專利名稱：鑄造粘土-樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造粘土-樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方法，屬于鑄造舊砂再
生技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大批量生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件的鑄造廠大都用粘土砂造型，用樹(shù)脂等有機(jī)粘結(jié)劑 制芯，使砂芯的強(qiáng)度大大提高，落砂性能明顯改善，但同時(shí)也使?jié)⑸⒑推扑榈男旧按罅炕烊?造型的粘土舊砂中，這樣芯砂與粘土砂在落砂時(shí)混在一起就形成了粘土 _樹(shù)脂混合舊砂， 并且隨著高效新型落砂機(jī)的使用，使芯砂的混入量進(jìn)一步加大。大量的樹(shù)脂芯砂混入粘土 砂后，會(huì)使循環(huán)使用的型砂有效粘土量減少，發(fā)氣量增大，從而使鑄件性能和鑄件的表面質(zhì) 量下降。同時(shí)還產(chǎn)生過(guò)多的需要排放、廢棄的粘土-樹(shù)脂混合舊砂，這些混合舊砂的排放、 廢棄不僅要占用更多的土地面積，還由于所含的有機(jī)物等有害物質(zhì)而給環(huán)境造成更大的污 染，同時(shí)不利于有限資源的循環(huán)利用。只有把這些過(guò)多的粘土 _樹(shù)脂混合舊砂再生并代替 新砂作為有機(jī)粘結(jié)劑砂制芯，才能實(shí)現(xiàn)鑄造用砂循環(huán)利用，達(dá)到無(wú)舊砂排放，清潔生產(chǎn)的目 標(biāo)。 如何將粘土-樹(shù)脂混合舊砂進(jìn)行再生，則是一個(gè)較大的技術(shù)難題。舊砂再生主要 是剝離砂粒表面包裹的殘留的粘結(jié)劑惰性膜及雜質(zhì)，使舊砂基本回復(fù)到原砂的性能，才能 代替新砂使用。粘土 _樹(shù)脂混合舊砂砂粒表面包裹的殘留粘結(jié)劑惰性膜主要為粘土和樹(shù) 脂。粘土惰性膜較多與制備樹(shù)脂砂原砂的要求相差太大，即其含泥量從10%以上減少到 0. 5%以下，混合舊砂中的粘土幾乎要全部去除，去泥率高達(dá)95%以上。
國(guó)內(nèi)外目前采取的解決方案多為聯(lián)合再生方法。其中之一是采用離心式多次多 級(jí)機(jī)械聯(lián)合再生，雖可降低含泥量，但再生次數(shù)多，動(dòng)力消耗大，生產(chǎn)效率低，且砂粒破碎率 高，粒度偏細(xì)。其中之二是濕法再生，即用水洗的方法除泥，不僅能耗、水耗大，而且占地多， 污泥、污水處理困難。其中之三是熱法加機(jī)械法，該方法要經(jīng)高溫焙燒，因此其也存在能耗 大，容易產(chǎn)生二次污染，經(jīng)濟(jì)性較差等問(wèn)題。上述這些方法既沒(méi)有解決回用的混合舊砂作造 型粘土砂的的質(zhì)量問(wèn)題，更沒(méi)有合理利用粘土-樹(shù)脂混合舊砂中有效粘土，并且由于粘土 大量存在，還增加了粘土-樹(shù)脂混合舊砂再生代替新砂作為有機(jī)粘結(jié)劑砂制芯的難度。
研究發(fā)現(xiàn)，粘土 _樹(shù)脂混合舊砂主要是由弱磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)組成。粘土砂 及其舊砂的磁化系數(shù)在1. 07 X 10—6 21. 65X 10—ScmVg之間，屬弱磁性物質(zhì)，樹(shù)脂砂及其舊 砂屬非磁性物質(zhì)。采用強(qiáng)磁場(chǎng)可分離出非金屬的磁性較強(qiáng)的粘土砂，剩余部分為非磁性物 質(zhì)的樹(shù)脂舊砂和磁性較弱的粘土舊砂。磁分離出的磁性混合舊砂主要為粘土舊砂，其樹(shù)脂 含量低，有效粘土含量高，因此有利于回用作造型用粘土砂；剩余的非磁性混合舊砂含有較 多樹(shù)脂砂，這部分舊砂含泥量大大降低，有效粘土含量也較低，因此有利于進(jìn)一步再生作制 芯用有機(jī)粘結(jié)劑砂。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的鑄造砂處理磁分大多是用弱磁場(chǎng)磁選機(jī)除去舊砂中的鐵，還沒(méi)有有關(guān) 使用強(qiáng)磁場(chǎng)磁分粘土 _樹(shù)脂混合舊砂的的技術(shù)公開(kāi)報(bào)道。
