树脂砂再生工艺

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大家讨论一下树脂砂再生的技术和工艺形式吧   
2 X' U+ N0 n! ^9 a, k3 B大家现在在铸造生产中应用用的树脂砂再生系统工艺形式是什么样的,应用情况和效果如何,有什么优缺点
欢迎讨论

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树脂砂造型工艺以其生产的铸件表面轮廓清晰、光洁，几何精度、尺寸精度高；生产工艺简单易于控制，而越来越为铸造企业接受和应用。这几年随着机械产品质量要求的不断提高，包括材质、尺寸精度，尤其是表面质量要求的提高，树脂砂这一较先进工艺得到了大力的推广。另外随着对原砂的处理及树脂、催化剂、混砂设备、工艺等方面的改进，树脂砂成本得到降低，也大大促进了树脂砂技术的推广。
树脂砂造型的特点：
: M4 {. O% }+ X: C$ t3 k 1、成品率高
6 Y9 B) a2 e" {* o& U  I    铸铁件成品率一般情况下≥92%，较高情况可达96～98%。
0 _( t9 c6 X' m# O( c8 \( b9 U1 V9 R. K 2、表面光洁
    比普通湿型粘土砂造型高2～3个等级，表面粗糙度可达Ra12.5。
3 y9 ?% t! G* c 3、尺寸精度高
& e* r! H3 }' j  q; J    由于型砂强度较高，铸件尺寸精度比一般潮模砂高2个级别，可达IT8～10级。后续加工余量可减少，刀具磨损小。
8 S$ ]- @5 P0 ?( |' y9 a3 O( R  H6 f0 h 4、工艺简洁，易于控制
树脂砂造型工艺属自硬型，工艺要点由设备保证，只要掌握好工艺参数，就完全可以保证铸件质量，所以对操作工的技术素质要求较低，且节省劳动力，减轻劳动强度，车间单位面积的铸件产量比粘土砂烘模工艺翻一番，清砂效率也有大幅提高。同时扬尘点与散落砂少，所以工作环境较整洁。
5、高的工作效率
) \! Q* \5 r- B9 g$ H* f采用树脂砂造型提高了工作效率，单位面积的工作量提高，节约了车间面积。
6、减轻劳动强度
) Q+ J) o- R' d  S/ N7 U/ F树脂砂大大减轻了制芯、造型、落砂、清理工人的劳动强度。
7 t! Q7 h; m7 u/ a; U! u/ K! [" e* f
- g9 N5 Q' U. t2 L7 ~3 e工艺流程如下：
2 p4 t. R5 c7 Q, Y% X落砂机——振动输送机——悬挂磁选机-------1#链式斗提机——1#砂斗——振动给料机——破碎机——2#斗提机——惯通式磁选机——2#砂斗——3#斗提机——3#砂斗——4#斗提机——再生机——风选机——5#斗提机——砂温调节器————6#斗提机——4#砂斗——气力输送罐----—固定双臂混砂机

