清洁化低消耗的酯硬化水玻璃型砂工艺.doc

清洁化、低消耗的有机酯水玻璃自硬砂工艺 王红宇 陈祎 邹晓峰 （宁波东电电力设备制造有限公司，浙江宁波315101） 摘要：减少污染、降低消耗是铸造企业可持续发展面临的重要课题。本文重点介 绍自己企业有机酯水玻璃自硬砂工艺的型砂配制和旧砂湿法再生工艺，并通过投入、 消耗、排放等方面的实际情况说明有机酯水玻璃自硬砂工艺是清洁化、低消耗的 型砂工艺。 关键词：型砂工艺；湿法再生；环境；资源；消耗；排放 减少污染，降低消耗，把铸造业办成环境友好型，资源节约型的可持续发展的行业是当代铸造工作者的光荣职责和历史使命。我们愿将在这方面取得的点滴进展介绍给同行，借以抛砖引玉。本文以本厂生产实践为基础，系统地介绍本厂有机酯水玻璃自硬砂工艺应用情况，与同行交流。 1．本厂砂处理简况 本厂铸钢件及耐磨铸铁件砂型生产采用有机酯水玻璃自硬砂工艺，旧砂经湿法再生回用。混砂设备主要是一台“锡南铸机”产‘20吨/小时’的连续混砂机和一台100公斤双搅盘间歇混砂机。日产1600公斤以下的小型铸件10吨左右。人工打箱。打箱下来的砂块通过皮带输送机送进锤式破碎机，边破碎边用水冲洗。破碎的砂和水一起进入洗砂池，砂留在池中，水经滤水孔流进污水池。砂在洗砂池中沥水24小时后通过抓斗、提升机送进三回程烘砂机烘干并除尘、过筛。烘干的再生砂进风冷砂库备用。污水经处理后循环使用。再生砂收得率不低于95%，不排放旧砂。平均每吨铸件消耗新砂不超过100公斤。 2．型砂工艺 2．1 原材料状况 2．1．1 原砂 原砂为福建海砂，日常造型、制芯生产均以再生砂为主，少量砂芯用新砂（用100公斤双搅盘间歇混砂机混新砂），主要为补充原砂损耗。特殊情况下，用少量铬铁矿砂。 2．1．2 水玻璃 水玻璃是宁波本地生产的普通水玻璃。我们应用模数M=2.4、浓度50°Be′和模数M=3.4、浓度38°Be′两种规格的水玻璃，根据工艺需要按一定比例混合后使用。 2．1．3 有机酯 我们应用江苏省宜兴市合兴化工厂生产的有机酯，品种有800、900、901、902、903等型号。我们根据温度（包括气温和砂温）变化和工艺需要选择一种或两种单独或混合使用。 2．1．4 型砂配方工艺 有机酯水玻璃自硬砂的各种工艺性能一般可以通过选用合适的原材料、采用适当的配方工艺获得。就我厂原材料性状及产品质量和生产效率（30分钟左右翻箱脱模）的要求，确定的型砂工艺配方为： 原砂（100）+有机酯（水玻璃量的10～ 图1 硬化剂与水玻璃匹配选择随温度变化关联图 加入量随水玻璃浓度（与一定的模数相对应）的变化而变化。这里的理论依据可参阅?铸造手册?（第2版）第四卷?造型材料?第三章“3.2.2.1 有机酯水玻璃自硬砂硬化机理”。 3．本厂有机酯水玻璃自硬砂的基本工艺性能及应用概况 3．1 本厂有机酯水玻璃自硬砂的基本工艺性能如下： 30分钟强度（抗压）：＞≥2MPa 水分：1.7～＞”中已有说明，不再重述。 图 2 有机酯水玻璃自硬砂旧砂湿法再生系统图 1—开箱落砂斗 2—皮带输送机 3—锤式破碎机 4—洗砂池 5—圆盘给料机 6—提升机 7—加热炉 8—三回程烘砂机 9—振动筛 10—磁滚筒皮带输送机 11—提升机 12—再生砂库 13—湿法除尘器 14—鼓风机 15—污水池 16—絮凝处理池 17—清水池 18—第二级沉淀池 19—第一级沉淀池 20—压滤机 4．3 关于热砂冷却 曾经有人认为湿砂“烘干容易，冷却难”。我们经过努力，在实践中从两个方面破解了这个难题。一是控制烘砂温度，不使其过高，一般控制三回程烘砂机出砂温度在60°C左右，既保证湿砂烘干，又不使冷却太困难。二是将普通砂库改造成风冷砂库，就是往热砂中鼓风，使热砂与冷风均匀地、缓慢地、充分地进行热交换。这种方法能耗不高，砂温可控。条件是需要两座砂库，并有适当库容。 4．4 关于污水处理 旧砂湿法再生，实行污水处理，水循环使用，是实现清洁生产的重要环节。有机酯水玻璃自硬砂旧砂湿法再生产生的污水的特点是PH值高，浊度高。PH值高，是因为污水中溶解了水玻璃；浊度高是因为洗砂后，砂中的粉尘悬浮在水中，污水中有水玻璃溶胶的存在，进一步阻碍悬浮物下沉。 我们对有机酯水玻璃自硬砂旧砂湿法再生产生的污水进行处理的程序如图2中设施编号15～?铸造?2004年第12期论文“铸造工艺和型砂对环境的影响”。为了更清楚地说明问题，引用论文中“含笨环化合物和笨并芘在铸型散发微粒中的总重量及其排序”表如下： 含笨环化合物和笨并芘在铸型散发微粒中的总重量及其排序 型砂 砂铁比 配方(占原砂重) 微粒总量 /mg(排序) 含苯环化合 物/mg(排序) α-苯并芘 /mg(排序) 湿型砂