樹脂砂生產線的工藝設計與改造

劉華多，劉 喆，郭 瑩

（長春發電設備總廠，吉林長春130031）

鑄件產業的迅猛發展，使得樹脂砂的生產工廠不斷出現，對于生產線的工藝的要求日益提高。在大型的廠房中，鑄件的規模較完善，而小工廠的設備則相對落后，如何更好地提高生產工藝，減少成本投入，減少環境污染，提高效益，是樹脂砂生產工作者要研究的問題，只有完整的管理體系，才能使樹脂砂的發展技術進一步提高。

1 樹脂砂生產線的工藝設計

樹脂砂的生產線的工藝設計，要遵循生產結構緊密，不浪費必要空間的原則。選用品質有保障的機器，選用可靠廠商所供應的生產設備。在資金有預算的情況下，要節約必要的開支，不浪費多余的資金。樹脂砂的生產線包括混砂和造型系統以及落砂再生系統。生產線工藝設計的指導思想，要能夠處理型砂、可以再回收舊砂并可使用。能夠配合工廠設備，進行機械化傳送、通風除塵的工作。為了配合滿足生產線所需的生產力，再設計時也要考慮到工人的工作強度，并可以生產多種的鑄件，能夠達到小批量的生產規模。

1.1 生產線造型材料的選用

材料應選用有機自硬砂鑄型工藝。在正常的溫度下產生硬化，從而自硬成型。在選擇時要考慮硬化的時間長短、模型的強度、工藝性和投入成本，第一次生產的使用是很重要的。原砂的粗細程度引進，要從外形、大小程度、粉塵的含有量、燃燒的減量小，耐充性好的砂粒為優先。不穩定的砂粒，會在建造使用中出現劣質的反應，因此在選用時一定要認真挑選。

混砂設備質量的好壞，對于與生產出樹脂砂有著很大的影響。應當選擇碾磨技術好、覆膜品質好、設備有著良好的維修保養和合理價格的廠商機器。根據工廠場地大小的的實際情況，選擇適合的混砂類型，如間歇式和連續式。由于場地往往有限，所以非機動輥道可自行建造，再配有過渡造型小車，可以充分節約場地，發揮設備的最大功效。在輥道中，要配置震實臺，用來加緊砂型的密實度，并提高鑄件的品質性能。小型的鑄件工廠多是以單、散零件為主，造型系統通常以手工為主，不采用流水線的作業方式。

1.2 舊砂的生產

舊砂的生產，是樹脂砂生產線工藝的一個重要組成部分。要首先綜合本工廠的生產力，再確定舊砂設備的選擇。因為生產線的工藝都是有生產上限的，如果過多的生產，會增加惰性膜的過度使用，這會導致砂粒的過分細小，如果有效地控制生產線的使用率，就可以最大的利用脫膜的能力，所以生產設備的合理使用和結果，也在一定程度上決定了舊砂生產線的生產能力。

舊砂的再生，不是單純地將舊砂與新沙混在一起，而是通過技術處理使舊砂變為可以再利用的資源。經過再回收的舊沙砂粒，會比原砂粒的耐久度更好，品質更均勻，耐用性更好。

首先將舊砂粒導入振動機中，將舊砂粒迅速流散開來，產生的大量熱量，使砂溫的熱度降低。

經過第一次振動后，第二次振動需要兩種不同的振動破碎機器組成。

第一部分是由陀旋型振動破碎機，它是振動數量巨大的落砂塊，并將難以振碎的大塊砂粒實行摩擦振動，從而得到砂粒。

第二部分是搓擦形振動破碎機，進行非線性振動，對第一部分已經振碎的砂粒再進行更進一步的細化振動，不僅可以獲得達到標準的砂粒，也可以除去砂粒中的粉塵和粉末。經過了多次的振動和磨擦后，砂粒度已經是均勻達到標準的了，這時便可以將砂粒入庫儲備。為了降低砂庫的溫度，要配有風選機，也可以進一步除去砂粒中的灰塵和降低溫度，控制砂粒流入庫中的流量，以便達到冷卻效果。第二個砂庫中砂粒作為直接進入混砂機的砂粒來儲存。在經過三道振動的工序后，舊砂粒的品質和溫度已經完全滿足設備的要求。

1.3 落砂設備

配置樹脂砂的生產設備。落砂的生產設備是震動落砂機。粗砂要先經過壓碎，將形狀不一的碎砂碾成細沙粒，通過篩選和剔除將鐵質和雜質分離出來。兩臺振動機在交叉使用時，互相碰撞砂塊的碾碎密集度會更好，在撞擊過程中，不僅去掉了表面的樹脂膜，從而使舊砂再利用。

砂礫的傳送和設備的改造。小型鑄造廠的設備在建造時的布局應合理，結構應緊湊。為了達到成本減少的目標，選用原砂處理設備時，應選用帶有磁選的皮帶進行水平輸送，提升機進行豎直傳送。在傳送中，一定要有防灰塵設備。砂庫是可循環使用的，如果新建造了圓形砂庫，角度應大于60°，以便增加存儲量。

1.4 除塵和通風的設計

污染粉塵的來源，主要有樹脂模燃燒后的粉塵，涂料燃燒后留下的粉塵，原砂和碾磨時帶有的粉塵。所以，在除塵時不僅需要大量的風，也要足夠的負壓。在車間中，一定要建造通風口，以便使大量的粉塵排除，避免對人體產生不必要的傷害。在振動落砂機的頂部，也要裝有通風口，便于細小砂礫及時排出。在斗式提升機的出口位置，也要裝有大型風力的排塵設備，方便灰塵的排出。

