CN105081213B - 覆膜砂循环使用生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种覆膜砂循环使用生产工艺，覆膜砂循环使用生产工艺，其技术方案要点是将废弃的覆膜砂通过破碎、多次过筛、NaOH溶液浸泡、焙烧、冷却、加热、混合搅拌、过滤、注砂等工艺回收再生，使得覆膜砂能够往复循环使用，而且循环的成本非常低，这样能够保护了环境，避免了资源浪费。

Description

覆膜砂循环使用生产工艺

技术领域

本发明涉及一种覆膜砂循环使用生产工艺。

背景技术

现在大多数企业在生产铜件铸品的时候，生产的工艺流程大多是，将铜块熔融成液态铜之后，将液态的铜较注入在带有固定形状的砂箱内经过冷却成品，再将砂箱砸开，里面浇注好的铜件取出来便可，这样整个铜件铸品的加工就完成了。

在现有的在生产技术中，加工砂箱通常是将砂放在专用的箱体内，中间加上型芯压造成型，而使用了之后就废弃掉，这样就会造成资源的大量浪费，而且加工成型砂箱的时候也较为麻烦，比较复杂。因此，对废砂进行回收利用，无论时从社会效益还是从经济效益上讲都意义重大。

现有研究表明，在覆膜砂制作过程中加入硫酸亚铁能够促进快速硬化，从而提高覆膜砂的强度。

目前，本领域通常是采用热再生工艺将覆膜砂旧砂进行循环再利用，该方法中需要对旧砂加热到700℃以上进行焙烧，使其表面的粘结剂膜烧去或烧焦，然后再降温到适合覆膜的温度。但是对于加入了硫酸亚铁的覆膜砂的再生来说，由于存在于树脂中的硫酸亚铁在高温下发生熔融，因此直接煅烧的情况下会导致砂粒结块，从而影响焙烧的效果和后续的覆膜效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种覆膜砂循环使用生产工艺，使用该工艺将砂箱使用完毕后的废砂回收起来，再生成新的砂箱，使得覆膜砂能够往复循环使用，而且循环的成本非常低，这样能够保护了环境，避免了资源浪费。并且对于加入了硫酸亚铁的覆膜砂的再生，能够避免砂粒结块，保证焙烧和覆膜效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种覆膜砂循环使用生产工艺，包括以下步骤：

步骤一、将覆膜砂注造成砂箱；

步骤二、将使用完毕的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；

步骤三、将步骤二中破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的利用50目的筛网对废砂进行筛砂，实现覆膜砂与残留的金属颗粒的分离；

步骤四、将步骤三的废砂浸入10％的NaOH溶液中，搅拌2h，过滤后于70~90℃干燥2h；

步骤五、将步骤四干燥后的覆膜砂经过焙烧炉加热至600~650℃；

步骤六、将高温的覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100~200目的筛网进行筛砂；

步骤七、将步骤六中筛砂出来的覆膜砂通过称重装置将固定重量的覆膜砂加入加热炉中加热至70~90℃；

步骤八、将步骤七中的覆膜砂与树脂、固化剂和硫酸亚铁混合加入搅拌炉中搅拌混合均匀；

步骤九、将步骤八中混合好的覆膜砂经过100~200目的筛网筛砂；

步骤十、将步骤九中的筛选完成的覆膜砂返回至步骤一加工，循环往复。

本发明进一步设置为：所述步骤八中搅拌炉内的比例为：每150kg覆膜砂内加入3.2kg的树脂、1400ml的固化剂以及将2kg硫酸亚铁溶于水的饱和溶液。

本发明进一步设置为：所述步骤一中的覆膜砂通过射芯机往模具内注造成砂箱。

本发明进一步设置为：所述步骤三中的二次破碎是通过传送带将废砂上料至破碎机内，废砂通过破碎机的震动向落砂板上挤压实现破碎。

本发明进一步设置为：所述步骤七中筛好的的覆膜砂经过提斗转移到第一储料筒内，再通过提斗转移至步骤七中的称重装置内。

本发明进一步设置为：所述步骤九中筛好的的覆膜砂经过提斗转移到第二储料筒内储藏，所述步骤十中通过运输车将覆膜砂从第二储料筒转移至射芯机内进行加工。

与现有技术相比，本发明的优点在于，将覆膜砂作为砂箱注造原料，再利用射芯机注造成型，步骤一至步骤九的过程能够将覆膜砂在加工成砂箱破碎之后，重新的利用起来，确保废弃之后的砂箱经过过滤、焙烧、搅拌等工序之后重新变成新沙，能够往复循环使用，大大节约了生产成本。循环过程中只需要加入少量树脂与固化剂便能够完成，用于循环的成本非常的低，具有较强的市场价值。由于NaOH与硫酸亚铁反应，避免了焙烧过程中砂粒结块，保证了焙烧和覆膜的效果。

