锡锡南铸造机械有限公司总经理朱以松
　　1．水玻璃自硬砂绿色铸造工艺
　　水玻璃是一种硅酸钠真溶液和二氧化硅胶粒组成的多相分散的水溶液。其优点有成本低廉资源广，操作方便无污染，应用灵活，能源省，铸件优质废品少等。但水玻璃砂有一些固有缺点，其中最主要的有：采用传统CO2硬化工艺，水玻璃本身的粘结强度未能得到充分的发挥，水玻璃加入量高（一般达7%～8%），导致浇注后型芯的溃散性差，铸件清砂十分困难。另外，水玻璃旧砂脱模率低，旧砂难以再生回用，强碱性水玻璃废砂的大量排放，严重污染了环境。
　　20世纪90年代后，人们对水玻璃基本组成和硬化机理的认识不断深化，在用活化金属离子改性水玻璃和用有机酯硬化水玻璃等两个方面获得了突破性进展，可使型芯砂中水玻璃加入量减少至1.8%～3.0%，从而明显降低了水玻璃砂的残留强度，这不仅提高了铸件的表面质量，缩短了铸件的清砂时间，而且也使水玻璃旧砂再生回用成为可能。
　　目前，改性水玻璃砂工艺特别是酯硬化改性水玻璃砂工艺正在中国得到广泛推广应用，特别是铸钢件，如机车车辆、重型机械、泵阀等行业，在生产薄壁、箱形等易产生热裂的铸钢件上，更是受到了人们普遍的关切和应用。
　　总之，水玻璃砂是铸造工业中最受欢迎的型砂之一，它具有高质量，低成本，生产环境好，且可望实现无废砂废水排放等特点，是集约化的绿色清洁铸造工艺。
　　目前，水玻璃砂已跃升为继粘土砂、树脂砂之后的第三大铸造生产用型砂，在铸造行业特别是铸钢件生产中得到了广泛的应用，在未来必将有更为广阔的应用前景。
　　2．水玻璃自硬砂旧砂趁热短流程再生工艺装备
　　基于干法趁热再生理念，我公司研发的短流程旧砂再生系统是一种集成化智能式短流程砂再生装置，见附图。
　　1.振动落砂破碎再生输送除尘一体机 2.无管道除尘装置
　　3.智能式脱膜率可调斗轮再生机 4.双罐气力发送装置 5.砂净化器
　　这种针对铸钢行业而研发的水玻璃旧砂再生回收循环利用的短流程砂处理系统，打破传统观念，采用适时化趁热打箱新思路。新研制的振动落砂破碎再生除尘输送一体机、斗轮搓擦再生机等新工艺装备通过后续的中温热法再生，以彻底解决水玻璃旧砂再生难题，且使水玻璃旧砂再生后Na2O残留率小于0.5%，可作为新砂回用。
　　另外，该系统采用趁热打箱后立即进入热水湿法浸泡、擦洗+化学试剂的湿法去膜的湿法再生技术，解决了水玻璃砂型铸造废旧砂湿法再生耗水量大、Na2O去除率低的问题，达到每吨砂耗水量仅100kg，Na2O残留由热干法的0.5%降低至0.1%。
　　该系统主机采用性能先进的短流程技术、斗轮擦磨技术、烧结板滤芯节能过滤技术以及智能化理念，主要突破与创新点如下：
　　（1）振动落砂破碎再生除尘输送短流程技术 集合落砂、破碎、再生、除尘、分选及输送于一体，解决了传统设备接口多，维修量大，占地面积大，以及效率低等问题，尤其是水玻璃旧砂趁热落砂破碎脱膜率由原来的20%提升到25%左右。
　　（2）机械法斗轮搓擦脱膜再生技术 旧砂在高速旋转的斗轮搓擦锤片带动下进行相互的搓擦、碰撞，采用短流程落砂破碎后趁热再生关键技术，脱膜效率可以提高5%。
　　（3）智能化控制技术 各种在线检测及数字化控制手段达到模拟仿真，确保铸造旧砂短流程再生技术的系统化、工程化、智能化、安全化。
　　3. 工艺技术与特征
　　砂或带有铸件的砂箱首先进入振动落砂破碎再生除尘一体机，铸件或砂箱由起重装置吊出后，剩余旧砂块开始振动破碎，废铁块及芯骨在一体机尾部定期排出，经过破碎初步再生的小于1mm的砂粒进入智能式脱膜率可调斗轮再生机。然后经过在线烧灼减量检测仪反馈后通过双罐发送装置送至具有气力撞击、风选、冷却、磁选功能的砂净化器，然后送至砂斗或自硬砂混砂机使用。
　　落砂破碎再生机除尘一体机具有落砂、破碎、再生及除尘功能，多台单机除尘器与除尘罩采用无管道连接，密封性能好、功率消耗低。
　　一套生产率可达5～30t/h，两个并联生产率可达30～60t/h，可以灵活选择。
　　在斗轮再生机出料口并联连接一个再生砂酌减量在线监测仪，以达到通过变频技术调整斗轮再生机斗轮辊转速或调整出砂门的高度，通过擦磨仓内存砂量的多少改变砂擦磨压力，更改至适中的脱膜率。智能式脱膜率可调斗轮再生机，可以根据不同砂量、不同工艺选择斗轮辊的数量（3～8辊），最大限度地满足生产率要求。斗轮盘采用耐磨挖斗式斗轮，实现砂粒之间挤压搓磨再生。斗轮再生机斗轮磋磨锤片形式采用挖斗式，形成砂子和挖斗内砂子的对撞，属于软再生，由于砂子和砂子对撞，撞击概率比锤片式提高了3～4倍，大大提高了再生效果，并且减少砂子和斗的直接撞击，防止斗轮磨损，挖斗寿命提高3～4倍。
　　双罐气力发送罐交替工作，单套可实现10～30t/h连续输送量，具有抗高温性能。
　　4. 应用范围
　　铸造旧砂短流程再生系统是一种集成化智能式短流程砂再生装置，它还可以灵活应用于其他自硬砂铸造车间。我们知道，在其他如呋喃树脂自硬砂等铸造车间落砂工段往往采用的旧砂再生线包括振动落砂机以及胶带输送机、磁选机、斗式提升机、振动破碎机、振动输送机及除尘系统等多台设备，砂再生设备组合庞大，生产线复杂。制作安装时一般先将各台设备分别制造完毕后组成生产线再配以非标钢结构和电气控制管线及除尘管线。现在，集约型节能型智能化短流程高效再生系统，结构简单合理，自身重量较轻、占地空间节省，适合各类铸造厂自硬砂旧砂落砂破碎再生除尘发送风选、磁选、冷却等工序繁杂的问题。是一种智能化旧砂再生组合装置，为自硬砂铸造车间旧砂再生提供了模块化设计，见下表。
　　5．结语
　　面对未来我国高端及大型铸钢件领域中巨大的需求，国外制造商都在加速研发、扩大产能以争取中国市场份额，国内的企业更应抓住机遇，采取积极的应对措施，在竞争中迎接挑战。另外随着清洁化、节能化、轻量化以及智能化理念的不断拓展并不断成为铸钢行业的研发重点，低碳排放、节能低污染，并且可再生循环利用及可持续发展的铸钢绿色铸造工艺和技术装备将呈现在我们面前。