一、呋喃树脂砂在铸钢生产中易产生的缺陷及对策

1.机械粘砂：由于呋喃树脂高温烧蚀、碳化，表层粘接力下降，液态金属渗入形成机械粘砂。

机械粘砂的防治主要以工艺措施为主：

a.提高树脂本身耐热性（采用糠醇改性低氮树脂）

b.添加附加材料提高型砂热强度（原砂中加氧化铁粉、硼砂）

c.采用特种原砂（抗粘砂材料如铬砂、锆砂、镁砂）

d.刷涂耐火涂料，降低浇注温度。

2.脉纹、飞刺：其成因是高温使型腔表面龟裂，防治基本同机械粘砂。

3.气孔：

a.侵入性气孔：是树脂发气量大，砂型透气不够好造成，可采取导引出气等工艺措施，同时尽可能降低粘接剂加入量，彻底清除回用旧砂中的脱落粘接剂膜及微粉，在降低发气量的同时提高透气性。

b.针孔：主要是金属液吸入的氮、氢在冷凝时析出造成，防止措施是选择低氮树脂，降低浇铸温度，还可在型砂中添加氧化铁粉。

4.热裂：呋喃树脂砂高温退让性较差（烧溃层薄，整体刚性强）所致。

防治措施：a.尽可能降低粘接剂加入量。

b.热节及阻碍收缩部位采用强传热特种面砂（如铬砂、石墨砂）加快凝固，增加烧蚀层。

c.采用改性树脂，改善高温性能。

d.合适部位埋入通气绳束。

二、工艺设备选型综述

1.选用先进合理的再生设备提高再生质量，减少原砂破碎，保证粒形的安定和园整。降低原砂微粉及杂质含量，稳定旧砂温度。

（1）破碎机选用：直线振动搓擦式破碎再生机，工作可靠性高，操作维护维修简单方便，未见有机体振裂或整体损坏的报道。从结构上看也较合理，易损件磨损小，寿命较长，动力消耗也小，运行费用较低。

（2）二次再生设备选择：树脂砂生产铸钢件要求更高的脱膜率，尽管也有采用二级式气力撞击式再生的用户，但一般认为不够可靠。但采用离心式或高速强力气冲式再生方式，靠高速运动时砂流改向产生料层间的切变搓擦完成脱膜，其搓擦力来源于砂流的惯性力，效率较低，且存在砂粒破碎和粒形恶化的问题。较为合理的再生方式兼顾呋喃树脂膜的硬脆特性，应采用离心再生加低速强搓擦方式较好。山东工将机械生产的复合再生机利用砂粒间强力低速的切变进行再生，是更经济高效的方式，同时再生质量较好。

（3）微粉的分离技术采用单级流幕效果较差，多级流幕方式不仅保证流幕的均匀，还伴有砂层切变翻腾有利于更彻底地分离附着微粉（砂温较高时分离效果会更好），实际运行测试的结果表明多级流幕分选可获得到微粉含量＜0.1%的分离效果。

（4）砂冷却调温设备选择：多年的生产实践表明沸腾流化床式冷却装置在树脂砂的冷却中效果差，主要原因是树脂本身不含水分，不能进行蒸发降温。较可靠的冷却方式是采用固定翅片式强冷换热技术。该技术中采用了密排大翅片换热，换热面积大（每级可达80M2），砂层较薄，传导换热稳定可靠并伴有缓慢的移动和换位，可有效改善砂料的传热效果，额定工况冷却水温只需低于工艺要求温度10℃就可切实保证得到温度均匀合格的旧砂，其温控精度≤±1℃，为混制质量可靠的型砂提供了良好的条件。另外设备基本设有维修工作量，也无易损件。

2.尽可能采用多的再生旧砂（旧砂回用率≥85%），有利于降低粘接剂的加入量。

3.采用先进的运输设备，减少输送过程的砂破碎。密相低速气力输送技术物料破碎较少、系统无易损件、输送效率高、空气耗量少，卸料点粉尘控制简便可靠，环保品质优良，是较理想的选择。

4.合理选择除尘点和配置除尘系统，保证旧砂再生质量，防止粉尘外逸，提供良好的作业环境。从使用经验来看，由于树脂砂和新型水玻璃自硬砂工艺、设备的特殊要求，一般的理论值和推荐值需作较大的调整。合理的系统设计可在保障除微粉和防尘效果的同时降低运行成本，避免由风量不足或过大对旧砂质量造成不利影响。

5.采用先进的型砂混制设备，采用工将机械生产的带有沸腾除微粉装置的混砂机可消除砂料残留的粘接剂膜、细微粉尘。明显降低粘接剂的加入量（粘接剂加入量较一般的混砂设备下降15%），降低型砂发气量，提高透气性和耐火度，提高型砂质量的同时降低生产成本，具有显著的经济效益。

6.采用先进的混制工艺，一般认为高速强力混制工艺有利提高混制均匀性，缩短混制时间，有利于提高型砂终强度。

7.粘接剂的准确定量和适时加入也是降低生产成本确保型砂质量的有效手段。

三、新型水玻璃自硬砂工艺

该工艺是水玻璃砂综合改性发展的新型工艺（水玻璃加入量已降至2.5~3.0%）。推广使用单位的生产实践表明，其操作工艺性能、铸件外观质量、尺寸精度达到了呋喃树脂砂的水平。除其旧砂再生性能略差外，还具有粘接剂不含S、P、N，不含引起合金件吸入的有害元素，高温容让性好等优点。

针对水玻璃旧砂中Na2O含量较高，容易吸潮，粘接剂膜柔韧性强，不易脱落等特点，新粘结剂中引入了有机活性离子，以激活水玻璃，改善粘结强度对Na2O含量敏感性等措施。还推荐采用旧砂加热复合再生技术。

水玻璃作粘接剂的旧砂除有较强的吸湿作用外，其粘接剂本身含有一定量的水分，浇注的高温不可能排出大量的水分，为改善其再生性能，旧砂需进行加热脱水使粘接剂膜脆化易于脱落。

加热复合再生机对砂料进行热气流干燥，使粘接剂膜脆化，随即进行低速强搓擦的脱膜再生。其动力消耗小，易损件少，使用寿命长，再生效果好，砂粒破碎少，还有一定的砂粒整形作用。

混砂机我们推荐使用新型水玻璃自硬砂专用混砂机。

如果特种砂（如铬铁矿砂等）用量较大，还需在风选分级设备上加入特种砂分离设备。移动式混砂机台车上还可配备面砂专用混砂机。