焙燒焙燒作用對鑄造石英砂濾料

我國的砂型鑄件年產(chǎn)量超過了1200萬噸，已經(jīng)躍居世界靠前位，循環(huán)用砂量高達12000萬噸，以廢棄其中的1／10計算，全國一年的舊砂廢棄量就有1200萬噸。如果對鑄造舊砂不進行更新利用，任其大量廢棄，不僅僅是對有限資源的非常大浪費，而且會對自然環(huán)境造成嚴重污染，同時影響鑄件產(chǎn)品質(zhì)量。所以，鑄造石英砂的更新利用技術(shù)的研究和推廣在我國具有更加重要的現(xiàn)實意義。 石英砂更新技術(shù)就是利用機械、物理或化學方法使舊砂的各種工藝性能得到恢復(fù)并重新投入使用。

近幾十年來，國內(nèi)的鑄造科技工作者正在致力于該技術(shù)的研發(fā)，盡管已經(jīng)取得了一些成果，但是所涉及的內(nèi)容主要是更新設(shè)備和更新工藝的開發(fā)，而對經(jīng)過處理后的更新砂質(zhì)量的可靠性問題還缺乏一體研究。 西安理工大學工程碩士學位論文 鑒于上述情況，本文以內(nèi)蒙大林、福建平潭、河北圍場和山東牟平四種不同 產(chǎn)地的鑄造石英砂為樣品，模擬鑄造過程和熱更新過程的循環(huán)高溫作用，對石英砂新砂及其焙燒砂的發(fā)氣性、容重、灼燒減量、粒度分布、抗拉強度和熱膨脹 等廠藝性能進行了實驗測試，分析了高溫作用對石英砂各種_L藝性能的影響規(guī)律。 

鑄造工業(yè)中，鑄件產(chǎn)量的80％～90％為砂型鑄件。隨著新的鑄造工藝的不斷出現(xiàn)，未來砂型鑄件的產(chǎn)量可能會有所減少，但是相關(guān)人士斷言，絕大部分鑄件依然要靠砂型工藝進行生產(chǎn)。發(fā)達國家在造型材料回收方面進行了近一個世紀的探索和研究，其中包括對砂型鑄造生產(chǎn)中舊砂的更新利用，以此提高鑄件質(zhì)量、減少自然資源的消耗、降低環(huán)境污染。

自然界中硅砂資源足夠，但合適鍛造用的SiO2含量高的天然石英砂并不太多。我國于1951年開端，對境內(nèi)的鑄造砂資源連續(xù)進行了普查，結(jié)果表明，我國可用于鑄造的天然石英砂資源非常豐富，散布規(guī)模很廣。石英砂首要礦物組變成SiO2。鑄鐵用石英砂需求SiO2含量在90％以上，非常大的鑄鋼件則需求SiO2含量在97％以上；常見的石英砂有以下幾種：

1.天然石英砂：用于有色合金鑄件、鑄鐵件及中小型鑄鋼件的型砂和芯砂。

2.精選水洗烘干石英砂：用于以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物作為粘結(jié)劑的各種型砂和芯砂。

3.高白水洗烘干石英砂：用于鑄鋼件的型砂和芯砂。

鑄造石英砂的顆粒形狀和顆粒構(gòu)成對型砂的流動性、緊實性、透氣性、強度和抗液態(tài)金屬的滲透性等性能有影響，是鍛造用石英砂質(zhì)量的重要目標。在用粘土作為型砂粘結(jié)劑的情況下，每出產(chǎn)1噸合格鑄件，大約需求補充1噸石英砂，因此在砂型鍛造出產(chǎn)中鍛造砂的用量非常大。隨著高精度工業(yè)的開展鍛造用石英砂的質(zhì)量又提出了更高的需求，如細粉少，比表面積小，耗酸值低一級。

此外本次實驗對鑄造砂粒巨細形狀和粒度散布情況也有了新的需求。實驗過程中，自行開發(fā)制作了熱膨脹性能實驗儀，設(shè)計了實驗方法和步驟。 通過在本次實驗中的實際應(yīng)用，證實了該實驗儀器具有一定的應(yīng)用價值，為課題的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

實驗結(jié)果顯示焙燒作用及焙燒次數(shù)對石英砂工藝性能有明顯的影響。其中， 高溫作用后石英砂的發(fā)氣性能降低、石英樹脂砂的抗拉強度明顯增加、粒度分布 墓本保持不變:在1000℃范圍內(nèi)，各種石英砂的體積熱膨脹百分率均低于5%; 石英砂的體積熱膨脹率一般表現(xiàn)出焙燒次數(shù)越多熱膨脹能力越小的特性，說明了 石英砂的體積膨脹在這一溫度范圍內(nèi)具有不完全可逆性;在近似于平衡狀態(tài)下的 緩慢熱膨脹和近似于澆注環(huán)境下的急熱膨脹環(huán)境中，石英砂的體積熱膨脹規(guī)律也 有所不同，總體上前者要大于后者. 綜合分析后認為，高溫作用對石英砂工藝性能的影響是明顯的。但是，這種 影響基本上使得石英砂的工藝性朝著有利于鑄造生產(chǎn)的方向變化，說明更新石英 砂自身的工藝性能完全可以得到保證，甚至可能超過新砂。所以，本次實驗結(jié)果 對舊砂更新技術(shù)的使用和推廣提供了重要的科學依據(jù)。