合理選擇處理方式推動舊砂再生技術(shù)應(yīng)用

煙臺勝地汽車零部件制造有限公司 曹玉亭，孫婷婷

我公司主要從事汽車零部件生產(chǎn)，產(chǎn)品是剎車盤、鼓，年產(chǎn)3500萬片以上，鑄造能力達每年30萬噸。目前，鑄造有4個熱工部，其中三個部各有3條新東FCMX-Ⅲ水平造型線。第四部有4條丹麥DISA240垂直造型線。采用濕型砂造型，砂處理采用DISA轉(zhuǎn)子混砂機，SMC自動控制緊實率。制芯采用三乙胺冷芯盒制芯。表1是我公司目前熱工部含舊砂廢棄物的排量統(tǒng)計。

近年來舊砂再生技術(shù)日趨成熟，對此項技術(shù)也產(chǎn)生較大需求。再生砂主要用于制芯，現(xiàn)結(jié)合有關(guān)考察及試驗，就舊砂再生技術(shù)做以下交流。

1. 再生方式

排廢舊砂主要為潮模砂及部分未充分燒結(jié)的樹脂砂。單純采用熱法再生的方式不能夠去除附著在砂粒表面的黏土、煤粉、雜質(zhì)等，而復(fù)合再生，如熱法+機械、濕法+表面改性等基本能夠作為我司舊砂再生的處理方案。

2. 再生砂應(yīng)用

（1）再生砂質(zhì)量 附圖為顯微鏡下砂粒形態(tài)，表2為狀態(tài)描述。

經(jīng)試驗，舊砂經(jīng)熱法+機械混合再生處理后，含泥量為0.1%，灼燒減量在0.15%以內(nèi)，AFS較舊砂增大3以上。上述指標(biāo)基本能夠滿足我公司原砂驗收標(biāo)準(zhǔn)。

（2）再生砂應(yīng)用情況 試驗按照再生砂:原砂=60:40的方案進行混砂制芯，在混砂工藝不變的情況下，“8”字試塊強度最大能達到同期原砂試塊強度的4/5，最小達1/2。制樣4h前后，試塊強度達到最大值，且4～24h內(nèi)基本穩(wěn)定在最大值。

再生砂經(jīng)過焙燒，熱膨脹系數(shù)小，理論上能夠減輕鑄件脈紋現(xiàn)象。使用上述混合砂制芯，砂芯鑄件脈紋比例由100%降低至26%，且脈紋高度變低，數(shù)量明顯減少，顯著降低返修比率。鑄件綜合成品率無明顯變化。

3. 再生砂應(yīng)用存在的問題

顯微鏡下砂粒形態(tài)（500×）

表1 熱工部含舊砂廢棄物的排量統(tǒng)計

表2 砂粒形態(tài)

（1）再生回用合作方式 目前，絕大多數(shù)主營再生設(shè)備生產(chǎn)與銷售的企業(yè)，以及投資再生設(shè)備的用戶，依舊存在以下難題：①含砂細(xì)分（廢灰）等的處理。②舊砂再生過程中產(chǎn)生的二次排廢物。如區(qū)域內(nèi)幾家鑄造廠廢砂交由專業(yè)的再生廠家統(tǒng)籌處理，不僅可以從一定程度上降低鑄造廠的運營成本，還可以將粉泥等實現(xiàn)資源化利用。

（2）再生砂混用 目前，成功推廣再生砂的鑄造廠，再生砂大都是以50%～80%的比例用于冷芯制造或添加到砂處理砂庫中，其余20%～50%由原砂、特種砂等補充。導(dǎo)致這種現(xiàn)象有如下原因：①舊砂再生率60%～80%，需要及時補充原砂以達到砂庫平衡。②提高砂芯強度的需要。單純使用再生砂，冷芯強度略低（再生后砂粒變細(xì)，比表面積增大；再生砂酸耗值高于原砂，約8mL/50g）。③調(diào)整砂庫內(nèi)砂的粒度，舊砂經(jīng)機械碾磨，部分破碎，AFS增大。

再生砂與原砂混合，需要對原有砂庫、設(shè)備布局、輸送裝置、再生砂調(diào)配裝置等進行改造。

（3）再生砂成本 以自主投資設(shè)備并管理經(jīng)營的方式，再生成本與原砂相比在北方?jīng)]有絕對的優(yōu)勢。

4. 結(jié)語

目前，舊砂再生的主要設(shè)備及技術(shù)較為成熟，但配套設(shè)施如PLC控制系統(tǒng)、篩分、煤泥處理等環(huán)節(jié)還需要不斷完善。隨著技術(shù)及服務(wù)的提升，投資運營成本的降低，勢必將推動舊砂再生技術(shù)在鑄造行業(yè)的廣泛應(yīng)用。