需重視舊砂回用過程的性能檢測與控制環節

上海市機械制造工藝研究所有限公司鑄造分所

鑄造舊砂的大量排放，不但造成鑄造資源的浪費，而且對環境造成極大的污染，因此對舊砂的再生回用已成為鑄造行業亟待解決的問題。舊砂回用的過程是將舊砂進行物理或化學的處理，去除砂粒上積聚的殘留物及有害微粒、粉塵，其最終目的就是實現舊砂重復使用，減少新砂用量。舊砂的重復使用可以穩定型砂膨脹系數，優化型砂角形系數，提高鑄件質量，以及保護自然環境。

我所從事造型材料研究和應用已經有數十年的歷史，期間與國內很多大專院校和企業有過合作，也取得了很多寶貴的經驗和數據。結合舊砂回用的主題，在此簡單談談自己的想法，不足之處請各位同行指正。

眾所周知，舊砂回用的質量控制主要在于檢驗回用砂的微粉含量、灼燒減量和耗酸值等主要指標。我們認為通過對于檢測方法的合理利用以及數據形成原因的分析，將有助于整個舊砂回用過程的質量控制。

微粉含量區別于含泥量但又包括含泥量，是指回用砂中粒度0.106mm（140目）以下物質的含量。微粉含量越高，型砂的透氣性越差，強度越低。一般要求舊砂的微粉含量≤1%。微粉含量的波動反映了舊砂處理過程中除塵器的工作狀態，當然鑄件的復雜程度以及型砂固有的性能對于舊砂中微粉含量的影響也比較大。

灼燒減量對于樹脂砂的作用比較明顯，其反映了舊砂處理的效果，以及低熔點物質的殘留情況，對于后續混砂過程中新砂的加入比例有很好的指導作用。灼燒減量過高會增加型砂的發氣量，同時影響樹脂砂的強度及性能，一般應將回用砂的灼燒減量控制在3%以下。可通過補加新砂、降低砂鐵比等手段來降低灼燒減量。由于鑄件澆注過程中型砂與鐵液接觸的面只是其中的一小部分，所以在檢測過程中的取樣尤為關鍵，如何采用合理的方法取到具有代表性的舊砂樣品是后續型砂質量穩定的保證。

耗酸值大，說明舊砂中堿性物質含量高。當樹脂加入量一定時，耗酸值大時樹脂砂強度低，當樹脂砂強度要求不變時，原砂耗酸值大則樹脂加入量也需增加。通過耗酸值指標的測試，可以控制混砂過程中的樹脂及其固化劑的加入比例，確保加入量合理。

此外，對于舊砂回用技術應用，這幾年有了很快的發展。從舊砂回用發展歷史看，20世紀40年代后舊砂回用真正在生產上采用和推廣，當時還是一個新興的鑄造技術領域，并不被很多國內的鑄造企業所重視。目前，由于自動化和人工智能設備的普遍應用，舊砂回用與砂處理系統結合將成為不可缺少的組成部分，形成一體。舊砂回用設備已從單工序處理向多功能一體化綜合多工序處理及多樣化發展。舊砂已從鑄造廠內回用向專業化回用發展，國內已經有幾家知名企業從事這方面的工作，類似于其他鑄造輔料產品的專業化和標準化，未來舊砂回用也將形成商品化。在舊砂回用的同時，也加大了對材料（砂粒、粘結劑等）、工藝結合研究，從治理舊砂向防止或減少舊砂廢棄產生的方向發展，這是綠色鑄造工程、環境保護的一部分，也終將成為可持續發展戰略中不可缺少的重要組成部分。