CN105964900A - 一种铸造用覆膜砂再生利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造用覆膜砂再生利用工艺。该工艺按以下步骤具体进行：将使用过的砂箱进行初步破碎；将破碎废砂进行二次破碎，废砂筛选；将上述的废砂浸入60～100℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量5‑10％的原砂，碱性溶液循环、搅拌24～48h，然后过滤、干燥；将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热5‑10min；将覆膜砂转移至冷却炉冷却，筛砂、收集储存待用。本发明工艺将废砂利用碱性溶液在80‑100℃的温度下浸泡、循环搅拌，溶解覆膜砂表面的一部分树脂和固化剂，再通过射频炉的作用，除去剩余的树脂和固化剂，实现了覆膜砂的再生。
Description
技术领域
本发明属于传统铸造技术领域，尤其涉及一种铸造用覆膜砂再生利用工艺。
背景技术
覆膜砂，砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂，有冷法和热法两种覆膜工艺：冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂：热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂，可以用于铸钢件、铸铁件。但是覆膜砂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。
中国发明专利(CN105081213A)公开了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、将步骤五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。
中国发明专利(CN103406490A)公开了一种铸造废砂再生回用方法，包括以下步骤：废砂的前处理：原废砂通过封闭式栅格卸料机除去废旧垃圾，然后经过悬挂式磁选机除去废铁，再经过直线振动筛除去大颗粒废砂，最后通过贯通式磁选机除去废铁屑，进入废砂储罐存放；废砂的清洗：经过前处理的废砂通过砂泵输送入清洗区，首先通入砂水分离机脱除部分水分，然后进入擦洗组合缸擦洗，通过缓冲浓缩罐沉降浓缩，最后经过脱水筛脱去部分水分；干燥：废砂经过上述处理后去低温干燥或高温焙烧，得到再生砂，放入再生砂罐储存；再生砂的覆膜处理：计量的再生砂通过加热器加热到一定温度，与胶黏剂一同放入覆膜砂搅拌机中，搅拌均匀，冷却至常温，得到覆膜砂，放入成品砂储存斗中。
上述的两种方法中要么采用高温焙烧的方式，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，能耗高，不利于企业的节能减排；要么采用机械处理的方式，这样一来造成砂体磨损严重，覆膜砂重复使用的次数大大降低。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，实现覆膜砂的再生利用，达到节能减排，避免资源浪费，保护自然环境，提高覆膜砂的重复使用次数。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的废砂利用30～50目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入60～100℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量5-10％的原砂，碱性溶液循环、搅拌24～48h，然后过滤、干燥；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热5-10min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100～200目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
进一步的，在步骤S103中，所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为15～20％，碱性溶液可以使得覆膜砂表面的树脂和固化剂部分溶解。
进一步的，在步骤S103中，所述碱性溶液的温度控制在80～100℃。
进一步的，在步骤S103中，所述原砂的颗粒度为50～100目，一方面该原砂可以作为骨料填充到覆膜砂中，另一方面粗颗粒的原砂(相对原有覆膜砂中的原砂)在搅拌过程可以作为研磨介质，被碱性溶液浸泡的覆膜砂表层，在原砂的作用下，出现裂纹或毛孔，加速树脂和固化剂与碱性溶液反应。
与现有技术相比，有益效果是：本发明工艺步骤衔接有序，将废砂利用碱性溶液在80-100℃的温度下浸泡、循环搅拌，溶解覆膜砂表面的一部分树脂和固化剂，再通过射频炉的作用，除去剩余的树脂和固化剂，实现了覆膜砂的再生，再生砂使用时，能减少铸件的变形、毛刺等缺陷，废砂再生时，还使硅砂表面树脂膜及硅土金属氧化物等杂质剥离，提高硅砂中硅氧键活性，可使再生砂代替原砂生产覆膜砂时提高包覆性，增加砂强度，防止铸件粘砂和气孔。
具体实施方式
下面就通过这个给出的实施例来对本发明铸造用覆膜砂再生利用工艺进行示例性说明。
实施例1
一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的废砂利用30目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入80℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量10％的原砂，碱性溶液循环、搅拌48h，然后过滤、干燥；所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为20％，碱性溶液可以使得覆膜砂表面的树脂和固化剂部分溶解；所述原砂的颗粒度为50目，一方面该原砂可以作为骨料填充到覆膜砂中，另一方面粗颗粒的原砂(相对原有覆膜砂中的原砂)在搅拌过程可以作为研磨介质，被碱性溶液浸泡的覆膜砂表层，在原砂的作用下，出现裂纹或毛孔，加速树脂和固化剂与碱性溶液反应；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热10min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
