寶珠砂堿性酚醛樹脂自硬砂的舊砂再生

 十幾年來，國內外十余家大中型鑄鋼廠成功使用寶珠砂堿酚醛樹脂自硬砂工藝穩定生產出高品質的鑄鋼件，其中有新建的鑄鋼廠，也有通過技術改造實施寶珠砂堿酚醛自硬砂工藝的工廠，比較有代表性的鑄造廠有：韓國三榮（SAMYOUNG M-TEK）、大連DSD（大連三榮斗山金屬制品有限公司）、無錫工裝閥門鑄造有限公司、安徽海螺川崎裝備制造有限公司、山推鑄鋼鄆城分公司等，取得了降低樹脂用量、改善生產環境、提高鑄件質量、減少清理工作量和固體廢棄物排放等經濟效益及環保效果。不過，時至今日，在市場開發和技術交流中，堿性酚醛樹脂砂的舊砂再生問題一直是探討的焦點。

 堿性酚醛樹脂舊砂與呋喃樹脂自硬砂和酚脲烷樹脂砂相比，被認為是一種再生回用難度較大的樹脂砂舊砂，目前尚未找到一種廣泛認可的、性價比高的再生方法。其主要原因是：堿性酚醛樹脂舊砂砂粒表面上的樹脂膜在高溫下具有一定的韌性（特別是其中含水量>1%時），很難用一般機械再生法獲得理想的再生效果。除此之外，舊砂顆粒表面樹脂膜中鉀（360℃左右熔化，1320℃后氣化）較難用一般熱法（700-800℃）再生將其去除干凈，加上固化劑--有機酯，均隨舊砂使用次數的增加逐漸積累，導致再生砂可使用時間縮短，粘結強度下降，型砂工藝性能惡化，降低再生砂耐火度和抗吸濕能力。

 在考核舊砂再生效果時，一般主要檢測和控制以下指標：灼燒減量（LOI）：鑄鋼件，≤2%，鑄鐵件，≤ 2.5%；殘留堿量：≤ 0.12%；微粉含量（小于140目）≤ 0.8%；（≤ 240目）≤ 0.2%；砂溫≤ 35℃。另外還有砂粒表面狀況、粒度分布等。當然，這些指標可根據具體的鑄件特點來調整。

圖1 寶珠砂堿酚醛樹脂砂工藝生產現場

 在堿性酚醛樹脂自硬砂舊砂再生領域，日本新東公司走在了前面。該公司開發的加壓強力搓擦法再生機，在中國幾家中日、中韓合資鑄造廠，特別是使用寶珠砂的鑄造廠中取得了很好的使用效果。使用寶珠砂堿酚醛工藝，由于砂粒表面光潔、粒型近圓，樹脂加入量下降30-40%，同時砂粒強度和硬度較高、很難破碎，使得再生效果十分理想，根據安徽某日資鑄造廠的數據，再生后，灼燒減量可達0.9%以下，每月的新砂補充量在2%左右。

圖2 日本新東強力機械再生工藝示意圖

 目前國內很多鑄造工廠還采用這樣的堿酚工藝舊砂主要再生方式：二級機械再生+一級離心再生，效果不是特別令人滿意，尤其是設備運行一段時間、新砂循環使用多次以后，型芯砂強度、韌性差，鑄件缺陷增多等等。

圖3 某機械再生設備

圖4 圣泉堿酚醛樹脂砂舊砂再生設備