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1、落砂系统
浇注冷却后的铸型，由行车吊运至落砂机进行落砂，砂铁分离后铸件运到清理工部，旧砂进入振动输送机，在振动输送机上方设置悬挂磁选机去除含铁物质，而后进入环链式斗提机，经提升后进入中间砂库。
0 u: g6 ]5 d, x2 ~8 a+ t5 B7 n落砂时由吹吸式除尘罩隔离，顶部吊车进出口处配置隔离风幕。磁选物落入碎铁小车由电动葫芦从地坑内吊出。
0 p" B7 E! L7 \7 e4 R9 O& E2、破碎再生系统
' ^/ C- G$ W1 [. Y1 c  ?4 |1#砂斗中的旧砂块由振动给料机给破碎机均匀加料，旧砂在破碎机中完成破碎、初再生及筛分，筛分后小于3mm的旧砂通过斗提机进入贯通式磁选机进行二级磁选，而后进入再生机与反击圈的搓擦、撞击后去除表面的惰性物，保证脱膜率和旧砂的回用率，再进入风选机去除旧砂中的杂物（包括碳化的涂料层、滤网等）和微粉。
$ }8 h1 k3 L) c& j8 _3、砂温调节系统
# ^* L0 u  s# G6 o7 g2#砂斗中的旧砂通过砂温调节器调节砂温，使砂温≤35℃满足使用要求，经斗提机送入3#砂斗。
$ w# o" P' H; b1 v; C4、新、旧砂输送、混砂系统
干新砂用汽车运输，通过人工加入地栅格，斗提机提升后进入新砂库储存。
新、旧砂由气控定量抽板阀定量后由气力输送装置送至混砂机上方的混砂日耗斗定量进入混砂机，加树脂、固化剂混制成所需要的型砂放入砂箱中。
5、除尘系统
为了满足工艺要求和防止环境污染，本方案除配置合理的除尘系统外，对磁选物、破碎筛分后的废料采用了专用的收集小车，地坑内的碎铁小车通过电动葫芦吊运至地面后运出，有效解决了废料的跑冒滴漏现象，保证了环境的清洁。
共设置二套主除尘系统：一套用于落砂部分等设备的抽风点；一套用于破碎机、再生机及风选机等的抽风点。
! [2 W% \4 O7 ?混砂机及其砂斗配备一台单点布袋除尘器，设二路除尘分支，一路用于混砂机沸腾装置进一步降低砂中的微粉含量和出砂口抽异味，另一路与气力输送联锁控制，用于气力输送的卸料除尘。

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高速运转的碗状盘使得后面的砂粒与碗内成倒锥形的砂粒高速搓擦，近似于砂粒与砂轮在搓擦，在此之前，下落的砂粒由于离心速度大于重力加速度，砂粒成涡流运动轨迹，砂流作穿插撞击，以及与再生盘抛出的砂流发生穿插冲撞，这样软再生与硬再生各自的优点有机地结合于一体，在该设备上均能体现出来，从而去除惰性膜、圆整砂粒。
旧砂破损率低，软硬再生结合，脱膜充分，再生砂性能稳定。
& E8 p8 N7 [$ ?+ H7 u采用深型回转盘，增加盘中砂量和停留时间，有利于增加砂粒之间的磨擦。开机时回转盘延时启动，提高磨擦效果，减少盘体磨损。
采用迷宫、密封圈密封，保护轴承。
设除尘口，且为下进风上排风形式，有利于除尘。
( E7 G* Z* A5 [. z8 p6 D回转盘经动平衡试验校正。
+ }/ d( X) `) G+ H; H8 h与旋转叶轮型离心式再生机相比，砂粒不易破碎；与浅盘型离心再生机相比，磨擦时间长，有利于脱膜再生；与气流冲击式再生机相比，动力消耗少，脱膜率高；与振动式再生机相比，脱膜效果好，工作噪音低。