1.5 醇基涂料的使用

醇基涂料使用時，要順勢刷在樹脂砂上，點燃，達到表明干燥，這樣數分鐘內就可以完成施涂和曬干過程，縮短了工作周期。在生產大批量的鑄件時，可選用自制流涂機來提高工作效率。

樹脂砂生產線的工藝設計，首先要在工藝上有合理的設計，最大程度上的取得功效比，確保引進設備的品質和性能，配合自身的條件，從而得到最大的發揮。不僅要節約資金，并且要保證砂礫的品質量，來生成產出優質高效的鑄件。

2 環保型的樹脂砂生產線的改造

由于樹脂砂的生產屬于污染較嚴重的生產項目，所以對環境影響十分巨大。為了保護生態環境，做可持續發展，改造環保型的樹脂砂生產線已迫在眉睫。

在改造中，將遵循降低企業投入成本、減少環境污染、節約可利用資源、發展可持續經濟的原則，建立完善的環保立法案，使職工的環保意識得到加強。在改造中，使樹脂砂循環再利用、解決三廢的排放問題，是重點研究的問題。

樹脂砂生產線在這幾年的發展中已經有了較大的提高，在設備的配套性、實用性都日益完善，保證了基本的使用和節約能源的概念，但是這些設備體積大，費用高，對于操作流程有著很高的要求，這種設備都存在于較大規模的企業。在小廠房中，由于資金有限，廠房有限，對這些設備只能望而卻步。

根據我國樹脂砂的工廠情況，我們制定了一套適合小型鑄造廠的樹脂砂生產線工作流程。設備的投入在20萬元之內，占地面積也在20 m2之內，舊砂的使用率接近100％。

2.1 工藝流程

本條改造的生產線工藝流程，包括振動再生機、磁選滾筒、轉子再生機、斗式提升機、振動篩沙機、砂倉、螺旋給料機。如果落砂機較容易出現問題，如鐵塊掉到料斗中，所以需要在在四周加上擋板。除塵器要使用變頻型，對于節能有明顯的效果。在有條件的工廠，要設立中央控制室，可現場控制，及時的掌握設備的運行情況和運行狀況。設備的旁邊要安裝緊急停止按鈕，如果遇到重大事故以便及時停止機器，避免事態擴大。

2.2 主要設備

主要設備為 S562振動再生機，S542轉子再生機和S1410A轉子混砂機。使用時注意的問題，該生產線多建于小型鑄造廠，由于小廠缺乏技術，投入的資金有限，所以要注重人才的培養，引進先進的生產設備已達到最大利益。在選用樹脂砂材料時，對于原砂的含水量、涂料品質等，都要經過嚴格的篩選，以免出現因為原料問題而造成鑄件的品質問題和工廠的損失。鐵砂比的使用比例，要根據不同的鑄件進行比配。只有先進合理的鑄造技藝，才能使鑄件成本降低，從而獲得更好的經濟利益，促使企業的發展。

2.3 廠房結構

在環境設計中也要考慮到主廠房的環境條件。再生系統的振動設備，要集中布置在砂庫較集中的次廠房內，這是為了降低主廠房的噪音，保證主廠房的免受噪音干擾，在主廠房內也要建立地溝皮帶機，可以及時清理工作中流出的砂粒，達到清潔場地的標準，保證工作環境的健康。

2.4 改造取得的成效

鑄件的精細度，不僅從原來的CT14提升到CT11，鑄件的光滑度也比原來的品質提高了3個等級，鑄造缺陷有了明顯的減少。

在改造了環保型的樹脂砂生產線后，工作的機械化程度和自動水平提高了，空氣中粉塵含量也大大降低了，達到了機電一體化的生產水平，環境明顯改善，操作人員的工序減少了，工作強度降低了，工人們的身體健康有了明顯的變化，在體檢中均達到了正常指標。

改造后的樹脂砂生產線的能力，比原來提高一倍，工廠的年收入也有了較大幅度的增長。鑄件的產品抽查合格率也有了3％的提高，每年節約資金投入十多萬元。

鑄造的產品外觀更加精美，鑄造工藝更加精細，產品的凈質量也平均減輕了0.5 g，此項目每年也為工廠節約了一定的成本。樹脂砂工藝不再用干燥爐這一項目，每年也能節約數十萬元。

3 結束語

只有合理的根據實際情況建設廠房和加強對環境的保護，才能使樹脂砂生產線的發展得到更好的發展，和經濟效益的不斷提升。結果證明，這樣的改造不僅使工作環境得到了極大地改善，鑄件的成功率也有了明顯的增長。

[1]廖常初.S7-300P400 PLC應用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]智勤功，謝金川，吳 瓊，高雪峰.疏松砂巖油藏壓裂防砂一體化技術[J].石油鉆采工藝，2007，29（2）：57-60.

[3]王中國.杏北油田聚驅壓裂防砂工藝探討[J].2005，24（04）：49-50.

[4]謝錦男.遼河油田纖維樹脂砂防砂技術[J].天斷塊油氣田，2009，16（3）：107-109.

[5]劉進軍，諶國慶，等.壓裂中樹脂砂防砂技術的應用[J].新疆石油天然氣，2008，4（2）：46-48.