黃廣君

摘 要：通過研究呋喃樹脂再生砂的生產(chǎn)工藝，研究出了一種新型的聯(lián)合再生工藝，通過多種測試實驗，對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝以及新型的聯(lián)合再生工藝進行了分析對比，發(fā)現(xiàn)撞擊、風(fēng)選加離心的聯(lián)合再生方式，離心再生方式，會產(chǎn)生更加高質(zhì)量的再生砂，并且型砂工藝性能也會大大提高。

關(guān)鍵詞：再生砂；呋喃樹脂砂；應(yīng)用

鑄造業(yè)一直以來都是高能耗、高排放的行業(yè)，鑄造生產(chǎn)的廢棄廢渣以及生產(chǎn)廢砂等會隨著生產(chǎn)鑄造業(yè)的發(fā)展不斷被排放，其中在廢棄物中廢砂的排放量達到70%以上。這些廢棄的舊砂在完成鑄造任務(wù)之后若不能重新回收利用，而是廢棄掉將會造成極大的資源浪費，并且也會增加環(huán)境的負(fù)擔(dān)。對排放的廢砂進行回收利用能夠及時有效的將鑄造廢砂的排放問題進行解決。廢棄的呋喃樹脂砂無法直接被再次使用，這是由于其在落砂以及澆筑后在砂中各種雜質(zhì)含量增加，例如金屬化合物、硫化物、氧化物等，若不經(jīng)過一定的處理，那么殘留樹脂以及碳化物含量如此之高的廢砂是無法進行使用的。傳統(tǒng)的廢砂再生的常用方法為離心式再生法，這種方法可使用性強，并且除此之外還包括氣流式以及振動式生產(chǎn)方式。文章主要針對再生砂的生產(chǎn)工藝以及各種實驗測試進行了論述，用以證明在呋喃樹脂再生砂的生產(chǎn)中，聯(lián)合工藝具有更大的優(yōu)勢。

1 試驗

1.1 制備試樣

以某機床有限公司作為實驗原料的來源，從其公司中取適當(dāng)?shù)倪秽珮渲偕?。該機床公司采用了呋喃樹脂砂造型的工藝，并對再生砂有專門的處理線路，這里暫時稱所謂線路一和線路二。在測試型砂工藝性能的過程中，采用的呋喃樹脂試樣為濟南某公司生產(chǎn)的型號為SQG-550A的呋喃樹脂，而試驗所需要的硫酸固化劑則采用了該公司生產(chǎn)的型號為GS-03型號的試劑。

需要特別注意的是，抗壓以及抗拉強度試驗需要型砂試樣受到三次錘擊試樣機的沖擊才可以制成，另外試樣所具有的標(biāo)準(zhǔn)形狀分別為圓柱形以及8字形。

1.2 方法

（1）灼燒。首先將呋喃樹脂再生砂試樣放入到坩堝中，并將坩堝放到高溫電阻爐中，以950攝氏度至1000攝氏度的溫度范圍對試樣進行高溫灼燒，直到試樣重量穩(wěn)定，對試樣質(zhì)量的損失百分比進行計算，即對試樣的灼燒減量進行計算。

（2）微粒的含量：取適當(dāng)重量的再生砂，將試樣稱放置在標(biāo)準(zhǔn)鑄造用篩上，然后將標(biāo)準(zhǔn)篩進行篩分十五分鐘，這里需要注意的是篩分使用的為篩分機。在篩分后取下篩子，對其中再生砂的質(zhì)量進行測量，并計算出該試樣的粒度分布，而微粉含量則主要指含有140目以下的微粒有多少。

（3）含泥量：將烘干的試樣再次放入洗砂杯中，并加入濃度適當(dāng)?shù)慕沽姿徕c溶液和一定量的水，并進行加熱煮沸后放置冷卻，后采用洗砂機對洗砂杯進行15分鐘的攪拌，最后加清水進行攪拌，放置一邊靜置待用。當(dāng)洗砂杯靜置后采用虹吸器將上部的水，并充分的進行加水虹吸操作，直到杯中出現(xiàn)透明現(xiàn)象，最后對杯中的試樣進行烘干，測出其質(zhì)量的損失占總質(zhì)量的百分比，即為含泥量。

（4）含水量：含水量的試驗則需要將砂樣放置在烘箱中，以玻璃器皿盛放并進行105至110攝氏度的烘干，后逐步冷卻至室溫，對其質(zhì)量損失進行百分比計算，得出數(shù)值極為含水量。而呋喃樹脂型砂需要使用萬能杠桿強度試驗設(shè)備進行抗拉以及抗壓強度的測試，通過小時抗拉強度的狀態(tài)能夠判斷出其脫模時間；而SFL型記錄測定儀則是用來對發(fā)氣量進行測定的主要設(shè)備。

