合理选择处理方式推动旧砂再生技术应用

烟台胜地汽车零部件制造有限公司 曹玉亭，孙婷婷

我公司主要从事汽车零部件生产，产品是刹车盘、鼓，年产3500万片以上，铸造能力达每年30万吨。目前，铸造有4个热工部，其中三个部各有3条新东FCMX-Ⅲ水平造型线。第四部有4条丹麦DISA240垂直造型线。采用湿型砂造型，砂处理采用DISA转子混砂机，SMC自动控制紧实率。制芯采用三乙胺冷芯盒制芯。表1是我公司目前热工部含旧砂废弃物的排量统计。

近年来旧砂再生技术日趋成熟，对此项技术也产生较大需求。再生砂主要用于制芯，现结合有关考察及试验，就旧砂再生技术做以下交流。

1. 再生方式

排废旧砂主要为潮模砂及部分未充分烧结的树脂砂。单纯采用热法再生的方式不能够去除附着在砂粒表面的黏土、煤粉、杂质等，而复合再生，如热法+机械、湿法+表面改性等基本能够作为我司旧砂再生的处理方案。

2. 再生砂应用

（1）再生砂质量 附图为显微镜下砂粒形态，表2为状态描述。

经试验，旧砂经热法+机械混合再生处理后，含泥量为0.1%，灼烧减量在0.15%以内，AFS较旧砂增大3以上。上述指标基本能够满足我公司原砂验收标准。

（2）再生砂应用情况 试验按照再生砂:原砂=60:40的方案进行混砂制芯，在混砂工艺不变的情况下，“8”字试块强度最大能达到同期原砂试块强度的4/5，最小达1/2。制样4h前后，试块强度达到最大值，且4～24h内基本稳定在最大值。

再生砂经过焙烧，热膨胀系数小，理论上能够减轻铸件脉纹现象。使用上述混合砂制芯，砂芯铸件脉纹比例由100%降低至26%，且脉纹高度变低，数量明显减少，显著降低返修比率。铸件综合成品率无明显变化。

3. 再生砂应用存在的问题

显微镜下砂粒形态（500×）

表1 热工部含旧砂废弃物的排量统计

表2 砂粒形态

（1）再生回用合作方式 目前，绝大多数主营再生设备生产与销售的企业，以及投资再生设备的用户，依旧存在以下难题：①含砂细分（废灰）等的处理。②旧砂再生过程中产生的二次排废物。如区域内几家铸造厂废砂交由专业的再生厂家统筹处理，不仅可以从一定程度上降低铸造厂的运营成本，还可以将粉泥等实现资源化利用。

（2）再生砂混用 目前，成功推广再生砂的铸造厂，再生砂大都是以50%～80%的比例用于冷芯制造或添加到砂处理砂库中，其余20%～50%由原砂、特种砂等补充。导致这种现象有如下原因：①旧砂再生率60%～80%，需要及时补充原砂以达到砂库平衡。②提高砂芯强度的需要。单纯使用再生砂，冷芯强度略低（再生后砂粒变细，比表面积增大；再生砂酸耗值高于原砂，约8mL/50g）。③调整砂库内砂的粒度，旧砂经机械碾磨，部分破碎，AFS增大。

再生砂与原砂混合，需要对原有砂库、设备布局、输送装置、再生砂调配装置等进行改造。

（3）再生砂成本 以自主投资设备并管理经营的方式，再生成本与原砂相比在北方没有绝对的优势。

4. 结语

目前，旧砂再生的主要设备及技术较为成熟，但配套设施如PLC控制系统、筛分、煤泥处理等环节还需要不断完善。随着技术及服务的提升，投资运营成本的降低，势必将推动旧砂再生技术在铸造行业的广泛应用。