铸造湿型混合旧砂再生方法技术

本发明专利技术涉及一种铸造湿型混合旧砂的再生方法，包括将铸造湿型混合旧砂预处理；水擦洗；烘干预热，焙烧；后处理。本发明专利技术用水擦洗方法有效去除湿型旧砂中的膨润土、煤粉及死灰等成分，用焙烧法彻底分解混合旧砂中残留树脂膜，再生成本低、再生效果好。通过实际生产及验证，再生后的再生砂性能指标达到或超过新砂，成功应用于冷芯盒制芯生产，有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于湿型砂铸造

技术介绍
铸造旧砂再生是铸造业面临的一项重要问题。根据铸造旧砂不同的成分构成及特 点，应有不同的再生工艺。目前国内外对树脂旧砂的再生工艺相对成熟，而铸造湿型混合旧 砂的再生存在技术难点。铸造湿型混合旧砂主要由两部分构成，一部分是湿型造型旧砂，另 一部分是混入的废旧砂芯的树脂旧砂。铸造湿型混合旧砂再生的关键在于彻底去除型砂中 膨润土、煤粉等粉状物以及树脂砂中的树脂膜;其中的树脂膜和煤粉等可燃材料在高温下 都可气化和燃烧，但是，其中膨润土中的蒙脱石在600~730°C失去结构水，烧成坚硬的陶瓷 状硬块(又被称作鮞化层），一旦陶瓷层形成后，用水洗及机械摩擦的方式都很难去除，这也 是湿型混合旧砂再生技术难点之处。 近几年国内外开展的湿型混合旧砂再生技术研究中，最具代表性的是热法一机械 法再生工艺(如附图1所示）。但热法一机械法再生工艺中焙烧温度控制范围窄，再生砂的酸 耗值高，设备价格昂贵、再生成本高。中国专利申请号201110056006.7公开了 一种铸造混合 废旧砂的再生回用方法，该方法先将废旧砂分类、筛分、干燥去湿和干法再生，其次将适于 湿法再生的再生砂进行湿法再生和脱水处理，将适于热法再生的再生砂进行热法再生，再 次将两部分再生砂按照一定比例混合，最后经调湿、调温，得到再生回用砂。该方法需要对 铸造混合旧砂分类分别处理，再生工艺复杂。中国专利申请号201110204399.1公开了一种 铸造废砂再生为冷芯盒用砂的方法，该方法包括筛分一除尘一脱膜一除尘一水洗一擦洗一 水洗一烘干一磁选一储罐一分装。该方法使用干法一湿法再生方法，没有经过高温焙烧，再 生砂的酸耗值、发气量、灼烧减量等性能差，再生效果较差。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，铸造湿型混合旧砂经该方 法再生后能够应用于冷芯盒制芯生产，实现铸造废砂的循环利用，彻底解决铸造废砂排放 问题。 实现本专利技术目的的技术方案如下： -种铸造湿型混合旧砂的再生方法，包括以下步骤： 1)将铸造湿型混合旧砂预处理； 2)水擦洗处理，控制水擦洗后砂子含泥量<0.5% ; 3)于300 °C -500 °C烘干预热，于温度700 °C以上进行焙烧； 4)焙烧后进行后处理。 上述铸造湿型混合旧砂的再生方法，其中： 步骤1)所述预处理包括磁选、筛分、破碎处理等现有技术常规技术方法;例如磁选 后用筛选机筛选出铸造湿型混合旧砂中的大块废旧砂块，再用破碎机将砂块破碎。优选地， 所述破碎的粒径为小于12目。 步骤2)所述水擦洗即将步骤1)预处理后的铸造湿型混合旧砂进行水擦洗处理;所 述水擦洗可去除湿型旧砂中的膨润土、煤粉及死灰等成分，避免后续热法再生工艺中膨润 土焙烧后陶瓷化现象的产生。所述水擦洗可用现有技术常规技术方法实现;为进一步提高水擦洗效果，本专利技术 优选的水擦洗方法包括:先进行初步清洗和脱泥(可采用螺旋洗砂机），再进行水擦洗(如经 过桶式擦洗机或2-6桶串联擦洗机）；优选地，水擦洗过程中控制砂、水质量比为1:1-1:5;水 擦洗后的砂子可置于硬化地面上控水。步骤2)水擦洗处理，优选控制水擦洗后砂子含泥量<0.3%。步骤3)所述烘干预热即将步骤2)水擦洗后的旧砂进行烘干预热处理以便进行焙 烧。所述焙烧又称为热法再生，即将步骤3)烘干预热处理后的旧砂输送至焙烧炉内于温度 700°C以上进行焙烧，以分解去除混合旧砂中残留的树脂膜，若要进一步提升再生砂的附加 值，将再生砂作为焙烧砂使用，焙烧温度为870-900°C ;，焙烧温度高于硅砂870°C相变温度， 能够使硅砂相变，降低硅砂膨胀系数。该步骤用到的主要设备是煤气发生炉和焙烧炉。