2 試驗結(jié)果分析

2.1 質(zhì)量檢測

通過監(jiān)測分析可以看出聯(lián)合生產(chǎn)工藝無論是脫模能力還是去微粉能力上都略勝傳統(tǒng)的單一模式生產(chǎn)，主要原因包括：

（1）聯(lián)合工藝需要經(jīng)過事先的破碎然后再進行再生，就愛那個砂粒表面的一部分惰性膜脫掉，在聯(lián)合工藝生產(chǎn)中經(jīng)過離心機的摩擦再生使得惰性膜日然脫落。（2）聯(lián)合再生工藝在后期工作的處理中，針對生產(chǎn)中的粉灰以及粉塵可以有效的進行篩選去除，不但能夠降低粉塵顆粒的存在，同時對泥沙含量也隨之降低。（3）隨著微粉含量和含泥量的降低，再生砂粒的吸水能力也隨之降低，則再生砂的含水量也降低。

2.2 測試型砂工藝性能

2.2.1 抗拉強度。依照相關(guān)資料，呋喃樹脂砂會隨著微粉的含量變化而變化，微粉含量越高，中強度便會越低，其中含水量也是想同的。這是由于微粉使得再生砂總體的砂礫表面積加大，因此砂粒表面有效的樹脂厚度必然會下降，因此可以說砂礫結(jié)合強度受到了微粉含量的直接影響，從而使得型砂的中強度下降。而增加含水性不會對砂礫之間粘合度予以降低，其不會對粘合強度造成影響，而是通過硬化速度的減少，在短時間中導(dǎo)致其內(nèi)部強度不甚均勻。

2.2.2 可脫模時間?？擅撃r間是指樹脂型砂從混砂完成至抗壓強度達到0.14MPa時所經(jīng)歷的時間，試驗溫度為25℃，室內(nèi)相對濕度40%。由于硬化速度的不同，使SR-1型砂的初始抗壓強度在較短時間內(nèi)達到呋喃樹脂砂型所要求的可脫模強度，SR-1型砂的可脫模時間在10～12min，SR-2型砂的可脫模時間在12～15min。

另外，在硬化時間接近30min時，殘留樹脂膜的加速作用逐漸降低，微粉含量及含水量對型砂的抗壓強度起主要作用。微粉和水分是降低抗壓強度的因素，而SR-1型砂的微粉含量和含水量均高于SR-2型砂。因此，SR-1型砂的抗壓強度的增長速率緩慢，抗壓強度曲線逐漸向SR-2型砂的抗壓強度曲線靠近，從而出現(xiàn)SR-1和SR-2抗壓強度曲線相交的現(xiàn)象。

2.2.3 發(fā)氣量。在850℃條件下，1g型砂試樣的發(fā)氣量隨發(fā)氣時間的變化而變化。在相同時間下，SR-1型砂的發(fā)氣速率和發(fā)氣總量都大于SR-2型砂。

樹脂型砂的發(fā)氣量主要來自樹脂和固化劑在遇到高溫時產(chǎn)生的氣體，對于呋喃樹脂砂來說，當(dāng)樹脂和固化劑加入量一定時，型砂的發(fā)氣量主要由再生砂的灼燒減量決定，再生砂的灼燒減量越大，則型砂的發(fā)氣量也越大。由試驗數(shù)據(jù)可知，SR-1的LOI值為3.13%，高于SR-2的LOI值2.83%，因此，SR-1型砂試樣的發(fā)氣量大于SR-2型砂試樣。

3 結(jié)束語

首先聯(lián)合生產(chǎn)的方式在再生砂的生產(chǎn)中對設(shè)備脫膜的能力進行了有效的提高，并且并且使得再生砂LOI值得到有效的降低，降低到了2.83%，而風(fēng)選分離技術(shù)可以對舊砂在再生加工過程中產(chǎn)生的粉塵以及微型顆粒進行去除，有效降低再生砂的微粉含量，以及含泥量，并且由于采用篩子也較為集中。其次，在使用聯(lián)合再生技術(shù)加工后，再生砂的強度能夠達到0.86MPa，相比較傳統(tǒng)的單一式生產(chǎn)工藝，在強度上使得再生砂增加了15%。最后新型的在省工藝能夠有效的對LOI值進行降低，并對型砂可脫模時間予以有效提高，對型砂中的發(fā)氣量有效降低，并保證其發(fā)氣量小于15ml/g以下。

參考文獻

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