国外自硬呋喃树脂砂的热法再生装置及效果分析

国外有关铸造厂家认为,采用干法再生自硬呋喃树脂砂,再生砂的使用受砂粒表面残余树脂和固化剂积累的限制。这些积累可以利用测定再生砂的灼烧减量、酸耗值、残余硫、残余氮及粉尘等特性来衡量。如果这些特性产生变化,将会引起铸件缺陷和环境污染问题。例如,经计算得出,用100%干法再生砂造型,其SO₂排出量为用新砂造型的4倍。

热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定高温,使砂粒表面达到树脂膜的燃烧温度,残留树脂膜经分解或燃烧而被去除的一种工艺方法。热法再生自硬呋喃树脂砂的设备一般采用回转窑或沸腾炉,去掉旧砂表面的残余有机物,把旧砂恢复到最初的状态。这是一种完全再生方法。

采用热法再生自硬呋喃树脂砂在我国应用很少,现介绍几例国外应用情况。

(1)燃气热法再生装置再生自硬树脂砂砂 英国Richard工程公司生产的PX2500G型燃气热再生装置的供砂机构可以容纳24h用砂量,从这里将散粒化的旧砂均匀地送进并通过再生炉。再生炉内是一个多区域流化床,每一区域有一组燃烧器,以及它们各自的温度控制系统。流化床能保证砂粒很好地混合,避免冷点和不完全再生部位。砂粒在流化床上运行一段时间,以保证树脂被完全烧掉,离开再生炉的热砂进入一个间接换热器,由换热器将砂的热量传递给流化床用空气而使空气温度达到480℃,这样可以节约再生装置的能量消耗。然后砂进入一冷却分级器,冷却器是一个水冷管式换热器,在管上带有散热片。通过冷却器将砂冷却至室温,然后进入分级器,用高速空气流吹走粉尘。再生装置是自行管理的,每周工作5天,每天24h连续工作。采用燃气热法再生装置来再生呋喃树脂自硬砂,可将100%再生砂用于造型和制芯工序,这样就可以节约新砂购置费用,并极大地减少废砂抛弃量。

Wilsons铸造厂生产碳钢、低合金钢和不锈钢铸件,如泵体、叶轮、阀及汽轮机零件等。采用Richerds工程公司的PX2500G型燃气热法再生装置,生产率为25t/h。(https://www.xing528.com)

Rockwell PNIC公司生产灰铸铁及合金铸铁件,以及碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热钢铸件,最大铸件可达10t。造型和制芯均用呋喃树脂砂,用对甲苯磺酸固化剂。该公司利用燃气热再生装置处理其所有铸造用砂,再生砂的强度特性等与Wilsons铸造厂相同。

(2)用电阻热法再生自硬树脂砂 美国铸造废砂每年达720万t。随废砂场数量减少,处理费用从15美元/t上升到150美元/t,因此,美国目前的3100个铸造厂几乎都要进行旧砂再生以遵守1984年的危险废物法案。

帝国铸钢厂是生产碳钢、低合金钢、不锈钢等铸件的专业厂,主要用于泵、压缩机、涡轮机,甚至核设施等。铸型主要用湿型砂和自硬呋喃、酚醛树脂砂,每年耗新砂6000t,并产生同样数量的废砂要处理。

该厂安装了美国第一个间接辐射电热砂再生装置。再生系统生产率为1t/h,完全自动化再生。该电阻热再生系统与天然气热法再生相比不需空气,砂粒不受污染,以更低的温度再生化学粘结剂砂,热冲击小,砂粒破碎小,设备容易实现自动化,并能与总厂协调用电。