舊砂再生利用是企業可持續發展的重要課題

常州南車汽車零部件有限公司

我公司主要從事汽車零部件的鑄造與加工，鑄造工藝有覆膜砂殼型、濕型砂等，使用的覆膜砂根據產品不同涉及到普通覆膜砂、高強度低發氣砂、耐高溫覆膜砂、寶珠砂等，覆膜砂年用量達到2萬t以上。目前，隨著國家對環保要求的日益提高，覆膜砂廢砂的再生利用成為公司可持續發展的一個重要課題。

目前，我公司開始與供應商合作，開發廢砂的再生系統對舊砂進行再生利用，并由供應商投資建立廢砂熱法再生生產線。覆膜砂熱法再生系統就是把舊砂在焙燒爐中加熱至500~700℃，將其表面的粘結劑膜燒除，再將熱砂經冷卻床沸騰使砂子冷卻并除去殘留粘結劑，已剝離的粘結劑借助除塵系統從再生砂中分離出去，再生率一般可達到80%~85%。

目前，廢砂再生設備分傳統臥式和較為先進的立式兩種。

臥式設備基本原理是經破碎、篩分和磁選的舊砂被均勻加入燃燒室，在燃燒室中形成200~270mm厚的砂層。燃燒室內的沸騰風機將整個砂層上下攪動并呈流態，燃燒室內的高溫熱氣流使包裹在砂粒表面的樹脂膜燃燒，達到舊砂再生的目的，隨著物料的連續加入，經過焙燒的舊砂向出料端出料。

立式設備加料口在上面，將舊砂加入到立式沸騰焙燒爐，焙燒爐側面噴嘴加熱舊砂，同時爐體底部吹高壓風使砂沸騰，舊砂表面的樹脂膜燃燒，達到再生的目的，這種處理方式一次可以處理的砂層高度為2~3m，每小時可處理3~5t砂。爐頂部的高溫風可以回收利用，同時出爐后的高溫砂余熱可以加熱冷卻風，這些被預熱的風再次返回爐內循環利用，風溫保持在200℃左右，因此這種設備比較節省能耗。

廢砂再生不但減少了鑄造企業排放對于環境的污染，還提高了覆膜砂在生產上的利用率，節約了資源。例如，與我公司長期合作的重慶長江造型材料有限公司在江蘇金壇市新建4條再生砂生產線，達到20萬t的再生砂生產規模。廢砂再生利用不僅帶來了良好的經濟效益和社會效益，同時再生砂綜合性能較新砂有更好的優勢。

部分產品為提高砂芯強度，需采用寶珠砂，這是一種人工砂，角形系數低，接近于球形，具有強度高、不易破碎等優點。但寶珠砂成本高，通常為普通砂的4~6倍，而且資源十分有限，為提高寶珠砂的利用率，若進行篩選回收利用，經濟效益比普通覆膜砂會更顯著。有廠家為提高產品性能，目前開始嘗試全部采用寶珠砂殼型工藝，雖然第一次砂采購成本較高，但寶珠砂可以再生利用，與砂處理廠家合作，建立舊砂再生系統，全部寶珠砂再生利用，即使算上15%~20%的再生損耗率，其成本也與采購全新普通覆膜砂接近，因為再生只產生回收相關的能耗費、人工費、設備折舊費等，此時成本優勢十分明顯。

另外，再生砂還能提高鑄件性能和外觀，如增壓器殼體零件要求尺寸精度高，表面粗糙度Ra25μm，不允許有粘砂、氣孔、變形、脈紋等鑄造缺陷。而再生砂熱膨脹率較低，發氣量低，可以較大程度地防止上述鑄造缺陷，提高鑄件尺寸精度和表面質量，能顯著提高鑄件的成品率。

下一步，公司將與周邊更多的覆膜砂供應商合作，對覆膜砂廢砂全部進行再生利用，以節約覆膜砂的采購成本，降低廢砂排放對環境的污染。