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振動(dòng)再生就是在激振電機(jī)產(chǎn)生的力條件下，使砂粒與砂粒、砂粒與介質(zhì)之間相互 搓擦去除粘土惰性膜，達(dá)到舊砂再生目的。振動(dòng)再生產(chǎn)生的摩擦力和剪切力相對(duì)于其他干 法再生最容易使粘結(jié)劑惰性膜脫落，而且破碎率低，振動(dòng)再生裝置結(jié)構(gòu)緊湊，安裝成本低， 靠振動(dòng)電機(jī)作動(dòng)力源，傳動(dòng)部件少，設(shè)備維修量小，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用能耗低，投資回收期短，而且對(duì) 舊砂的預(yù)處理要求不嚴(yán)，回收率高， 一臺(tái)設(shè)備具有多種功能，即可同時(shí)完成破碎，篩分，再生 冷卻等工序。但缺點(diǎn)是去泥率低。 研磨再生是在滾桶內(nèi)上裝一個(gè)磨輪，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)砂粒與磨輪、砂粒與砂粒間均產(chǎn) 生強(qiáng)烈的摩擦、搓研及剪切作用，把砂粒表面的殘留粘結(jié)劑薄膜磨下來(lái)，達(dá)到再生的目。研 磨再生砂粒處于滑動(dòng)、滾動(dòng)狀態(tài)，主要是磨粒磨損機(jī)理起作用，是沒(méi)有撞擊、壓力下的強(qiáng)力 摩擦，對(duì)塑性的粘土膜去除效果好，還有圓整粒形作用，并且破碎率低。但其研磨再生時(shí)間 較長(zhǎng)，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種用磁分離、振動(dòng)和研磨的機(jī)械聯(lián)合再生方法使粘
土-樹(shù)脂混合舊砂再生。經(jīng)該方法再生的而使非磁性混合舊砂可代替新砂作為有機(jī)粘結(jié)劑
砂制芯，實(shí)現(xiàn)粘土 _樹(shù)脂混合舊砂這一資源的循環(huán)使用，同時(shí)有利于環(huán)保。
本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案完成一種鑄造粘土 _樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方
法，包括弱磁選去除磁性金屬雜質(zhì)，干燥并篩分、除塵去除砂塊和粉塵預(yù)處理，其特征在于
還包括 A、在磁感應(yīng)強(qiáng)度大于14000Gs條件下，對(duì)預(yù)處理后的粘土 _樹(shù)脂混合舊砂進(jìn)行多 次強(qiáng)磁選，分離出磁性混合舊砂和非磁性混合舊砂；B、將上述磁分離出的非磁性混合舊砂在振動(dòng)頻率為15 50Hz，振幅1 6mm條件
下，進(jìn)行振動(dòng)再生，使混合舊砂砂粒表面的粘結(jié)劑惰性膜剝離，粉塵經(jīng)除塵回收；C、將經(jīng)上述振動(dòng)再生后的混合舊砂在磨輪轉(zhuǎn)速為800 1600r/min，磨輪與滾筒
的間距為2 5mm條件下進(jìn)行研磨再生，使混合舊砂砂粒表面的粘結(jié)劑惰性膜徹底剝離，粉
塵經(jīng)除塵回收； D、將經(jīng)上述研磨再生后的混合舊砂進(jìn)行篩分，得篩下200目以上細(xì)粉回收，篩上 混合舊砂即為再生砂。 所述A步驟強(qiáng)磁選是在常規(guī)磁選機(jī)上完成的，其中，給砂速度為45 240mm/s，磁 矩《2mm，給砂厚度《2mm。 所述B步驟的振動(dòng)再生是在常規(guī)振動(dòng)再生機(jī)上完成的。
所述D步驟的研磨再生是在常規(guī)磨輪研磨再生機(jī)上完成的。
A步驟所得磁性混合舊砂回用作粘土砂造型。
D步驟所得再生砂代替新砂作為有機(jī)粘結(jié)劑砂制芯。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，即充分利用磁分離 再生，使鑄造粘土 _樹(shù)脂混合舊砂中的磁性混合舊砂回用作粘土砂造型，讓粘土 _樹(shù)脂混合 舊砂中有效粘土得到充分利用，可不加或少加粘土，提高資源利用率，再通過(guò)振動(dòng)再生和研 磨再生，使砂粒間的粘土惰性膜被徹底去除，而且沒(méi)有撞擊下的強(qiáng)力摩擦，破碎率低，對(duì)粘 土膜去除徹底，圓整砂子粒形，從而使粘土 _樹(shù)脂混合舊砂再生代替新砂制芯。本發(fā)明工藝流程能耗小，污染低，效率較高，實(shí)現(xiàn)粘土 _樹(shù)脂混合舊砂這一資源的循環(huán)使用，同時(shí)有利 于環(huán)保。


