铸造废砂处理-.docx

关于湿型砂铸造工厂的废砂

湿型铸造生产中，生成需要扔掉的废砂（包括粉尘）是不可避免的。问题是废砂量有多少。从一个铸造工厂

的原砂量（包括混制型砂和砂芯砂时加入的原砂）就能知道需扔掉多少废砂。因为进入工厂的砂量与排出废砂量是基本相等的。换句话说，向砂系统加入多少东西，就需要排出多少东西。排出废砂多，就必须多向砂中加材料。

国外的一些工业化国家中，很多铸造工厂近处堆积废砂的废料场地都已堆满，必须花费大量运输费用将废砂运

送到远处。此外，不少国家的环保条例越来越严格。为了保护水源，对固体废弃物的成分有专门限制，废料场

不但收费而且需上税。结果是扔掉一吨废砂比买进一吨新砂还贵的多。美国通用汽车公司在北美的铸造工厂每年购入

原砂 65万吨。原来所用的西密歇根沙丘已然枯竭。就近的废砂堆积场已满，必须将废砂运至远处抛弃，而且

政府的法规使丢弃废砂的费用大大增高。买新砂价格每吨＄10～ 20，将废砂送至远处扔掉则需＄30～85。依里诺

州 1991年统计220家铸造厂一年生成废砂80万吨，其中％为湿型砂的废砂。州当局警告到

地可用。

1994年就没有抛弃废砂

我国目前的环保规定还比较宽松，对于远离大型城市的中小铸造厂可能暂时还没有遇到抛弃废砂的困难，而

大型铸造工厂大多已经感到废砂场地不足的问题。因此也需要研究如何减少废砂的生成来源和如何减少废砂，如

何利用废砂。

1减少废砂的措施

减少废砂总的原则是拿旧砂当做宝贝，而不是垃圾。以下具体讨论废砂是怎样形成的，

有何办法减少废砂：

⑴大砂块 : 用挤压造型等无箱型生产小件的铸造工厂，通常使用滚筒落砂机或滚筒落砂冷却机。砂型进入滚筒体内随筒体旋转到一定高度时，靠自重落到筒体下方，在相互间不断撞

击和摩擦作用下，砂型与铸件分离并顺着螺旋片方向到达筒体栅格部分进行落砂。滚筒落

砂机能够破碎砂块和砂团，即使型砂湿强度较高，砂型紧实度高，落砂后的旧砂都能够全

部回用。这种滚筒落砂机外形比较大，国产8150型筒体长度 12630mm，筒径φ 2000mm和φ

2600mm，生产率铸件 5~6t/h ，型砂 25~30t/h 。天津郊区一家用挤压造型生产冰箱压缩机铸

件厂，考虑厂房面积限制，自制小型滚筒落砂机，直径约只φ800mm，长度约6000mm使用结

果砂块不能破碎，只好拆除。

生产薄壁和中等大小铸件时，为了防止铸件损坏只能用惯性振动落砂机，或惯性振动

输送落砂机。经常遇到的问题是砂块不能完全破碎，只要型砂强度稍高或紧实硬度稍大，

就会出现大量砂块停留在落砂栅格上不肯通过而被扔掉。高宻度大砂型的边角未受到铁液

的热作用更难破碎。北京某液压件铸造厂的高压线出现大量砂块随铸件被鳞板输送机运至

清理工部，只好用工人推手推车运回，但仍然有一些旧砂块当做废砂被扔掉。应当在选用设备时选择栅格长和激振力强的落砂机，例如国产L254落砂机长度 6160mm就比长度只3060~5082mm的砂子振碎通过栅格的机率更多些。即使如此，高强度高密度砂型落砂时，仍

会有砂块跑掉。有人提出可以在落砂栅格上吊挂一些重型铁链，阻掉砂块向前自由运动。

另一办法是在铸件尺寸精度允许条件下，尽量降低型砂湿压强度和紧实程度。湿压强度

140~160kPa和砂型硬度 85~90°能够浇注出好铸件，就不必将湿压强度提高到180~220kPa和

砂型硬度达到 95°。

必须⑵砂芯: 很多工厂都要求将溃散砂芯做为废砂扔掉；未烧枯的砂芯头更认为有害之物，扔掉。

因而打箱落砂时的砂芯成为废砂必然的组分。这是因为溃散砂芯的混入使型砂性能变散和脆。

但是溃散砂芯还有优点：能够协助混砂加入的原砂来补充砂粒损失。对铸铁件

来说，能够协助混砂加入的煤粉来使铸件表面光洁。为了解决溃散砂芯堆型砂性能的不利

作用，可以采取的措施是：将混砂时间延长一些；稍微多加少许膨润土；加入少量α -淀粉。以上三个措施中任何一个都是有效的。至于砂芯头的利用也是可能的。如果将砂芯头破碎