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除砂块破碎机外，再生机及风选调温器是再生系统的主要设备。而除用呋喃树脂砂工艺生产一般铸铁件外，无论采取何种工艺，均需对旧砂进行强力再生。过去，国内使用较多的是用日本技术生产的离心再生机及气流冲击再生机。前者装机功率大（每级22kw），易损件多且更换频繁。后者配备大功率的高压罗氏风机，运行噪声大，易损件多，两种再生机脱膜效果较好，但砂粒破碎较多，造成设备使用成本高，再生费用大，使用并不理想。近两年，参考国外技术在软再生基础上开发生产了强力磨擦再生机，其基本原理是砂子在高密度沸腾状态下，高速旋转的磨轮组（两组逆向旋转）对砂子进行不断磨擦，从而获得理想的脱膜效果。磨轮采用硬质合金喷焊，工作寿命可达4000小时，“软硬结合”的结果避免了大量易损件的产生，提高了设备的可靠性。再生后的砂子粒度更加圆整，脱膜率可达40%以上，且其生产率可根据脱膜率要求任意调整，进一步扩大了工艺适用面，可广泛用于几种自硬砂的强力再生。国内几家用户使用结果表明使用效果良好，比之原来的再生机有了长足的进步。
无论对于哪种自硬砂工艺，再生过程中的风选及调温均对铸件质量起着举足轻重的作用。传统的日本技术，往往只重视脱膜而忽略了风选的重要性，甚至在再生系统中不配置专用的风选设备，而我国在日本技术基础上制定的自硬砂工艺标准（如微粉含量＜0.8%＝也相对较低。生产实践证明根据铸件生产技术要求必须对微粉含量引起足够重视。无锡某机床厂用呋喃树脂砂生产铸件涨箱、气孔缺陷居高不下，陕西某厂用水玻璃砂生产铸钢件，铸型表面强度低，造成铸件缺陷，均是再生砂微粉含量高造成的结果。通过设备改进，这些缺陷马上得以有效控制。对此，串接式风选技术比较简单实用，又能对流量及负压进行有效控制，微粉含量可控制在0.2%以下，具有优越的风选效果，如果在系统设计中能配备专用除尘器则效果更佳。
砂温对生产的影响显而易见，砂温过高（比如＞35℃）硬化较快，型砂流动性变差，硬化后铸型变脆，强度低，极易造成铸造缺陷。规模生产或造型线生产的铸造车间应对砂温的调节引起重视。对于一般地区的铸造车间，由于砂子导热系数低，散热慢，一般无须考虑升温，而主要是降温问题。实践表明沸腾冷却床其调温原理决定其很难将砂温降到合适的30℃以下，能源消耗也相对较大。翅片式冷却调温器通过砂温检测对水量进行控制容易实现对砂温的精确控制，但如果筛分不好容易造成堵塞。近来对其进行改进，应该能取得较好效果。另外，对规模生产或造型线生产的铸造车间来说，由于生产量大，砂子周转快，一般情况下配备冷冻机更为理想。

