扬长避短 充分认识再生砂的应用优势及存在问题

中国重汽济南铸锻中心技术部 郭文申，李清震

为达到“创建绿色环保型、资源节约型企业”的目的，我公司投资建设了废砂再生车间，设计功率为每班150t，可以处理的废砂包括潮膜砂、冷芯砂和覆膜砂。通过我们不断的试验研究，最终确定了稳定的再生砂应用工艺，目前再生砂已在制芯和砂处理工序获得广泛应用，每年可使用再生砂近1.5万t，从而基本实现了废砂的循环再利用。图1是透过200×电子显微镜观察到的各种砂粒形态，可见再生砂质量良好。

在大批量使用再生砂后，我们发现虽然再生砂具备许多优点，但也存在一些问题，主要包括集中度偏高、粒度较粗、砂芯强度低，以及扬尘严重等。通过研究分析，我们针对这些问题采取了应对措施，有效保证了再生砂的正常使用。

1. 再生砂的粒度

（1）问题 再生车间主要产品为50/100目再生砂，检验发现其集中度有时高达96%~98%，AFS为47~49，制芯后砂芯紧实度差，铸件表面质量差。

图1

（2）分析 ①我公司采购的50/100目原砂，其集中度为85%~92%、AFS基本在49~52之间。此类原砂经过浇注受热膨胀、加水激冷以及机械挤压等循环以后，会出现砂粒破碎和表面包裹膨润土等杂质的情况，此时，经由砂系统排除的废砂其粒度比原砂更粗。②因为废砂再生工艺为高温焙烧+磁选+风选，所以再生砂过程实际上主要是去除废砂中的铁豆、泥份、细砂、树脂膜和各种可燃杂质的过程，从而导致再生砂的集中度比原砂更高。

（3）对策 ①优化再生砂进货技术条件，确定合适的集中度，并降低70/140目造型用再生砂要求，从而既提高了50/100目再生砂质量，又保证了再生率。②根据不同砂芯的特点，研究再生砂与原砂的加入比例，保证砂芯质量。

2. 砂芯强度

（1）问题 使用再生砂混制的冷芯盒树脂砂，其抗拉强度低于擦洗砂。按附表中的配方作了对比分析后发现，随着再生砂加入比例的降低，树脂砂的即时强度和24h强度均提高。

（2）分析 ①再生砂的粒度较为集中，细颗粒砂不能有效填充大颗粒砂的缝隙，不利于树脂粘结桥的建立，从而降低了芯砂强度。②通过对比100%擦洗砂和50%擦洗砂+50%再生砂的“8”字试块重量发现，前者约为后者的1.05倍，所以再生砂经过再生以后，其密度减小，砂粒强度降低。

（3）对策 ①调整再生砂的集中度，避免过于集中。②严格控制再生砂的使用比例，保证芯砂强度在工艺允许范围之内。

3. 再生砂扬尘

（1）问题 再生砂在砂库加砂口卸砂时，尘土飞扬情况比擦洗砂严重。

（2）分析 ①再生砂使用物流车散装转运，卸砂时比袋装的擦洗砂落差大、流量大，因此当两种砂子中的细粉含量相同时，再生砂的扬尘更严重。上面已经分析再生砂的密度比擦洗砂低，同样颗粒的擦洗砂不会飞扬，但再生砂却有可能造成飞扬。

（3）对策 再生砂使用吨袋包装，即减少了扬尘，也避免了混入杂物。

生产实践证明，再生砂的推广应用带来了良好的经济效益和社会效益，也为车间生产出了一些难题，需要铸造工作者们不断努力，推动铸造行业的绿色发展。

冷芯盒树脂砂配方和性能