圖1為本發(fā)明之工藝流程圖。 圖中，1為預(yù)處理后的粘土 _樹(shù)脂混合舊砂，2為強(qiáng)磁選機(jī)，3為振動(dòng)二級(jí)再生機(jī)，4 為磨輪研磨三級(jí)再生機(jī)，5為細(xì)粒粉塵分離器，6為除塵器，7為可用來(lái)制芯的再生砂，Sl為 磁性粘土 _樹(shù)脂混合舊砂，S2為非磁性粘土 _樹(shù)脂混合舊砂，S3為細(xì)粒粉塵，S4為粉塵。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例 A、預(yù)處理后的粘土 _樹(shù)脂混合舊砂1在強(qiáng)磁選機(jī)2進(jìn)行四次強(qiáng)磁選，其條件為磁 感應(yīng)強(qiáng)度為14000Gs，給砂速度為63mm/s，磁矩《2mm，給砂厚度《2mm，分離出磁性混合舊 砂Sl和非磁性混合舊砂S2，分離出的磁性混合舊砂Sl回用作粘土砂造型，其中，預(yù)處理后 的粘土 _樹(shù)脂混合舊砂1的成份為粘土砂含量86 % ，含水量0.7%，含泥量12. 4% ，有效 粘土含量5.8%，粒度45 75目； B、將上述非磁性混合舊砂S2送振動(dòng)二級(jí)再生機(jī)3中，在振動(dòng)頻率為25Hz，振幅為
4mm條件下，進(jìn)行振動(dòng)再生，使混合舊砂的粘結(jié)劑惰性膜剝離，粉塵S4送除塵器6回收； C、將上述振動(dòng)再生后的混合舊砂送磨輪研磨三級(jí)再生機(jī)4中，在磨輪轉(zhuǎn)速為
1600r/min下，磨輪與滾筒的間距為4mm條件下進(jìn)行研磨再生，使混合舊砂的粘結(jié)劑惰性膜
徹底剝離，然后送細(xì)粒粉塵分離器粉塵5篩分，同時(shí)粉塵S4送除塵器6回收； D、將上述研磨再生后的混合舊砂經(jīng)篩分，得篩下200目以上細(xì)粉回收，篩上混合
舊砂即為再生砂7。 預(yù)處理后的粘土 -樹(shù)脂混合舊砂1經(jīng)上述再生處理后，其質(zhì)量檢測(cè)為含泥量 0. 42%、灼減量0. 47%、粒度分布55-75，達(dá)到制芯用砂的質(zhì)量要求。
權(quán)利要求
一種鑄造粘土-樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方法，包括弱磁選去除磁性金屬雜質(zhì)，干燥并篩分、除塵去除砂塊和粉塵預(yù)處理，其特征在于還包括A、在磁感應(yīng)強(qiáng)度大于14000Gs條件下，對(duì)預(yù)處理后的粘土-樹(shù)脂混合舊砂進(jìn)行多次強(qiáng)磁選，分離出磁性混合舊砂和非磁性混合舊砂；B、將上述磁分離出的非磁性混合舊砂在振動(dòng)頻率為15～50Hz，振幅1～6mm條件下，進(jìn)行振動(dòng)再生，使混合舊砂砂粒表面的粘結(jié)劑惰性膜剝離，粉塵送除塵回收；C、將上述振動(dòng)再生后的混合舊砂在磨輪轉(zhuǎn)速為800～1600r/min下，磨輪與滾筒的間距為2～5mm條件下進(jìn)行研磨再生，使混合舊砂砂粒表面的粘結(jié)劑惰性膜徹底剝離，粉塵送除塵回收；D、將上述研磨再生后的混合舊砂經(jīng)篩分，得篩下200目以上細(xì)粉回收，篩上混合舊砂即為再生砂。
2. 如權(quán)利要求1所述的鑄造粘土 -樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方法，其特征在于所述A步驟的強(qiáng)磁選條件是給砂速度為45 240mm/s，磁矩《2mm，給砂厚度《2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄造粘土-樹(shù)脂混合舊砂機(jī)械聯(lián)合再生的方法，經(jīng)弱磁選去除磁性金屬雜質(zhì)，干燥并篩分、除塵去除砂塊和粉塵，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大于14000Gs條件下經(jīng)多次強(qiáng)磁選，分離出磁性混合舊砂和非磁性混合舊砂；非磁性混合舊砂在振動(dòng)頻率為15～50Hz，振幅1～6mm條件下，進(jìn)行振動(dòng)再生，在磨輪轉(zhuǎn)速為800～1600r/min，磨輪與滾筒的間距為2～5mm條件下進(jìn)一步研磨再生，使混合舊砂砂粒表面的粘結(jié)劑惰性膜徹底剝離，經(jīng)篩分得再生砂。經(jīng)該方法再生的磁性混合舊砂回用作粘土砂造型，而非磁性混合舊砂可代替新砂作為有機(jī)粘結(jié)劑砂制芯，實(shí)現(xiàn)粘土-樹(shù)脂混合舊砂這一資源的循環(huán)使用，同時(shí)有利于環(huán)保。
文檔編號(hào)B22C5/06GK101773981SQ20101011854
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者張方, 李功宇, 李珊, 郭思福, 郭景純, 魏鏡弢 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)