，降低了铸造成本，劳动环境得以改善，减少了污染。是很有发展前景的一种新型工艺。 参考文献 ,1,胡彭生主编～型砂,第二版,～上海科学技术出版社～1994 ,2,樊自田～董选普～陆浔～水玻璃砂工艺原理及应用～技术机械工业出版社～2004 ,3,铸造手册.第四卷.造型材料～中国机械工程学会铸造分会编～机械工业出版社～2002 ,4,朱纯熙、卢晨～水玻璃理论研究的最新进展～中国机械工程～1992,2, 5