酯硬化碱酚醛树脂砂再生方法对比及设备选择

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1、万方数据酯硬化碱酚醛树脂砂再生方法对比及设备选择陈国新(南通强鸿铸造有限公司，江苏南通市226351)摘要：从再生砂性能、一次性投资、运行成本、二次污染和环境影响、以及可预期的经济效益等方面对现有的多种再生方法进行了综合比较，确定了工厂设备选型原则和目标，为企业取得了预期的效果。关键词：酯硬化碱酚醛树脂砂；旧砂再生；强力摩擦再生机中图分类号：TG231．5：文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2010)02—4当今，现代铸造新工艺的采用和发展，应归功于铸件设计要求的提高和检验手段的现代化、精确化和多样化，应归功于市场竞争的推动。近年来国内铸造业可以用一句话来形容：自硬砂大行

2、其道。自硬砂工艺已成为业界的主导工艺，占据了绝对优势的地位(湿型砂工艺除外)，传统的干型砂工艺已到了罕见的程度。1酯硬化碱酚醛树脂砂的工艺特点(1)由于其树脂是在强碱性催化条件下由苯酚和甲醛缩合而成的甲阶酚醛树脂水溶液，完全不含N，固化剂为有机酯，如甘油醋酸酯、环内酯或混合物，因此不含s，用于铸钢、合金钢铸件不会产生N气孔、针孔缺陷。(2)由于碱酚醛树脂砂常温下常常只有大部分树脂发生交联反应，在浇注受热后，未交联的树脂才进一步完成交联反应，实现一个再硬化的过程，通常称为“二次硬化”。这种先表现出塑性，再进而转变为刚性，显现出了一种非常可贵的优点——高温退让性好，铸件裂纹少；高温尺寸稳

3、定性好，铸件尺寸精度高。这就是此种工艺能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的直接原因。(3)因碱酚醛树脂水溶液中不含硫、磷和氮等元素，而且其中游离醛、游离酚等含量低，在混砂、造型、制芯、浇注和落砂清理中释放出来的有毒气体少，对环境污染较轻，工人劳动环境好，这也是工业发达国家和国际上著名企业极力推荐和纷纷选用此种工艺的主要原因。收稿日期：2009一ll埘文章编号：2009—148作者简介：陈国新(1955一)，男。总工程师，从事铸钢工艺及设备设计和应用工作oFMT中国铸造装备与技术2／20102酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂再生的必要性事物都是一分为二的。酯硬化碱酚醛树脂砂工

4、艺本身的缺点也是明显的：’(1)碱酚醛树脂砂常温强度较低，树脂加入量较大，通常都在1．6％一2．2％之间，有的厂家更高，直接导致铸件成本升高。据初步测算，每吨型砂因粘结剂的原因比呋喃树脂砂要高100。150元人民币，砂铁比若按4：1估算，每吨铸件成本将会上升400～600元人民币。(2)碱酚醛树脂砂的硬化剂是有机酯，固化剂加入量达到一定比例后，调节硬化时间只能用酯的品种而不能用加入量调节。(3)对原砂要求较高，如对粒度、粒形、SiO：含量、微粉含量、碱金属盐及粘土含量等都有较严格要求，需要使用经过水洗或擦洗过的袋装成品砂。这就促使一些采用面背砂工艺的企业，每吨铸件成本再次提升数百元。

5、因此，对碱酚醛树酯砂旧砂进行高效率的再生，使其达到或接近新砂的性能，满足各种工艺要求，能够反复长期地循环使用，而不再添加新砂或使用面砂，是节约资源，降低成本，减少废弃物排放，提高铸件产品在国际市场上的竞争力的最直接的方法。3酯硬化碱酚醛树脂砂再生方法综述所谓的砂再生，就是采取合适的工艺方法和手段，人为地去除包覆在旧砂颗粒表面的没有被钢液烧损掉，残留的树脂粘结膜以及一些有机和无机物杂质，使砂粒在一定程度上恢复原来的形貌和性能，可以替代新砂来使用。为了此目的，铸造工作者和工程师们进行了持续不断的努力和探索，不断研究出新的装置和方法，取得了长足的进步和提高，逐渐向人们的终极目标靠近。概括来

6、讲，欧美国家比较喜欢9万方数据专题综述艟惯w热法再生，典型的系统如图l所示。而日本则比较流行干法(机械法)，如图2、图3所示。而在我国，由于图1典型的热法再生系统酯硬化碱酚醛树脂砂工艺应用较晚，应用的范围还局限在一些结构特殊、裂纹倾向严重或是特厚大型的铸件，以及一些使用要求特殊，对铸件质量要求非图2气流冲击再生原理常苛刻的铸钢件、合金钢件上，目前还处在一种初级阶段，还未形成完整的工艺体系，还未找到行之有效的旧砂再生方法和装置。虽然目前已有数百家工厂(车间)拥有此工艺和设备，但基本上是靠面背砂工艺或靠添加一定量的新砂，或靠比较高的树脂图3离心再生原理固化剂加入量来进行生产的。这种状况在

7、很大程度上降低了铸造厂家的盈利能力，削弱了我国铸件在国际市场上的竞争力。反过来，这一现状又限制了酯硬化碱酚醛自硬砂工艺的推广和普及，形成一个瓶颈，这也是本文要探讨的出发点和目的。3．1砂再生工艺方法的分类及特点目前国内外应用到酯硬化碱酚醛树脂砂方面的lO旧砂再生方法和设备，几乎包括了所有类型自硬砂的再生工艺和方法。因为酯硬化碱酚醛树脂砂是后来发展起来的工艺，所以，以前的老的成熟的旧砂再生工艺和方法都得到了移植和扩展，毕竟技术上的借鉴和嫁接，往往是最可行最简