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关于自硬砂再生设备
自硬砂再生设备选择是能否用自硬砂工艺在适应生产规模及成本控制条件下生产出高质量铸件的关键。自硬砂再生系统一般由破碎、再生、风选、调温以及与之配套的输送及除尘系统组成，根据不同的生产及工艺要求做一些相应的增减。
2．1再生设备选择注意事项
近20年来，我国的自硬砂再生设备有了较大的发展，从最初的仿制日本技术，到后来的引进欧洲技术、展开技术合作并通过生产实践得以不断改进，基本上满足生产要求。目前国内市场上流行的设备，如果硬按技术类别分的话，基本上可分为日本太阳技术、日本新东技术、德国FAT技术、德国克莱茵技术、意大利IMF技术等几个类别，或根据工艺要求及生产厂家的不同而采用几种技术的组合。对此，大家均有一定的了解，现根据近几年的实践经验就再生设备的选择谈一点看法。
2．1．1 自硬砂再生费用是影响铸件成本的主要因素，在选择设备时，应考虑使用成本。自硬砂再生费用主要由能源消耗、维修费用、砂回收率等组成。一般用户往往忽略前两项指标对经济效益的影响，而单纯追求设备价格及砂回收率、LOI值等指标。当然在满足同等技术要求（能生产出合格铸件）情况下，出于成本及环保的要求，砂回收率越高越好，这是勿容置疑的。同样选择适当的设备，在满足工艺要求的LOI值及微粉含量的情况下，尽量降低能源消耗、保证设备可靠性、减少维修费用，无疑具有长远的意义。
首先，再生砂的技术指标应围绕工艺要求进行选择。比如LOI值是衡量脱膜率的重要指标，一般灰铁件采用呋喃树脂砂生产，实验证明LOI值在3%左右完全可以满足工艺要求，而有的用户一提就是2.5%以下，碱酚醛生产一般铸钢件，实践证明LOI值在2.5%左右可以满足工艺要求，而有的用户要求在2.0%，这无疑会增加设备投资及再生成本。欧洲人主张把设备和工艺结合起来考虑，一般情况下多在工艺上采取措施，比如减少树脂加入量（确定合理的浇注强度）及铁砂比、改善浇注系统及浇注工艺等，以降低生产费用，无疑是聪明的办法。
  r' Y, S+ y" m. o# f6 L+ L其次，设备的可靠性及维护费用应引起足够的重视。自硬砂设备的可靠性一般可以通过加工手段、配置水平及运动部件的多少来判定，当然，用户的介绍更能说明问题。大家都知道，同样的原理甚至同样的图纸，加工手段不一样、管理水平跟不上，结果会完全不同。大连某机床厂及烟台某铸造厂原来使用的破碎再生机，均类似于某德国公司技术，分别由国内两家公司生产，一台不到两个月即开焊，一台不到三个月即换一次振动电机，而同样的生产条件，济南二机床生产的设备连续使用两年没有任何问题，其中的效益问题不言自明。还比如有的再生机，再生原理决定其有大量的耐磨易损件，其更换频繁且价格较高，无疑会增加生产成本。同样，再生设备中采用大量的运动部件及振动设备等，由于作业环境及操作人员素质等原因，设备易出现故障，而影响设备的可靠性，从而降低生产效率，增加生产成本。
6 O3 @/ l! {$ G- I) S. M第三，铸造生产本身是能耗大户，在满足工艺要求前提下，尽量减少装机容量，利用固有资源，对长远经济效益具有重要的意义。
$ t; X' F1 s) G  v" ?* t& U  V2．1．2 在充分进行工艺论证的基础上合理选择再生设备。随着我国自硬砂工艺技术的推广，广大铸造工作者在生产实践中积累了大量的经验。自硬砂工艺技术也越来越成熟、可靠、实用，新上自硬砂工艺技术项目应吸取先行者的经验教训，在充分进行工艺论证的基础上合理选择再生设备。
