Quality control parameters the regeneration of silica sand need to pay attention to

21世紀(jì)以來(lái)，綠色環(huán)保一直是企業(yè)關(guān)注的主題，鑄造行業(yè)作為“污染大戶”也在不斷思考如何能夠減少污染，達(dá)到環(huán)保的目的。在砂型鑄造中，廢砂的排放往往對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大污染，故而大部分鑄造企業(yè)都已建立砂回用系統(tǒng)，但是通過(guò)砂回用系統(tǒng)再生后的硅砂并不一定能夠滿足造型需要，這要求我們對(duì)再生砂的質(zhì)量進(jìn)行控制。下面通過(guò)對(duì)再生硅砂的各個(gè)重要參數(shù)來(lái)說(shuō)明對(duì)再生硅砂的質(zhì)量控制。

1.水分

酯硬化水玻璃砂的反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)脫水過(guò)程，因此對(duì)原砂水分較為敏感。如果原砂中水分含量過(guò)高，生產(chǎn)的型砂就會(huì)強(qiáng)度不夠，影響生產(chǎn)。在大量使用再生硅砂的情況下，我們必須對(duì)其水分含量進(jìn)行控制，一般控制在≤0.5%。

我公司的再生砂回用系統(tǒng)采用的是干式熱法再生系統(tǒng)，夏天潮濕季節(jié)，我們發(fā)現(xiàn)舊砂會(huì)吸潮凝結(jié)成塊，這要求舊砂在進(jìn)砂回用系統(tǒng)前，應(yīng)先把潮濕舊砂剔除，保證砂回用系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，焙燒后的舊砂在冷卻過(guò)程中也易吸潮造成管道堵塞，因此要經(jīng)常對(duì)管道進(jìn)行維護(hù)。

2.粒度

粒度的要求應(yīng)與型砂的種類及造型要求相關(guān)。我公司主要生產(chǎn)大型鑄件，對(duì)砂型強(qiáng)度要求較高，對(duì)再生砂粒度要求其主粒度含量不少于75%，微粉含量不高于0.8%。

一般情況下再生砂的粒度主粒度含量都能夠合格，產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因是微粉含量過(guò)高。砂回用系統(tǒng)的主要作用是通過(guò)機(jī)械方法去除硅砂表面附著的水玻璃膜，在碰撞摩擦中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，如果不能將這些粉塵分離排出，那么微粉含量將會(huì)非常高。通過(guò)對(duì)砂再生系統(tǒng)除塵設(shè)備的各級(jí)除塵，可以達(dá)到微粉含量不高于0.8%的要求。如果再生砂微粉含量過(guò)高，通過(guò)檢測(cè)各級(jí)除塵設(shè)備是否正常并提高設(shè)備除塵能力來(lái)進(jìn)行控制。

3.殘余Na₂O含量

殘余Na₂O含量是再生硅砂最重要的參數(shù)，它代表了砂再生系統(tǒng)最重要的能力，就是再生砂中包含的殘余水玻璃及固化劑的數(shù)量。如果殘余Na₂O含量過(guò)高，那么型砂的可使用時(shí)間會(huì)極短，同時(shí)強(qiáng)度也會(huì)大幅下降。

殘余Na₂O含量的降低需要整個(gè)型砂系統(tǒng)的整體調(diào)節(jié)，舊砂進(jìn)入砂再生系統(tǒng)后，通過(guò)破碎機(jī)使砂塊破碎成砂粒，再通過(guò)焙燒爐使硅砂表面的水玻璃膜軟化，接著通過(guò)搓擦機(jī)使水玻璃膜脫落，然后是通過(guò)離心機(jī)進(jìn)一步去除舊砂中的水玻璃及固化劑，最后冷卻得到再生硅砂。要達(dá)到最好的脫膜效果，需要保證每一級(jí)設(shè)備都達(dá)到良好運(yùn)行的目的，最終才能得到合格的再生硅砂。

在生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，容易產(chǎn)生問(wèn)題的有以下幾個(gè)方面：

（1）焙燒爐的溫度不夠，不能達(dá)到水玻璃膜軟化的目的，這就要求對(duì)焙燒爐的溫度進(jìn)行監(jiān)控，使其能滿足技術(shù)要求。我們通過(guò)增加熱電偶的數(shù)量，合理安排熱電偶的位置，從而達(dá)到監(jiān)控爐溫的目的，最終達(dá)到軟化水玻璃的目的。

（2）搓擦機(jī)能力不足，通過(guò)對(duì)各級(jí)處理后舊砂中殘余Na₂O含量的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)搓擦機(jī)能力不夠穩(wěn)定。通過(guò)查找原因，我們發(fā)現(xiàn)搓擦機(jī)的搓擦片在一段時(shí)間后磨損不一，導(dǎo)致搓擦能力也不一，所以搓擦效果也時(shí)好時(shí)壞。通過(guò)對(duì)搓擦機(jī)搓擦片的定期檢查，我們將搓擦機(jī)的能力穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，使其能夠達(dá)到搓擦效果。

在設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)調(diào)整后，若還需要進(jìn)一步降低殘余Na₂O含量，可以從降低水玻璃及固化劑的加入量著手，通過(guò)型砂強(qiáng)度試驗(yàn)確定水玻璃加入量是否可以降低，以及降低的幅度大小，最終達(dá)到進(jìn)一步降低殘余Na₂O含量的目的。

結(jié)語(yǔ)

再生硅砂的大量使用可以大幅降低成本，減少污染。因此，通過(guò)對(duì)再生砂水分、粒度及殘余Na₂O含量的控制，使再生砂質(zhì)量合格具有重大的意義。

本文通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：

（1）舊砂中吸潮嚴(yán)重的型砂應(yīng)予以剔除。

（2）焙燒爐中的熱電偶應(yīng)該合理分布。

（3）搓擦機(jī)的搓擦片應(yīng)該定期檢查及更換。

（4）舊砂冷卻過(guò)程中注意冷凝吸潮導(dǎo)致管道堵塞。

（5）整個(gè)砂回用系統(tǒng)的除塵設(shè)備能力應(yīng)予以關(guān)注。

（6）型砂中水玻璃及固化劑的加入量應(yīng)盡可能低。

作者：王猛、趙文博，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司。