附图说明

图1为本发明覆膜砂循环使用生产工艺实施例步骤二至步骤九的示意图；

图2为本发明覆膜砂循环使用生产工艺实施例步骤十至步骤一的示意图。

附图标记：1、上料机构；2、破碎机；3、反应炉；4、加热炉；5、焙烧炉；6、冷却炉；7、第一储料筒；8、加热炉； 9、搅拌炉；10、冷却通道；11、第二储料筒；12、砂车；13、射芯机。

具体实施方式

参照图1至图2对本发明覆膜砂循环使用生产工艺实施例做进一步说明。

一种覆膜砂循环使用生产工艺，将原先用于生产砂箱的黑砂替换成覆膜砂，覆膜砂即沙粒表面覆盖有一层固体树脂膜的型砂，覆膜砂具有涣散性好、壳型不起层、热稳定性好、流动性好、加工呈的铸件表面平整。而且其耐高温、脱模性好，这样非常适合用于砂箱的生产制造。

其循环使用需要经过如下步骤：

步骤一，将覆膜砂通过射芯机注造成砂箱，射芯机是利用压缩空气将型砂均匀地射入砂箱预模具内压实，所造砂型尺寸精度高，砂箱两面都有型腔，利用射芯机生产砂箱生产率高，造型速度快。

步骤二，将使用完毕的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离，在生产加工过程中，将浇注完成的砂箱放置在倾斜的滑道内，通过对滑道产生一定的震动，砂箱受到敲击，从而与内部的铸件分离，同时将碎裂开来的废砂收集起来。

在初步破碎过程中时，废砂混合物中会还有大量大小不等的砂团块、烧结块和金属颗粒物，在对废砂进行再生处理前，必须对这些砂团块等破碎并进行适当尺寸粒料的筛选，以筛除烧结块、金属颗粒物及其他的混杂物。

因此接下来需要步骤三，破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的利用50目的筛网对废砂进行筛砂，实现覆膜砂与残留的金属颗粒的分离。二次破碎需要将废砂通过传送带将其转移到破碎机，破碎机内设有落砂板，废砂都堆在落砂板上，整个破碎机不断震动废砂通过自己的重力敲击在落砂板上，落砂板上有50丝宽度的腰形落砂孔，原先的烧结块、砂团块能够被震动打散掉，使其变成细少，然后在经过50目的滤网过滤，这样能够确保废砂基本能够通过滤网，过滤效率较高。

由于废砂中夹杂这许多金属颗粒或者在转移过程中会参杂进石子等，需要在利用50木筛网进行分离确保后续能够稳定的实现加工生产。

步骤四、将步骤三的废砂浸入10％的NaOH溶液中，搅拌2h，过滤后于至70~90℃干燥2h。通过该步操作，使得覆膜砂中的硫酸亚铁转化为氢氧化铁，后者在高温下分解为Fe₂O₃，Fe₂O₃的熔点为1457℃，在后续焚烧过程中不会熔融，从而避免了砂粒结块。

步骤五，干燥后的废砂通过提斗运输至焙烧炉内烧制，经过焙烧炉加热至600~650℃，由于废砂表面都覆盖着树脂，需要进行进一步的烧制，将原先旧的树脂全部都通过烧制蒸发掉，废砂只留下的砂芯，确保后续对覆膜砂进行加工。

步骤六，将高温的覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100~200目的筛网进行筛砂。冷却炉是敞开的，顶部通过风扇对其吹风进行风冷，冷却炉内设有多个通水管，用于通冷却水，这样冷却炉内风冷与水冷双头进行冷却，确保冷却效果，然后在进行筛砂之后通过提斗装入第一储料筒内。由于在废砂内在运输过程中可能会混有一部分的粗砂，并且在焙烧过程中产生了氧化铁颗粒，因此需要利用比步骤三中50目的滤网更加细的100~200目的滤网进行过滤，确保留下来的是符合要求的覆膜砂的砂芯。由于与后续的加工步骤在生产速度上有点差异，这样筛选完成的砂子储存，可以确保下面步骤能够稳定的生产。

步骤七，将步骤六中筛砂出来的覆膜砂通过称重装置将固定重量的覆膜砂加入加热炉中加热至70~90℃。称重装置为市面上公知电子秤之类的称重，达到150KG之后就将其倒入加热炉中加热。

步骤八，将覆膜砂与树脂、固化剂、硫酸亚铁饱和水溶液混合加入搅拌炉中搅拌混合均匀。在步骤七中已经将覆膜砂加热了，加热的温度可以根据相应树脂融化的温度进行相应的调整，在150kg中的覆膜砂中加入3.2kg的树脂、1400ml的固化剂以及将2kg硫酸亚铁溶于水的饱和溶液，树脂、固化剂和硫酸亚铁溶液在温度较高的覆膜砂中不断的进行搅拌，确保砂芯的表面充分、均匀的混合上树脂，从而形成覆膜砂。硫酸亚铁能够促进快速硬化，从而提高覆膜砂的强度。