如前所述，呋喃树脂砂工艺应用比较成熟，非常适用于一般铸件的单件小批量生产，如机床铸件、工程机械铸件、矿山机械类铸件、造纸机械铸件、风机泵体类铸件等等。大量的生产实践证明，只要工艺及管理得当，脱膜率的多少反而不是关键因素，潍坊某铸造车间LOI值甚至在4%以上，铸件质量指标一样较好。为保证铸件质量，这类铸件的生产厂家越来越意识到砂温及微粉含量指标的重要性，实践证明其对粘砂、气孔等缺陷起着重要的作用。有的厂家甚至“提出脱膜率无所谓、关键是砂温及微粉含量”这一观点，无疑是生产实践的总结。我公司按德国技术提供的再生线，用砂块破碎加撞击再生组合，对于这一类铸件的生产非常实用，且投资少、成本低。当然，如果用呋喃树脂砂工艺还要生产一些薄壁复杂铸件、球铁件甚至铸钢件，则须对脱膜率进行适当的控制，除上述两级再生外，再增加一级强力磨擦再生，以控制LOI值，保证满足工艺要求。Pep—set树脂工艺与呋喃树脂砂的设备配置基本相同。
; D+ J% z6 P  N5 q% `碱酚醛树脂砂工艺主要用于铸钢件生产，由于铸钢浇注温度高，对发气量比较敏感，因此对脱膜以及风选有较高的要求，LOI值一般控制在2.5%左右，微粉含量越低越好，以降低发气量，提高型砂透气性。在设备选择上与呋喃树脂砂的第二种情况基本相同。酚醛树脂与呋喃树脂相比粘性稍大，早期使用的用户在再生之前进行加热处理，以提高脱膜效果。从近几年的使用实践来看，没有必要，新上项目均取消了这一工序，通过科学的系统设计完全可以解决。此外，再生后的风选应引起高度重视，以除尽再生过程中产生的微粉。
5 Y) _! ~! }" r% i新型脂硬化水玻璃砂近两年在国内得以推广，其再生设备的研究及生产也以各种方式展开。根据铸件特点及生产特性要求，有采用干法再生，也有采用湿法再生，有采用简单的一般自硬砂的再生方法，也有采用高温焙烧的干法再生方法或干湿法相结合的再生方法，工艺要求不同，生产规模不同，使用情况差别较大。尽管形成规模生产的相对较少，但认识逐步趋于统一。一般认为水玻璃砂旧砂有以下特性：
$ M* ^) K4 y& W4 }( `（1）砂粒上残留粘结剂膜在高温浇注后不能燃烧分解，而形成一种低熔点的硅酸钠胶牢固地粘附在砂粒表面；
: h3 `$ K& N8 T0 j1 U" f2 N（2）砂块破碎后，砂粒表面的残留硅酸钠胶、盐等具有很强的吸湿性，而增加砂粒表面粘度；
9 m! J! F3 `+ g. g+ o7 U) y: ]2 y（3）再生砂粒表面上残留的高模数水玻璃、残留脂、盐等对再生砂的强度、可使用时间等有较大影响；
* q0 T$ ]9 C1 |( J* ^（4）干法再生前对旧砂进行加热预处理可提高再生的脱膜效果。
这些特点决定脂硬化水玻璃砂的再生较一般自硬砂再生困难，有的厂家没有采用加热，再生后砂粒表面残留物较多，再生砂得不到单一砂（或面砂）使用要求，只能作为背砂使用，作面砂时则需加入大量新砂（如50%）。实验表明，水玻璃旧砂经破碎后，进行加热处理，再进行干法再生，所得再生砂的性能与其加热温度有很大关系，粘结强度随加热温度增加而增加，当加热温度达到320℃以上时，干法再生砂的强度及可使用时间可以满足单一砂的使用要求。可见水玻璃砂再生前，加热很关键，保证好的再生效果，加热温度须达到320℃以上。致于破碎和再生可选择与一般自硬砂同样的设备，考虑其固有特性，与一般自硬砂相比，设备的额定生产率须相应加大。除此之外，还有一个问题值得注意，那就是再生后的风选调温，由于其吸湿性极强，简单的除尘难以风选彻底，调温过程中由于温度降低而增加“吸湿”倾向而造成砂粒表面发粘，在处理过程中须采取相应措施，选用设备时应引起足够重视。