实施例2
一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述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目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入100℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量8％的原砂，碱性溶液循环、搅拌24h，然后过滤、干燥；所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为15％，碱性溶液可以使得覆膜砂表面的树脂和固化剂部分溶解；所述原砂的颗粒度为50目，一方面该原砂可以作为骨料填充到覆膜砂中，另一方面粗颗粒的原砂(相对原有覆膜砂中的原砂)在搅拌过程可以作为研磨介质，被碱性溶液浸泡的覆膜砂表层，在原砂的作用下，出现裂纹或毛孔，加速树脂和固化剂与碱性溶液反应；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热5min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用150目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
实施例3
一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述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目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入60℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量5％的原砂，碱性溶液循环、搅拌48h，然后过滤、干燥；所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为20％，碱性溶液可以使得覆膜砂表面的树脂和固化剂部分溶解；所述原砂的颗粒度为50目，一方面该原砂可以作为骨料填充到覆膜砂中，另一方面粗颗粒的原砂(相对原有覆膜砂中的原砂)在搅拌过程可以作为研磨介质，被碱性溶液浸泡的覆膜砂表层，在原砂的作用下，出现裂纹或毛孔，加速树脂和固化剂与碱性溶液反应；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热8min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用200目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
实施例4
一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的废砂利用40目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入100℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量6％的原砂，碱性溶液循环、搅拌36h，然后过滤、干燥；所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为20％，碱性溶液可以使得覆膜砂表面的树脂和固化剂部分溶解；所述原砂的颗粒度为50目，一方面该原砂可以作为骨料填充到覆膜砂中，另一方面粗颗粒的原砂(相对原有覆膜砂中的原砂)在搅拌过程可以作为研磨介质，被碱性溶液浸泡的覆膜砂表层，在原砂的作用下，出现裂纹或毛孔，加速树脂和固化剂与碱性溶液反应；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热10min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
将上述实施例1-4得到的再生砂分级使再生过程更加有目标性的控制，便于生产和减少成本，并在废砂再生生产中有长达一年的生产实践。
表1原砂与再生砂性能对比
| 名称 | 热膨胀率％ | 发气量ml/g | 砂的强度 | 金属氧化物 |
| 原砂 | 1.2-1.5 | 4.2 | 1 | <1.1％ |
| 再生砂 | 0.5 | 0.6 | 1.12 | <0.5％ |
再生砂与原砂都是用于树脂砂加工或铸造造型，通过性能指标对比表1可以看出，再生砂的使用性能比原砂有显著提高。
Claims (4)
1.一种铸造用覆膜砂再生利用工艺，其特征在于，按以下步骤具体进行：
步骤S101、将使用过的砂箱进行初步破碎，实现砂箱与铸件分离；
步骤S102、将上述破碎的废砂收集进行二次破碎，并对破碎之后的废砂利用30～50目的筛网进行筛选，使得覆膜砂与残留的大颗粒金属的分离；
步骤S103、将上述的废砂浸入60～100℃的碱性溶液中，并向其中加入占废砂总量5-10％的原砂，碱性溶液循环、搅拌24～48h，然后过滤、干燥；
步骤S104、将上述干燥后的覆膜砂装入瓷质盒中置于射频炉中，加热5-10min；
步骤S105、将覆膜砂转移至冷却炉冷却，并利用100～200目的筛网进行筛砂；收集储存待用。
2.根据权利要求1所述的铸造用覆膜砂再生利用工艺，其特征在于，在步骤S103中，所述碱性溶液由氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸氢钾中的至少两种物质组合而成，其混合物的质量浓度为15～20％。
3.根据权利要求1或2所述的铸造用覆膜砂再生利用工艺，其特征在于，在步骤S103中，所述碱性溶液的温度控制在80～100℃。
4.根据权利要求1或2所述的铸造用覆膜砂再生利用工艺，其特征在于，在步骤S103中，所述原砂的颗粒度为50～100目。
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