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大吨位酯硬化水玻璃砂热法再生线
4页1、大吨位酯硬化水玻璃砂热法再生线 摘要:本文主要介绍了无锡市锡南铸造机械厂在国内率先制造并已投放市场的酯 硬化水玻璃砂热法再生线。该线已通过由江苏省组织的科技鉴定。来自清华、东 大、上海交大、华中理工大、沈阳铸造所、上海沪东造船厂、戚机厂等单位的著 名专家、学者对该线进行了现场考察和测试,并作出了高度的评价,对我国铸造 旧砂再生技术的这一突破性的进展给予了充分肯定。主题词:水玻璃砂旧砂 热法再生线 酯硬化一. 水玻璃砂正面临着一次新的发展机遇自1947年水玻璃砂CO2吹气硬化方法问世以来,一度由于水玻璃加入量过多 (68%),导致水玻璃砂溃散性差、旧砂再生困难等问题,使其应用受到很大限 制。近年来,随着现代社会对环境的质量要求越来越高,水玻璃砂在环保方面的优势 重新引起铸造工作者的重视。20世纪70年代,随着水玻璃有机酯自硬法、真空 置换硬化(VRH)法、微波烘干法等新工艺相继开发成功并应用于生产,型砂中 水玻璃的加入量减少到CO2吹气硬化法的1/21/3,特别是近年来在水玻璃硬化 机理方面深入研究所取得的进展,加上各种改性水玻璃和溃散剂的开发和应用, 在解决水玻璃砂溃散性、旧砂再生和回
2、用方面取得了突破性进展,这主要表现在:1. 水玻璃砂工艺的改进,使型砂中水玻璃加入量大幅度下降,改善了型砂的溃 散性,降低了旧砂再生的难度。例如:有机酯硬化工艺已经可以使水玻璃加入量 降到1.8%2.8%以下。2. 旧砂再生新工艺、新设备的研究开发成功,为水玻璃旧砂再生提供了前所未 有的有利条件。3. 对水玻璃基础理论研究的深入,为水玻璃旧砂的再生和再生砂的应用提供了 理论指导,使各种物理再生和化学再生方法有机地结合起来,旧砂再生的过程得 到简化。干法再生砂已用于大型铸钢件的背砂和中小型铸钢和铸铁件的单一砂。 旧砂回用率的提高,不但使生产成本降低,而且有利铸件质量提高。使水玻璃砂 膨胀小,高温退让性好和环境污染少的特点得以充分发挥。目前国内水玻璃砂再生方法一般是干法采用较多,其次是湿法。热法则由于设备 的问题,几乎处于空白。“锡南”铸机在热法再生设备方面经过十多年的研究, 终于研制出一套可行的高效热法再生系统,为水玻璃砂的再生开辟了一条可靠、 经济而实用的崭新途径。至此,水玻璃砂应用的两大难题:溃散性和再生回用的突破性进展,加上其自身 的环保优势,使水玻璃砂真正面临着一次新的发展机遇。
3、二. 热法再生的理论基础热法再生的理论依据是:对酯硬化的水玻璃旧砂,将其焙烧到300350C1、2 ,除去水玻璃膜中的自由水、结品水和残留的有机酯(残留酯的分解温度在 300C以上),使水玻璃膜脆化;为防止脆化膜的回韧,必须在焙烧后立即用机械 的撞击和搓擦或气力的冲刷去除残留在旧砂表面已经脆化的水玻璃膜。一般的不焙烧的十法再生,虽然采用了机械的撞击和搓擦,但由于砂粒表面的水 玻璃膜在通常湿度条件下具有一定的韧性,完全去除它比较困难;而且旧砂循环 使用次数多的情况下,残留Na2O和有机酯的积累也恶化了旧砂的质量。这也是 焙烧和不焙烧的区别。三. 热法再生的工艺流程与设备布置热法再生工艺过程中,有四个值得注意的问题:一是加热温度必须在300350C 以上,我们称之为焙烧或高温焙烧;二是焙烧过的旧砂应立即进行再生,效果较 好,否则冷却后的水玻璃膜可能有回韧现象,增加脱膜难度;三是焙烧、再生后 要配置高效的冷却设备。四是二级磁选应该选择在常温的位置。因此,结合通常 的十法再生,一条10t/h的热法再生线。1. 落砂后的旧砂首先经过悬挂式磁选机,去除铁磁物质。2. 在振动破碎机内,将砂块破碎成单
4、颗粒;同时进行筛分,去除粉尘,并进行 初级再生。3. 进入立式焙烧炉,旧砂被加热到300C以上,去除游离水、结品水和部分有 机酯,使水玻璃膜脆化,有利下一步的再生。此工序是热法再生的关键,沈阳铸 造所、上海交大、华中理工等多家研究和试验均表明,旧砂必须加热到300C以 上。4. 焙烧后的旧砂立即进入再生机。本线选用的是双级磨盘再生机,每级一对磨 盘,它利用强力的搓擦,去除已经焙烧脆化的水玻璃膜。这一工序必须紧接着焙 烧后立即进行是因为防止降温后水玻璃膜的吸潮、回韧,影响脱膜效果。5. 再生后进入风选机,将脱下的膜、粉尘等去除。它对保证再生工艺指标及控 制微粉含量具有重要意义。6. 垂直振动沸腾冷却去灰机,这是热法再生工艺应特别考虑的问题。高温焙烧、 再生后的旧砂必须进行冷却。本线选用的冷却设备是我厂多年研制、改进的独家 生产的产品,它不但冷却效率高,而且还具有再生、去粉尘和提升的多种功能, 因此受到很多用户的青睐。7. 第二级磁选是本线的又一个靓点。第一道悬挂磁选在砂团破碎前进行,它主 要完成了在宏观范围内的杂铁的去除功能,但一些砂团内部包含的细小的铁磁物 质或粉粒尚未显露出来,这是其
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