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[原创] 酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂

酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂


二、理论基础
热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定温度,脱去水分、分解、烧掉有机物,砂粒表面粘结剂薄膜,最终去除有机的或无机的杂物[1]
资料表明[2~4],去除残留酯的温度应该是300~350℃,而如果要达到更有效地去除表面的树脂膜、残留酯和钾盐,明显改善再生砂的粘结强度,还需采用更高的加热温度800~900℃以上。但是能耗大、再生成本高,片面追求超低的灼烧减量,带来的负面效应也不得不予以考虑。
值得提出的是,由于碱酚醛树脂砂本身生产用这种树脂做成的型砂工艺的要求,其含水量达到40~50%,浇注后,除表面砂型的烧枯层外,在热作用和热影响的砂层中的砂粒表面还存在有一定量的水。所以决定采用低温(120~150℃)加热,去除旧砂砂粒表面薄膜中的水分,有利膜的脆化、裂化,以利脱膜。
三、热法再生线
我们在热法再生线上上海盛江电机的由锡南厂提供的热法再生线上进行了酯硬化碱酚醛树脂砂热法再生性能试验。原旧砂取自一个多年的酯硬化碱酚醛树脂砂的老用户,某铸钢厂,然后车运到热法再生线(见照片2)。由于其再生设备不理想,为了保持1.3%~1.4%L.O.I,不得不加入30%的新砂(芯砂及新砂)这样一来又造成砂再生系统严重“胀库”,抛弃大量旧砂。
1是酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂热法再生线,其工艺流程和设备组成与一般自硬砂的基本相同,最大区别是多了一台焙烧炉。该炉是锡南厂获得发明专利的产品。它的原理和结构与国内外多数采用沸腾的炉子有很大的不同,虽然是加热砂子,但不需要将砂粒本身长时间的加热,况且砂粒的导热性很差,只需要加热或焙烧砂粒表面的粘结剂膜。因此,非常巧妙地设计了一个特殊的予热器和一个使砂子短暂通过火焰高温灼烧的燃烧室,一个真正符合加热或焙烧砂粒表面粘结剂的工艺要求,具有较强的针对性而且节能高效,温度可调。该可采用多种燃气和轻柴油。
从落砂机下来的旧砂通过振动输送槽和悬挂磁选进入振动破碎机,破碎后的单颗粒砂进入焙烧炉,紧接着进入卧式沸腾搓擦再生机,经垂直螺旋沸腾冷却器冷却和磁选滚筒的终磁选,进入气力发送罐至混砂机上的旧砂斗备用。
整条再生线上选择了五个取砂样点,见图1:振动破碎机进、出口①、②;焙烧炉出口③;再生机出口④;冷却器出口⑤。
四、测试结果及讨论
第一次试验:焙烧炉出砂温度维护在140~150℃,再生线旧砂流量10t/h
五点取样后,分送上海两大工厂分别独立测定L.O.I,结果如表1所示:
1:低L.O.I酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂热法再生后L.O.I
06
320

振动破碎机进口

振动破碎机出口

加热炉出口

再生出口

冷却出口

上海A

1.3

1.4

0.6

0.4

0.3

上海B

1.2

1.4

0.4

0.47

0.3

为了针对高L.O.I的原旧砂,进行热法再生效果的考核,专门配制了未经浇注的高树脂加入量的旧砂,其原始L.O.I达到3%左右,然后在同样的再生线上和同样的试验条件下进行热法再生,结果如表2所示:
2:高L.O.I酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂热法再生后L.O.I
06
330

振动破碎机进口

振动破碎机出口

加热炉出口

再生出口

冷却出口

上海A

3.3

2.9

2.2

1.8

1.7

上海B

2.73

2.83

1.5

1.23

1.13

说明,试验二的原始的砂中,人为配制了高的树脂加入量,这是其一;其二,配制后的旧砂未经浇注,即进行热法再生。
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