树脂芯砂的再生应用研究

论文摘要

我厂的主导产品是框架、226B机体及欧Ⅱ、欧Ⅲ机体,以上铸件砂芯都极为厚大,浇注落砂后型砂中混入比例极高的芯砂(其中许多为没有烧结的芯砂经滚筒筛磨碎进入系统),虽然通过混制后作为旧砂补充到型砂中去,但仍有大量的废砂排出。而潍柴动力股份有限公司共有3个铸造厂,年产铸件25万吨以上,按砂铁比9：1计算每年需用砂230万吨,每年排放旧砂近30万吨。这不仅是对自然资源的巨大浪费,而且对环境也造成了极大污染,为此开展旧砂再生技术的研究,是降低铸件生产成本、减少环境污染和节约资源的一项重要措施,对铸造行业的可持续发展具有十分重要的意义。目前,树脂旧砂再生分为完全再生和不完全再生两种情况。不完全再生是通过砂处理系统,经过筛分、机械摩擦等方式去除旧砂中的部分泥分,从而改善旧砂工艺性能的一种再生工艺,这时再生砂的泥分含量仍然较高,芯砂混入对型砂性能的影响没有得到消除,再生砂仅能重新用于粘土砂系统以改善旧砂的工艺性能,从而减少铸造生产过程中的新砂加入量和旧砂的排放量。完全再生就是通过再生,不但要改善再生砂的粒度分布,而且要使再生砂中的微粉含量达到等于或低于同种新砂的水平,同时部分或全部消除芯砂混入对型砂性能的影响,最终将再生砂用于制芯。本课题采用理论分析和实验研究相结合的方法,在深入了解旧砂再生技术国内外发展现状的基础上,对车间产生的树脂芯砂的性质及其再生机理进行了详细分析,采用筛分、破碎、机械摩擦、除尘、焙烧、水洗和烘干等工艺对旧砂进行再生。通过对再生砂常温性能测试,评价旧砂再生工艺对冷(热)芯盒砂完全再生的可行性；通过对再生砂用于混制冷(热)芯盒砂时的铸造工艺性能的研究,确定再生砂对冷(热)芯盒砂工艺的适应性。本课题通过与杭州澄源铸造材料厂合作,对我厂的树脂旧砂进行了再生,并开展了相关试验研究,实验结果表明：1、我厂的树脂旧砂再生方法为筛分、破碎、机械摩擦、除尘,800℃温度焙烧、水洗和烘干,再生处理可以使再生砂的含泥量、灼减量、水分等性能低于新砂,且粒度集中性提高。2、再生砂用于混制冷芯盒树脂砂时,随着再生砂加入比例的提高,冷芯盒树脂砂抗拉强度呈递增趋势,发气量呈递减趋势。用100%再生砂制冷芯盒砂芯,在冷芯盒树脂加入量为1.45%情况下,可以获得比使用原砂、树脂加入量为1.70%时高的强度,同时降低砂芯发气量。3、陶瓷砂与再生砂按照质量比6：4混制热芯盒水套芯树脂砂,树脂加入量为1.8%,固化剂加入量为0.8%的情况下,满足产品生产与技术要求。4、经粗略估算,旧砂再生项目在潍柴开展后年可产生经济效益2500万元。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的意义
• 1.1.1 采用旧砂再生技术可提高铸件质量
• 1.1.2 采用旧砂再生技术是提高经济效益的有效手段
• 1.1.3 节约原砂矿产资源要求旧砂再生使用
• 1.1.4 环境保护需求旧砂再生技术
• 1.2 旧砂再生技术的发展概况
• 1.2.1 旧砂再生技术的发展
• 1.2.2 国外旧砂再生的发展
• 1.2.3 我国旧砂再生的发展
• 1.2.4 旧砂再生技术的发展趋势
• 1.3 旧砂再生工艺方法及特点
• 1.3.1 干法再生工艺
• 1.3.2 湿法再生工艺
• 1.3.3 热法再生工艺
• 1.3.4 组合式再生工艺
• 1.4 部分旧砂的再生工艺方法
• 1.4.1 粘土砂
• 1.4.2 自硬树脂砂
• 1.4.3 冷（热）芯盒树脂砂
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第2章 树脂旧砂的再生方法及性能检测
• 2.1 树脂旧砂的再生
• 2.1.1 树脂旧砂的来源
• 2.1.2 树脂旧砂的再生方法
• 2.1.3 树脂旧砂再生工艺流程
• 2.2 再生砂性能检测
• 2.2.1 含水量的检测
• 2.2.2 含泥量的检测
• 2.2.3 粒度的测定
• 2.2.4 灼减量的检测
• 2.2.5 发气量的检测
• 2.3 本章小结
• 第3章 再生砂用于冷芯制芯工艺试验
• 3.1 再生砂混制冷芯盒树脂砂
• 3.1.1 性能检测方法
• 3.1.2 再生砂混制冷芯盒树脂砂的性能
• 3.2 再生砂冷芯盒制芯试验
• 3.2.1 冷芯盒混砂
• 3.2.2 冷芯盒制芯
• 3.2.3 浸涂涂料及烘干
• 3.2.4 砂芯研箱
• 3.2.5 铸件划线及解剖
• 3.3 试验结论
• 第4章 再生砂用于热芯制芯工艺试验
• 4.1 再生砂混制热芯盒树脂砂
• 4.1.1 试验方法
• 4.1.2 再生砂混制热芯盒树脂砂的性能
• 4.2 再生砂热芯盒制芯试验
• 4.2.1 试验参数及性能检测
• 4.2.2 毛坯水套内腔质量
• 4.2.3 变形及缩尺
• 4.2.4 理化检验结果
• 4.2.5 加工情况和气密性试验结果
• 4.3 试验结论
• 第5章 经济效益核算及未来发展展望
• 5.1 间接经济效益
• 5.2 直接经济效益
• 5.3 未来发展展望
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 学位论文评阅及答辩情况表