酚醛树脂热法再生旧砂优化方法

1.树脂旧砂热法再生温度

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。

根据要去除的有机物种类，可分为高温热法再生（800～900℃）和低温热法再生（320～350℃），生产中常用高温热法再生，不同加热温度对酯固化碱性酚醛树脂旧砂再生性能的影响见表6-12。由表中可看出，再生砂粘结强度随加热温度提高呈增长趋势。当加热温度达800℃以上时，再生砂强度稍高于新砂，说明高温加热可有效去除旧砂砂粒表面的树脂膜、残留酯和钾，明显改善再生砂的粘结性能。

表6-12 加热温度对酯固化碱性酚醛树脂旧砂再生性能的影响

研究表明，酯固化碱性酚醛树脂高温粘结强度高，脱膜要比呋喃树脂困难一些（表6-13）。

表6-13 自硬呋喃和酯固化碱性酚醛树脂砂灼烧减量值比较（1000℃）

对酯固化碱性酚醛树脂旧砂来说，高温加热能耗大、再生处理成本高，特别是当温度低于600℃时，对于去除树脂膜中残留无机物效果不明显。而采用低温热法（320～350℃）再生处理旧砂，可有效除去树脂膜中残留的有机酯和水。

图6-15所示为间接加热的转窑中，一次浇注循环砂的加热温度与灼烧减量值及钾含量的关系。从图6-15中可看出，随着加热温度的升高，灼烧减量值、钾含量均大幅度下降。(www.xing528.com)

国外A.D.Busby等研究出一种新型热法再生设备——滚筒式焙烧炉，其再生处理效果比干法摩擦再生法好得多，再生砂的性能接近新砂，钾含量大为减少。除此之外，为保证良好的燃烧效率，把炉温控制在700℃以上，且炉内排放物少，不需后燃室。这种新的再生工艺叫No-Vatherm法。

图6-15 一次浇注循环砂的加热温度与灼烧减量、钾含量的关系

2.新型热法再生

再生砂的实践表明，再生砂的再粘结强度取决于残留碱量和树脂砂经历的浇注次数。每次浇注之后，型砂的粘结膜热辐射程度随着增加，保留在型砂表面的粘结膜特性对型砂的再粘结强度是至关重要的。为了使残留树脂粘结膜对型砂具有最大的物理附着和化学附着，提高再生砂的再粘结强度，英国波顿公司在普通热法的基础上，研制成功一种提高附着力的添加剂Alpha beta Max500，并将其称之为新型热法。这种热法用添加剂为液体，加入量为型砂质量的0.1%～0.3%。使用效果表明，再生砂的回用率由70%提高到85%～90%。当型砂的再生砂用量较高时，这种添加剂能够明显地提高型芯和铸型的强度。例如，当型砂的再生砂与新砂比为85∶15时，加入0.1%Max500，其型砂强度可以提高到再生砂与新砂比为70∶30的水平，节省15%的新砂。该工艺已经获得英国专利。

图6-16 ECP树脂新砂与几种再生砂的2h抗压强度

图6-16所示为这种新工艺的再生处理效果。由图可以清楚地看出，新型热法再生砂的2h抗压强度比新砂提高17%，比干法摩擦再生砂提高200%，比普通热法再生砂提高170%。

在实际生产中，新型热法再生工艺也可以用于其他树脂砂的再生处理。据介绍，新型热法再生酚醛脲烷树脂砂的2h抗压强度比其他新砂还高。而对于铸钢厂来说，由于ECP树脂砂的热裂倾向小，用ECP树脂砂代替酚醛脲烷树脂砂有很多优越性。