步骤九，将步骤八中混合好的覆膜砂经过100~200目的筛网筛砂。由于覆膜砂与树脂、固化剂和硫酸亚铁在搅拌的过程中容易形成砂团块，这样就会影响后续覆膜砂的注造成砂箱。该覆膜砂在搅拌完成之后，还通过持续震动的筛箱，筛箱内设有吹气口、筛网，吹起口不断吹动覆膜砂降低温度，使砂团块散开，震动也能够促使砂团块散开。之后再通过筛网进行过滤，确保出来的覆膜砂是符合生产要求的。

步骤十，将生产出来合格的覆膜砂利用提斗将加工好的覆膜砂全部都搬运到第二储料筒内，如果后续需要加工的时候，利用运输车将覆膜砂从第二储料筒内转移出来，将其转移至射芯机上，利用射芯机加工成砂箱，这样就回到了步骤一。

从步骤一至步骤十的加工工艺，往复循环，能够让覆膜砂经过注造成型，之后再将使用过的砂箱经过破碎回收利用，确保将覆膜砂不再浪费，形成使用循环，实现资源的充分利用，也避免了不必要的环境浪费，能够为铜等金属制品的铸造生产大大的降低成本，提高生产效益。

如图1所示，覆膜砂被加工成砂箱之后经过破碎成废砂，通过运输放置成废砂堆，之后再将其加工呈能够再次使用的覆膜砂。上料机构将废砂进行上料，在上料的时候需要进行初步的筛选。上料机构将废砂转移到破碎机里面进行碾压、破碎，破碎的同时在破碎机内需要进行筛选，再将破碎筛选后的废砂浸入10％NaOH溶液中，搅拌2h，过滤后于加热炉至70~90℃干燥2h烘干，然后再通过提斗将筛选的砂转移到焙烧炉内进行加热，烧制。烧好的砂通过冷却炉内进行冷却同时也进行筛选。筛选完的砂放入第一储料筒内缓冲储存。在第一储料筒内的砂取出一定加入加热炉进行加热，再注入搅拌炉与树脂、固化剂和硫酸亚铁进行搅拌，再通过冷却通道的冷却与筛选之后通过提斗装入第二储料筒内，完成覆膜砂从废砂再生的加工。

如图2所示，覆膜砂经过砂车运输从第二储料筒内取出，装入射芯机内，进行砂箱的加工，再将加工完成的砂箱转移到生产线上进行加工。从图1至图2的循环完成对砂箱的生产加工再到废砂的回收再生。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、将覆膜砂注造成砂箱；

步骤二、将使用完毕的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；

步骤三、将步骤二中破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的废砂利用50目的筛网进行筛砂，实现覆膜砂与残留的金属颗粒的分离；

步骤四、将步骤三的废砂浸入10％的NaOH溶液中，搅拌2h，过滤后于70~90℃干燥2h；

步骤五、将步骤四干燥后的覆膜砂经过焙烧炉加热至600~650℃；

步骤六、将高温的覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100~200目的筛网进行筛砂；

步骤七、将步骤六中筛砂出来的覆膜砂通过称重装置将固定重量的覆膜砂加入加热炉中加热至70~90℃；

步骤八、将步骤七中的覆膜砂与树脂、固化剂和硫酸亚铁混合加入搅拌炉中搅拌混合均匀；

步骤九、将步骤八中混合好的覆膜砂经过100~200目的筛网筛砂；

步骤十、将步骤九中的筛选完成的覆膜砂返回至步骤一加工，循环往复。

2.根据权利要求1所述的覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：所述步骤八中搅拌炉内的比例为：每150kg覆膜砂内加入3.2kg的树脂、1400ml的固化剂以及将2kg硫酸亚铁溶于水的饱和溶液。

3.根据权利要求1所述的覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：所述步骤一中的覆膜砂通过射芯机往模具内注造成砂箱。

4.根据权利要求1所述的覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：所述步骤三中的二次破碎是通过传送带将废砂上料至破碎机内，废砂通过破碎机的震动向落砂板上挤压实现破碎。

5.根据权利要求1所述的覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：所述步骤六中筛好的的覆膜砂经过提斗转移到第一储料筒内，再通过提斗转移至步骤七中的称重装置内。

6.根据权利要求3所述的覆膜砂循环使用生产工艺，其特征是：所述步骤九中筛好的覆膜砂经过提斗转移到第二储料筒内储藏，所述步骤十中通过运输车将覆膜砂从第二储料筒转移至射芯机内进行加工。