酯硬化水玻璃再生砂的使用

　　摘要：本文主要描述我厂通过残留Na2O、细粉、水份等的控制（残留Na2O＜0.35%；细

　　粉含量（140目以下）≤0.5%；水份≤0.3%），将再生砂成功地使用在特大型铸钢件生

　　随着21世纪环保和资源意识的日益提高，水玻璃旧砂的再生回用问题显得越来越

　　重要。水玻璃有机酯自硬砂的使用，有效地改善了水玻璃砂的溃散性，使得旧砂得以再

　　生、回用。我厂从06年开始使用水玻璃有机酯自硬砂生产特大型铸钢件，采用热法再

　　生技术，面背砂工艺（背砂为100%的再生砂），严控旧砂的再生过程和再生砂的

　　O、水份、温度、细粉含量，选择合理的配比、水玻璃的类型，有效地防止了酯硬

　　化水玻璃砂的蠕变、吸湿、硬化过快等一系列问题，使再生砂的使用率达到70%到80%，

　　由于砂粒表面的水玻璃膜在通常湿度条件下具有一定的韧性，仅靠一般干法再生中

　　300~350℃，除去水玻璃膜中的自由水、结晶水和残留的有机酯（残留酯的分解温度在

　　300℃以上），使水玻璃膜脆化；其次为防止因脆化膜的回韧再次增加脱膜难度，必须将

　　焙烧后的砂立即用机械撞击、搓擦或气力的冲刷去除残留在旧砂表面已经脆化的水玻璃

　　份、砂温、细粉含量。我们对再生砂的质量控制指标为：残留Na2O＜0.35%；粉尘含

　　当残留Na2O含量≥0.35%时，再生砂的可使用时间、粘结性能产生波动，使用受到影

　　二是无论新砂还是再生砂的水玻璃加入量应尽可能的低，一般要求≤3%。有机酯

　　水玻璃砂使水玻璃加入量降低到3%~4%，改性水玻璃使水玻璃加入量进一步降低到

　　低，但就目前情况去看，再生砂的回用率超过80%，经反复使用再生砂的残留Na

　　含量不断累积，超过0.35%，影响再生砂的正常使用，甚至超过0.6%而成为废砂。一

　　般再生砂回率为70%~80%为好，这样补充的原砂或新砂占有一定的比例，使Na

　　（2）粉尘含量：虽经二级风选去除了脱下的膜和粉尘，但再生砂经过100多米的

　　气力输送到混砂机的砂斗，砂粒之间的磨擦以及沙粒与管壁的碰撞会产生大量的粉尘

　　和细粉，因此其气力输送的压力不能太高，采用密相输送方式能减少砂粒的细化；

　　增加中间砂库降低输送压力，在各砂斗接口处设置大功率拨风除尘装置，去除中间环

　　（4）砂温：夏天，经沸腾冷却后温度仍难以达到一定的要求的再生砂，需增加风冷和水

　　的存在着一些杂质，影响再生砂的高温耐火度。所以我们在生产特大型铸钢件时采用

　　了面背砂工艺（面砂为100%的新砂，背砂为100%的再生砂）面砂厚度控制在200mm

　　左右，总体新砂的消耗量在20%~30%之间。在采用这种工艺时，我们考虑了这二种型

　　砂的可使用时间要相一致，二种型砂的结合面能够很好的咬合，避免强度的差异太大

　　化剂情况下，新砂的水玻璃模数选用：2.0~2.3，而再生砂的水玻璃模数选用：1.8~2.0。

　　表1 为新砂和再生砂的强度对比。新砂的可使用时间控制在30 分钟到60 分钟，再生

　　从表1 看出再生砂拥有非常良好的强度，可使用时间能满足使用上的要求。实际使用这二

　　经过原材料，工艺，使用，再生等过程的控制对再生砂的各项指标测定，表 2 为

　　从表2、图3 中能够准确的看出：（1）我厂通过如上控制，使再生砂的细粉含量、水份、

　　O 含量及强度性能指标基本稳定，Na2O 含量未随着循环使用次数增加而显上

　　升趋势，能进行反复使用；（2）再生砂各项指标正常时应在一些范围内波动，若日常检

　　查中超出了此范围，则应立即采取对应措施，如检查砂处理设备是不是正常等；（3）通过

　　含量、规范操作就完全能用于特大型铸钢件上，有效地防止蠕变现象，拥有非常良好溃散

　　性，便于出砂清理，降低劳动强度；型砂吸湿性低，存放性好，能满足特大型铸钢件造

　　型时间长的特点；旧砂可反复再生回用，降低了铸造成本，劳动环境得以改善，减少了

　　（2）樊自田，董选普，陆浔，水玻璃砂工艺原理及应用，技术机械工业出版社，2004

　　（3）铸造手册.第四卷.造型材料，中国机械工程学会铸造分会编，机械工业出版社，2002

　　（4）朱纯熙、卢晨，水玻璃理论研究的最新进展，中国机械工程，1992（2）