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湿型砂旧砂热法再生技术及再生砂性能简述
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铸造工业是一项资源消耗和能源消耗都较大,且容易对环境造成污染的行业,致力节能减排、促进资源循环利用,是每一个铸造工作者应尽的职责。  在我国或世界范围内,80%以上的铸件是用砂型铸造生产出来的。砂型铸造包括湿型(粘土砂型)、树脂砂型(含壳型)、水玻璃砂型、精铸砂型等。湿型生产的砂铁比约为(6~8)∶1,其他砂型的砂铁比则约为(1.3-2∶1)。湿型中的型砂浇注后有90%左右可在砂处理系统中回用,只有不到10%作为废砂排出系统外,而其他砂型则在浇注后必须经过再生处理才可使用,或者干脆作为废砂排出系统外,因此砂型铸造生产主要的固体废弃物就是废砂,占其总量的 70%以上。一般来说,每生产 1 吨合格铸件,要产生 1-1.3 吨废砂。大量废砂不仅浪费了资源,而且给铸造厂周边环境造成了很大危害。
湿型粘土旧砂(混合旧砂)再生方法 湿砂型是以膨润土为粘结剂,加以煤粉或少量淀粉类物质和水混制而成,故也称粘土砂型。湿型铸造所用砂芯则基本上都是树脂砂芯,如壳芯、热芯盒芯、冷芯盒芯等。浇注后落砂的旧砂中总是粘土砂中混有树脂砂芯。这种混合旧砂中,既有芯砂表面附着的树脂膜,又有粘土砂中的煤粉和砂表面的死粘土膜。通常所用的再生方法中,单纯的湿法再生虽可去除死粘土膜、煤粉等,但无法洗去树脂膜;单纯的干法(如气流再生法)更是无法达到再生砂的质量要求。  
20 世纪 90 年代,美国就成功地用热-机械法再生粘土旧砂,如美国 sheppard铸造厂在 1989 年建成湿型砂再生系统,旧砂先经破碎机破碎,磁选,677℃和 816℃两级旋转滚筒加热炉,焙烧时间约 40 分钟,然后由气力输送擦摩管,带冲击靶板分选器剥除表面粘土膜,使旧砂得到再生。又如通用汽车公司 1994 年在 saginaw的可锻铸铁厂建成一套湿型旧砂用热-机械再生系统,其中包括回转破碎、磁选,760℃沸腾焙烧去除粘结剂,冷却擦磨和去除粉尘。 
以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标,开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁(ADl)热处理设备,尽快制定国家标准,推广奥贝球墨铸铁新技术(如中断热落砂法、中断正火法等);开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术(如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等)、铸铁件表面或局部强化技术(如表面激光强化技术等)。
研制耐磨、耐蚀、耐热特种合金新材料;开发铸造合金钢新品种(如含氮不锈钢等性能价格比高的铸钢材料),提高材质性能、利用率、降低成本、缩短生产周期。
开发优质铝合金材料,特别是铝基复合材料。研究铝合金中合金化元素的作用原理及铝合金强化途径。研究降低合金中Fe、Si、Zn含量,提高合金强韧性的方法及合金热处理强化的途径。
研究力学性能更好的锌合金成分、变质处理和热处理技术;开发镁合金、高锌铝合金及黑色金属等新型压铸合金。
开发铸造复合新材料,如金属基复合材料、母材基体材料和增强强化组分材料;加强颗粒、短纤维、晶须非连续增强金属基复合材料、原位铸造金属基复合材料研究;开发金属基复合材料后续加工技术;开发降低生产成本、材料再利用和减少环境污染的技术;拓展铸造钛合金应用领域、降低铸件成本。
开展铸造合金成分的计算机优化设计,重点模拟设计性能优异的铸造合金,实现成分、组织与性能的最佳匹配。 不过在欧洲和日本以及我国先期进行湿型砂再生的工厂却发现使用热-机械法再生砂的效果并不像美国工厂那样成功,主要是旧砂焙烧温度过高和时间过长会将粘土烧结在砂粒上成为坚硬的烧结层,随后的擦磨处理难以完全去掉,而且再生砂耗酸值高,难以制热芯和冷盒砂芯。如今,长江造型材料公司经过十多年的探索、不断改进,已解决了这个难题。  
3.再生砂性能
再生砂的优劣,就是看恢复到新砂性能的程度。下面混合旧砂、破碎磁选、破碎筛分、初级机械再生、热法再生、冷却、机械再生、风选除尘、过筛、分级、称重装袋
 SiO 2 含量
再生砂的 SiO 2 含量与产生旧砂的原砂有关,若原砂 SiO 2 高,则再生砂 SiO 2也高。因为再生过程基本上是物理变化过程,即使焙烧时发生了一些化学变化,但因焙烧温度远低于 SiO 2 熔点,也低于长石类物质的熔点,因此对 SiO 2 含量不会产生任何影响。不过在机械擦摩过程中,长石类物质容易粉化 而被除尘时抽走,因此可能对 SiO 2 含量较低的原砂再生后其 SiO 2 可能会显得比原砂更高一些。
粒度和粒形
尽管采用了擦摩、撞击等较强的机械方法再生,但也不会存在再生过程粒度过细的问题,因为再生过程中最后一道工序是筛分分级,完全可以按照需要进行级配。如果再生过程中分选力度过大,反而有粒度趋粗的倾向。
角形系数与原砂有关,显然再生后砂的粒形只会变得更圆一些,一般情况下粒形的变化可以忽略不计。
含泥量和微粉含量
含泥量指小于0.02mm 的颗粒,微粉指小于0.075mm(相当于 200 目)的颗粒,再生砂中含泥量与微粉含量与机械搓擦次数和除尘风机能力有关,是可以控制的,一般含泥量可在 0.5%以下,若有必要也可控制的 0.2%以下,微粉含量一般也都小于1.5%。
灼烧减量
 湿型旧砂经热-机械法再生后,砂粒表面的树脂膜或粘土膜可以去除的很彻底,因此其灼烧量很低,都在 0.2%以下,相当一部分小于 0.1%,同理,其发气量也很低,约在 3ml/g 左右,与焙烧砂相当。
热膨胀率
热膨胀率低是再生砂的又一突出优点。再生砂热膨胀率较低的原因一是因为硅砂经多次浇注使用后完成了石英的相变,减少了高温膨胀量,二是因为经高温后硅砂中的钾长石、钠长石部分转变为钙长石,也降低了硅砂的高温膨胀量。以东风汽车公司生产实践为例:铸造一厂某 4 缸缸体水套芯,原用焙烧砂覆膜砂制作壳芯,铸件经常出现变形问题,后改用再生砂覆膜砂制壳芯,问题得到解决。铸造二厂三车间冷芯原用福建海砂,时有脉纹缺陷出现,后改用再生砂制作冷芯,不仅提高了砂芯强度,而且解决了脉纹问题,铸件粘砂,气孔等缺陷也较福建砂要少。轴瓦厂采用 100%再生砂制作冷芯,大大提高了铝活塞铸件的表面质量,减轻了清砂的工作量。
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