一般地，在焙烧后将砂子冷却，再 进行后续处理。步骤4)所述后处理包括除尘(含除细粉)除杂等步骤，一般采用常规技术方 法对砂子中残留的细粉尘进行去除，优选用风选或水擦洗除尘(含除细粉），例如采用风机 除尘装置;磁选除杂，可使用接触式高磁磁选机(例如用5000-8000GS接触式磁选机)进行除 杂。水擦洗方法可采用桶式擦洗机。若使用水擦洗再生方法，要对水洗后的湿砂烘干处理。 此步骤烘干处理干可利用步骤3)焙烧后砂子的余热，即砂冷却设备做成双层滚筒，内层走 步骤3)热砂、外层走步骤4)水擦洗方法再生的湿砂，在热砂冷却的同时烘干湿砂，热能得到 充分利用；优选地，水擦洗再生过程中控制砂、水质量比为1:1-1: 5;水擦洗后的砂子可置于 硬化地面上控水，再进行烘干处理。 步骤4)之后还进一步进行筛分处理，即用筛分机将砂子进行筛分，筛除砂中的大 颗粒，并可以根据实际要求筛分为指定粒度筛号的再生砂。 具体地，上述铸造湿型混合旧砂的再生方法，包括以下步骤： 1)将铸造湿型混合旧砂磁选、筛分、破碎；即将铸造湿型混合旧经过磁选选出磁性 杂质后，筛出大于5目的砂块进行破碎，破碎后通过12目砂网过滤，大于12目的砂块重新破 碎； 2)将步骤1)破碎后的铸造湿型混合旧砂先进行初步清洗和脱泥(如采用螺旋洗砂 机），再进行水擦洗（如采用桶式擦洗机或2-6桶串联擦洗机）；控制擦洗后砂子含泥量< 0.5 %，优选含泥量<0.3 % ;水擦洗中控制砂、水质量比为1:1 -1:5， 3)将步骤2)水擦洗后的旧砂于300 °C-500 °C烘干预热；再进行焙烧，焙烧温度为 700°C以上;若要将再生砂作为焙烧砂使用，优选焙烧温度为870-900°C ;4)将步骤3)焙烧后的砂子降温；用风选或水擦洗方法进行除尘(含除细粉），磁选 除杂（例如用5000-8000GS接触式磁选机进行除杂）；；所述水擦洗再生过程中控制砂、水质 量比为1:1-1:5。研究发现，本专利技术方法特别适合于含0-2%死灰尘、3-8%膨润土、2-6%煤粉、0- 20%树脂芯砂的铸造湿型混合旧砂的再生(均指重量百分比）。如无特殊指明，本专利技术所述术语和定义适用于本领域通用术语。具体地，相关技术 术语解释如下：新砂：又称原砂，指没有混入旧砂、再生砂、回用砂和粘结剂，首次使用的铸造用 砂。湿型砂：以膨润土作粘结剂，所造的砂型不经烘干就可浇注金属液的型砂。 树脂芯砂：以铸造用树脂为粘结剂的芯砂。 铸造湿型混合旧砂:又称湿型混合旧砂，包括混入了废旧树脂砂芯的湿型造型旧 砂。 再生砂：旧砂经再生处理，去除或部分去除砂粒表面包覆的残留粘结剂等杂质，恢 复到接近新砂性能的砂。含泥量:铸造用砂中粒径小于0.02mm颗粒的质量占砂样总质量的百分比。酸耗值:反映原砂中碱性物质含量的指标。用中和50g原砂中的碱性物质达到一定 酸度值(pH值)时所消耗的0.1N盐酸的体积表示。 灼烧减量:经105~110 °C烘干，排除游离水的砂样在950~1000 °C烧灼至恒重时的 失重占烘干砂样总重量的百分率。本专利技术可采用本领域常用设备，包括:磁选装置、筛分机、破碎机、水擦洗设备、烘 干器、焙烧炉、煤气发生炉、冷却设备、机械再生设备、除尘器、筛分机及储备装置等。 本专利技术再生方法对湿型混合旧砂有着很好的再生效果，通过生产实践表明，湿型 混合旧砂经本专利技术方法再生后的性能指标超过新砂，主要体现在： ①粒形比新砂更为圆整；②膨胀系数、灼烧减量、发气量、酸耗值比新砂降低； ③再生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造湿型混合旧砂的再生方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铸造湿型混合旧砂预处理；2)水擦洗处理，控制水擦洗后砂子含泥量＜0.5％；3)于300℃‑500℃烘干预热，于温度700℃以上进行焙烧；4)焙烧后进行后处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆义，李娜，臧加伦，张传海，庄肃栋，孙玉成，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37