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自硬砂工艺的选择
自硬砂工艺是指在常温下，型砂能自行硬化并获得浇注要求强度的造型工艺的统称。近几年得以较快发展的自硬砂主要有：呋喃树脂自硬砂、碱酚醛脂硬化自硬砂、脲脘树脂自硬砂（Pep—set自硬砂）、脂硬化改性水玻璃自硬砂。这些自硬砂各有优缺点，应根据各企业不同的生产及产品特点择优选用。
1．1呋喃树脂自硬砂： 这是应用最多、最广、工艺最成熟的自硬砂，而且相对铸件成本较低、旧砂利用率高、旧砂再生简单，是技术改造的首选自硬砂工艺。呋喃树脂砂在灰铁、球铁、铸钢、有色等铸造中都得到极其广泛地应用。但是由于呋喃树脂砂高温退让性差，树脂中含有较高的N，固化剂中含有S，因此一些壁厚不匀的铸钢件容易造成热裂，厚大铸钢件易造成N气孔，一些高牌号球铁件易造成球化衰退，一些低碳铸钢件还易造成增碳，在选用工艺及选用树脂种类时应引起足够重视。这种工艺一般用于单件小批量生产性质的铸铁生产中。
1．2碱酚醛脂硬化树脂自硬砂： 其是为克服呋喃树脂自硬砂的一些缺点发展起来的，国外称α—set工艺。由于其完全不含N，固化剂不含S，用于铸钢、合金钢铸件不会产生N气孔、针孔缺陷。由于碱酚醛树脂砂常温下只有部分树脂发生交联反应，在浇注金属受热时还有一个再硬化的过程，因此这种树脂砂的高温尺寸稳定性好，铸件尺寸精度高，因此在铸钢特别是合金钢件、大型铸钢件的生产上应用愈来愈广。但碱酚醛树脂砂常温强度较低，树脂加入量较大，铸件成本较高。碱酚醛树脂砂的硬化剂是有机脂，调节硬化时间只能用脂的品种而不能用加入量调节。另外酚醛树脂粘度较大，可存放期短，使用中需要注意。
1．3酚脲烷树脂自硬砂（Pep—set工艺）： Pep—set工艺在近两年发展较快，其综合了呋喃树脂与碱酚醛树脂和特点，进一步提高了工艺适应性，其具有优越的硬化特性的同时也具有较好的高温退让性。硬化时间可以在0.5~15分钟内调整，生产效率高，有利用造型线批量生产。通过三种粘结剂组元比例的调整，可以保证足够长的可使用时间，一旦开始固化又能迅速达到浇注强度，具有较好的浇注性能及工作时间/起模时间比特性。由于高温退让性好，可以生产薄壁复杂件而不必担心铸件裂纹，既适应铸件、铸钢，也广泛用于有色合金铸件的生产，克服了呋喃树脂砂的性能缺陷，工艺适应性较强。同时对涂料要求较低，一般铸铁件不刷涂料而通过一些添加剂也能生产出表面光洁的铸件。对再生设备的要求及回收率与前两种工艺基本相同，而混砂设备需要增加一套液料系统且流量控制要求精确度较高。
Pep—set工艺一般用于薄壁复杂铸件（铸铁、铸钢、铸铝）的生产，也适宜于自动化造型线作业。对多材质、小批量生产性质也有一定适应性。
1．4脂硬化改性水玻璃砂工艺： 这是为克服CO2水玻璃砂的两大难题（溃散性差、旧砂再生难）而开发的新一代水玻璃自硬砂。其基本原理是通过加入一定量的改性剂以提高水玻璃的粘结强度、降低型砂中水玻璃加入量，采用这种工艺能使水玻璃加入量降低到2.5~3.0%，溃散性接近树脂砂。该自硬砂继承了CO2水玻璃砂高温退让性好的优点，而且环保效果较好，因而在铸钢生产上得到应用。铁路提速而取消水爆清砂后，在铁路系统广泛用于摇枕、侧架铸件（薄壁复杂件）的生产。
2 F/ F0 P* i" F, w  p% v$ B+ f" |该种工艺的粘结剂价格较之碱酚醛及Pep—set相对低一点，但一般机械再生的砂回收率只能达到80%左右，再生成本也相对较高，据一些用户反映其工艺稳定性相对差一点，可使用时间及强度随循环次数变化较大，再生砂做面砂使用时必须加入大量新砂。因此，该种工艺一般用于有特殊要求的铸钢件生产上，规模生产时应慎重选择。

dwgcbcj

好样的,资料不错,正用得着,谢谢

roughcasting

好东西，很有帮助，学习。

mysuncool0315

树脂砂能用于合金铸钢件吗?我们的情况不太好.

sting811

当然可以啊，我们公司前段时间浇了一个100多吨的铸钢件，用的就是树脂砂。

hgy207ts

楼主lenfeng116(风过水无痕)：请问您哪有树脂砂再生简易设备的图纸吗？

kllkll

确实都是高见,值得拜读,谢谢各位楼上客!

linfeng116

12楼主
我们就做树脂砂再生设备,你如果需要可以给我留言或者发论坛短信给我
# x' [4 \1 ?( O& V( C" Q
[ 本帖最后由 linfeng116 于 2006-11-24 20:46 编辑 ]

muran.nan

讲的很好，值得一读！

scdrcast

树脂砂没用过,但是树脂砂的气味到是领教过,真受不了

hmj1689

谢谢分享。。。。！

qingchun521

很实用哦，谢谢分享