焙烧焙烧作用对铸造石英砂滤料

我国的砂型铸件年产量超过了1200万吨，已经跃居世界靠前位，循环用砂量高达12000万吨，以废弃其中的1／10计算，全国一年的旧砂废弃量就有1200万吨。如果对铸造旧砂不进行更新利用，任其大量废弃，不仅仅是对有限资源的非常大浪费，而且会对自然环境造成严重污染，同时影响铸件产品质量。所以，铸造石英砂的更新利用技术的研究和推广在我国具有更加重要的现实意义。 石英砂更新技术就是利用机械、物理或化学方法使旧砂的各种工艺性能得到恢复并重新投入使用。

近几十年来，国内的铸造科技工作者正在致力于该技术的研发，尽管已经取得了一些成果，但是所涉及的内容主要是更新设备和更新工艺的开发，而对经过处理后的更新砂质量的可靠性问题还缺乏一体研究。 西安理工大学工程硕士学位论文 鉴于上述情况，本文以内蒙大林、福建平潭、河北围场和山东牟平四种不同 产地的铸造石英砂为样品，模拟铸造过程和热更新过程的循环高温作用，对石英砂新砂及其焙烧砂的发气性、容重、灼烧减量、粒度分布、抗拉强度和热膨胀 等厂艺性能进行了实验测试，分析了高温作用对石英砂各种_L艺性能的影响规律。 

铸造工业中，铸件产量的80％～90％为砂型铸件。随着新的铸造工艺的不断出现，未来砂型铸件的产量可能会有所减少，但是相关人士断言，绝大部分铸件依然要靠砂型工艺进行生产。发达国家在造型材料回收方面进行了近一个世纪的探索和研究，其中包括对砂型铸造生产中旧砂的更新利用，以此提高铸件质量、减少自然资源的消耗、降低环境污染。

自然界中硅砂资源足够，但合适锻造用的SiO2含量高的天然石英砂并不太多。我国于1951年开端，对境内的铸造砂资源连续进行了普查，结果表明，我国可用于铸造的天然石英砂资源非常丰富，散布规模很广。石英砂首要矿物组变成SiO2。铸铁用石英砂需求SiO2含量在90％以上，非常大的铸钢件则需求SiO2含量在97％以上；常见的石英砂有以下几种：

1.天然石英砂：用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。

2.精选水洗烘干石英砂：用于以农业生产体系物作为粘结剂的各种型砂和芯砂。

3.高白水洗烘干石英砂：用于铸钢件的型砂和芯砂。

铸造石英砂的颗粒形状和颗粒构成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响，是锻造用石英砂质量的重要目标。在用粘土作为型砂粘结剂的情况下，每出产1吨合格铸件，大约需求补充1吨石英砂，因此在砂型锻造出产中锻造砂的用量非常大。随着高精度工业的开展锻造用石英砂的质量又提出了更高的需求，如细粉少，比表面积小，耗酸值低一级。

此外本次实验对铸造砂粒巨细形状和粒度散布情况也有了新的需求。实验过程中，自行开发制作了热膨胀性能实验仪，设计了实验方法和步骤。 通过在本次实验中的实际应用，证实了该实验仪器具有一定的应用价值，为课题的后续研究奠定了基础。

实验结果显示焙烧作用及焙烧次数对石英砂工艺性能有明显的影响。其中， 高温作用后石英砂的发气性能降低、石英树脂砂的抗拉强度明显增加、粒度分布 墓本保持不变:在1000℃范围内，各种石英砂的体积热膨胀百分率均低于5%; 石英砂的体积热膨胀率一般表现出焙烧次数越多热膨胀能力越小的特性，说明了 石英砂的体积膨胀在这一温度范围内具有不完全可逆性;在近似于平衡状态下的 缓慢热膨胀和近似于浇注环境下的急热膨胀环境中，石英砂的体积热膨胀规律也 有所不同，总体上前者要大于后者. 综合分析后认为，高温作用对石英砂工艺性能的影响是明显的。但是，这种 影响基本上使得石英砂的工艺性朝着有利于铸造生产的方向变化，说明更新石英 砂自身的工艺性能完全可以得到保证，甚至可能超过新砂。所以，本次实验结果 对旧砂更新技术的使用和推广提供了重要的科学依据。