砂再生、顆粒凈化的工藝流程設計

吳 劍

（江陰智銘鑄造裝備應用技術設計室，江蘇江陰 214400）

在鑄造廢舊砂再生處理工藝類型中，通常采用干法、熱法、濕法和聯合再生工藝處理。熱法再生一般常用焙燒爐燃燒的手段來實施。焙燒爐燃燒的原料有天然氣、煤氣、輕油等介質，也有燃燒煤、焦的形式，但污染比較嚴重，目前已屬于淘汰的工藝類型。

而天然氣燃燒是目前鑄造行業廣泛應用的一種工藝手段。但是存在的問題是天然氣應用成本高，一般中小型鑄造企業在舊砂再生處理的產量上受到限制（再生砂量不夠、小規模的狀態），利益成本高（產生一噸合格再生舊砂的價值遠低于所消耗天然氣的市場價值）。一次性砂再生處理設備的投資成本也高。所以，很多業主在技術改造時往往是望而卻步。

然而，熱法再生應用天然氣焙燒并非是唯一的，除了燃氣還有電加熱作為熱法再生的工藝手段（非高溫焙燒），而且電加熱工藝對獲得再生砂顆粒凈化是一個良好的物理措施。

有機脂自硬化鑄造工藝中，舊砂經過冷卻后，對再生砂進一步的顆粒凈化是非常重要的。中小型鑄造企業在車間技術改造、工藝轉型過程中，對舊砂的再生利用必須引起高度重視。

現代鑄造工廠綜合型排放的廢舊砂成分比較復雜，可以有針對性的采用多種再生工藝類型予以處理，進而獲得良好的再生砂品質指標，顆粒凈化指標是其中之一。在生產條件、制造成本有限的前提下，工藝設計必須考慮合理、便捷的工藝技術方案。

1 對廢砂再生處理的主要對象

其一，對廢舊砂中形狀不一、大小不一、品質不一的砂團塊和燒結物（僵豆）必須進行有效的破碎、篩分。

其二，對廢舊砂中混合的鐵雜物、不同粘結劑的混合物（芯子），必須進行有效的篩分、磁選和必要的焙燒處理。

其三，對高溫廢舊砂必須進行有效的增濕、冷卻預處理。

其四，再生處理中合理選擇核心工藝裝備，利用其功能優勢，獲得良好的再生結果。

其五，配套合理的環保措施，主要涉及到粉塵、煙氣和有害氣體的擴散與排放。

2 工藝流程設計

考慮廢舊砂來源的復雜性，廢舊砂的再生處理采用一套干法+熱法+干法處理的綜合再生技術方案。選擇核心工藝裝備和配套實用性好的常規砂處理工藝設備，形成一個砂再生處理單元。

其工藝流程，核心工藝設備選用筒式焙燒爐、振動沸騰冷卻、強力搓磨機，配套破碎機、斗式提升機、皮帶輸送機、振動篩分機、強力磁選風選機等常規設備。處理后提升入庫，處理能力達到5～8m3/h，并配套除塵系統。

此工藝流程適用于中小型鑄造企業的砂再生處理工序，具有工藝流程簡單、投資小、成本低、便于應用的技術特點。

通過干法+熱法+干法處理的綜合處理，使廢舊砂達到質量要求，獲得新生。

3 工藝特點分析

廢舊砂再生處理的工藝過程是一個特性處理過程。其工藝流程是對廢舊砂進行：分解破碎（控制顆粒度）、二級磁選（清理鐵雜物）、焙燒（脫膜）、冷卻、篩分（選擇顆粒度）、強力搓磨、風選（去膜去灰、砂凈化），最終實現對復雜廢舊砂團塊的破碎，分解，松散、冷卻和顆粒凈化。而對失效的、脆性的、潰散狀的有機脂膜（惰性膜）達到脫膜去灰分離的目的。

4 重視再生砂的品質

按鑄造用砂的技術要求，廢舊砂經綜合再生處理后的質量控制，通常選擇以下幾個主要技術指標：

（1）灼燒減量（含有機脂舊砂再生）；

（2）顆粒度分布、酸殘留量（pH值）；

（3）粒度勻整（表面形態）；

（4）粉塵含量（凈化率）；

（5）砂溫分布控制。

經綜合再生處理后的舊砂團塊、顆粒物徹底解體、砂粒品質均勻圓整，而且凈化了舊砂的灰粉和惰性物，使舊砂品質接近原砂性能，在綜合質量指標方面品質符合相關技術要求。如砂粒表面圓整、粒度分布均勻、粉塵含量少、灼燒減量小、酸殘留量（pH值）小和充填流動性好等。

但是，必須注意舊砂再生不是無限的，隨著再生次數增加，型砂抗拉強度會降低，所以應合理選擇應用場合。

5 結束語

廢舊砂再生處理為鑄造工業發展，能源利用、環保提供必要的工藝技術措施，有著良好的發展前景。