成散粒，也可以混制湿型砂。含有一些未烧掉的粘结剂也并不会形成气孔缺陷，通常树脂自硬砂的旧砂再生后灼减量允许不超过％，砂芯头的灼减量肯定低于这个数值。

近年来国外一些多砂芯铸造工厂采取将溃散砂芯和芯头再生处理后与原砂混合用于制

芯。例如荷兰一家公司将未通过多角筛的砂芯团块用破碎机加工成散粒，配制冷芯盒砂芯

中12％为破碎砂芯。近来德国有些人提出大批量生产汽车件等产品铸造厂可以采用分别落砂

的办法：铸件冷却后敞开上型，取出带有砂芯的铸件单独落砂，所得砂子主要是已被烧

枯的溃散砂芯和少量附着的型砂，可以用擦磨方法进行再生处理。然后与不超过20％的新原砂混合用来制芯，不必增加树脂加入量即可得到同样砂芯强度。留在砂箱中的砂子只含

少量砂芯，经破碎、过筛后就可用于制备湿型砂。这样做的优点是不但大大地减少新原砂

消耗量和废砂丢弃量，而且可以减少溃碎砂芯对型砂性能的不利影响。虽然目前采用这种

砂芯单独落砂方法的铸造工厂数量较少，对于多砂芯的铸造厂肯定是个发展方向。

⑶粘附在铸件上的砂子：在铸件表面上粘附的砂子需要抛砂清理才能掉下来，清理下来的

砂子都是做为废砂扔掉。粘附砂子的原因可能是型砂粒度粗、浇注温度高、透气性高、砂

型紧密程度不够，铁液钻入型砂颗粒之间的空隙中形成轻度的机械粘砂。也可能是由于铸

铁型砂中有效煤粉量不足造成的。例如广东某冰箱压缩机厂的挤压造型铸件表面完全被砂

子包裹，经过履带抛丸清理机后才露出完全不粘砂的表面。估计原因就是型砂中加入的煤

粉量不够多。山东某厂生产出口汽车刹车鼓和刹车盘，使用内蒙原砂，但不加煤粉或仼何

防粘砂材料，铸件表面有一层粘砂，靠抛丸清砂和全部表面机械加工。另外，河北某厂挤

压造型的铸件表面平日没有不良现象，但有一次突然发生铸件表面被砂包裹，估计原因是

所用膨润土活化过度引起热粘砂。总之，一般中小铸铁件的型砂中只要含有足够的有效煤

粉，可以保证在铸件的绝大部分表面上没有粘砂。可能只是个别局部由于砂型紧密度不够，

还有极少量粘砂。曾见到河南某厂手工造型生产约40～ 50kg中等铸铁件，落砂后只用钢丝

刷清理就能使铸件露出光洁表面。估计该厂在型砂中加入了大量煤粉。有些湿型铸造工厂

生产一、二百千克以上的大铸件，因铁液压头高而出现表面粘砂缺陷，下型表面粘砂可能

性更大。可以在下型或整个砂型表面喷醇基涂料，点燃后即可合型浇注。但须汪意涂料是

专用的，涂层强度需与砂型强度匹配，否则可能产生夹砂缺陷。

黄河沉积砂的 SiO2含量较低，大约仅有 81％左右，用来生产较薄中、小铸铁件通常并无粘砂缺陷。但是生产稍厚铸铁件或较高浇注温度时，铸件表面可能包覆着一层烧结砂，这

是原砂熔点低造成的。但铸件表面并不形成牢固的机械粘砂，容易清理掉露出铸件。然而

这层烧结砂层都做为废砂扔掉。山西某刹车鼓铸造工厂使用附近山砂，也是一种低SiO2含量

原砂，废砂量占造型用砂量的20％以上，也遇到废砂堆积地不足的困难。因此，选择使用

当地原砂生产厚大铸件时，应注意其SiO2含量和熔点。