旧砂再生技术简介

旧砂再生技术简介

摘要：铸造旧砂的大量排放，不但造成铸造资源的浪费，而且对环境造成

极大的污染，对旧砂的再生回用已成为铸造行业亟待解决的问题。本文对国内外旧砂再生技术及发展趋势进行了简单介绍。

关键词：旧砂再生发展趋势简介

旧砂再生是将旧砂进行物理的、化学的或加热处理去除砂粒上积聚的粘结剂等残留物和惰性薄膜以及有害微粒、粉尘，使旧砂的各种工艺性能得到恢复的一种铸造工艺，其最终目的就是力求减少铸造生产中的新砂用量，节约经济投入、提高铸件质量、保护自然环境。

一、旧砂再生技术的意义

1、采用旧砂再生技术可提高铸件质量

目前我国铸件年产量达2400多万吨[1],其中的绝大部分是砂型铸件，且90% 以上的中小型铸造厂，大多采用粘土砂生产。由于技术相对落后，大量旧砂往往未经处理直接投入循环使用，造成铸件的种种质量缺陷。

就粘土砂型来说，由于浇注时高温金属液的热作用，使型腔表面砂子的粘土烧损，形成灰分，拾取粘结作用，甚至砂粒在高温下会破碎形成粉尘。若果只是将这样的旧砂简单的筛分回用，含泥量会不断上升。而使用高含泥量的旧砂配置型砂时，粉尘等要吸收大部分水分。这样，为使砂型具有可塑性，使粘土充分吸水，达到需要的可塑性，就要加入过高的水分。如此循环使用，浇注时金属液的高温作用会使水分蒸发，产生大量的气体，容易在铸件上产生气孔等缺陷；另外，粉尘阻塞砂粒间隙，降低透气性，也会导致气孔的产生。

为解决由此带来的生产质量问题，可以采用的有效措施之一是旧砂进行再生使用，去除旧砂中的灰分和砂粒表面的惰性包覆膜，改善旧砂的工艺性能，使其恢复原有的特性。所以就提高铸件质量来说，旧砂再生技术的推广和使用是十分必要的。

2、采用旧砂再生技术是提高经济效益的有效手段

据统计，我国每生产1t合格铸件，大约要排放废砂1.3t-1.5t，同时需

要加入相应数量的新砂，以确保型砂质量按砂铁比5-10：1计算，新砂加入量一般在10-20%左右，大多数中小企业的这个数字还要高，甚至达到40%。而在工业

发达国家，如日本，一顿铸件仅用0.18吨新砂。在大批量生产中，新砂的加入量不足5%。新砂加入量过高的直接后果是：生产成本提高，新砂资源浪费大。采用旧砂再生技术可节约新砂及煤粉、陶土等辅料的加入量，降低生产成本。

3、节约原砂矿产资源要求旧砂再生使用

铸造用砂的开采很大程度上破坏了自然矿产资源，我国的优质铸造材料资源是有限的。旧砂再生可以最大程度的对现有铸造资源加以利用。

4、环境保护需求旧砂再生技术

由于能源消耗和环境污染,给中国经济的可持续发展带来了巨大的压力,我国发展的“十一五”规划,将节能减排、绿色制造和循环经济作为国家社会和经济发展的重点。铸造行业作为中国制造业的重要组成部分,在快速发展的同时也产生了极大的能源和环境问题。砂型铸造是铸造工艺的主要方法，占整个铸件生产的80-90%。在铸造生产中，由砂型铸造的造型材料带来的粉尘污染、空气污染及固体污染最为严重。

据统计， 2005年我国铸件总产量约为2442万吨，每年排放的废砂可达3000余万吨。如果对铸造旧砂不综合利用而大量废弃，会造成严重的环境污染。因此旧砂的处理和利用已成为铸造行业亟待解决的问题。

二、旧砂再生技术的发展概况

1、旧砂再生的发展及其阶段

旧砂再生始于1912年，迄今已有90多年的历史，从发展进程大致分为四个阶段:

（1）1912-1940 近30年是早期初步发展阶段。开始发展了再生装置，但较简单，以湿法水洗搅拌，机械搅拌、碾压或二级筛分为主，开发了一些简单的再生设备。旧砂再生是为了处理废砂、节约材料，生产上还才用不多。

(2)1941-1970 30年间在生产上逐步采用，走向成熟阶段。除湿法再生外，50年代起发展了干法再生机械，如离心式、振动式、抛丸式、竖吹气流式、滚筒加热式等，出现联合再生，铸件有了一些铸造机械厂生产再生机并形成不同配套应用于生产。砂价及运费的上涨，促进了旧砂再生的发展，尤其60年代以后由于树脂砂新工艺发展，使用再生砂可节约昂贵树脂及优质砂，也更促进旧砂再生的发展。

（3）1971-1985 15年间式旧砂再生的较大发展阶段。各类再生设备基本定型，还发展出联合再生及多工序一体化再生，起到较好的效果，各种砂均可再生。原来较难处理的水玻璃砂也因为发展了新工艺（如有机酯水玻璃自硬砂等），干法再生效果较好，树脂砂发展较快，基本都采用了再生系统。各种砂再生逐步向单元于系统配套发展。其中值得一提的是振动破碎普遍采用，能将砂块变成粒状，更利于组成生产线，有的生产线还利用程序自动控制旧砂再生，这一阶段的后期发展较快。

（4）1986-现在二十几年间为不断迅速发展提高阶段。由于砂价、运输费用不断上涨，排放场地匮乏，尤其式环保生态的严格要求，提出全面再生会用，以尽可能减少新砂加入及废砂排放。这就对再生质量提出了更高的要求，尤其是要使再生砂达到新砂那样用于制芯，于是各种再生设备不断改进来提高再生效果，如发展联合几种方法的再生可互补提高再生砂质量，热法再生利用废气预热以节能等。此外，新型专业化集中再生企业的出现，更好的满足了不同情况下再生的要求。旧砂再生领域不断出现新的发展。

2、国外旧砂再生的发展

从一些先进国家看，美国发展最早1912年开始，英、德、法、苏等欧洲国家次之，日本发展较晚， 50年代后才开始。

美国40年代后开始使用各种旧砂再生方法，1953年美国铸造协会发表专题论文集，主要六篇文章现在还有现实意义。1974年铸造协会造型方法及材料分布设立旧砂再生与回用委员会，提出研究再生任务。据美国及加拿大1963年调查统计，共有旧砂再生设备591台，1977年则增为1943台，增长1.5倍，其中湿法再生设备800台，化学粘结剂再生设备633台，这些设备65%是近5年添置的。九十年代环保法规不断要求缩减排放量后，使用量大、排放量多的粘土砂再生掀起热潮。

国际上，1975年国际铸造技术会议成立了一个分部委员会，专门研究造型、制芯砂再生，成员有英国、法国、比利时等主要欧洲国家及日本等十几个国家。1981年5月发表了篇幅很大的专题报告,包括再生必要性、再生装置、各种砂再生及成员国情况分析，附有英、法、西班牙、荷兰、日本、芬兰、瑞典、德国等八个国家报告。70年代后，各国如日本、美国等铸造杂志上均出过再生专辑，