酯硬化水玻璃砂再生相关技术的研究

摘要

水玻璃砂工艺发展到今天经历了普通CO<,2>硬化水玻璃砂工艺、粉末硬化剂硬化水玻璃砂工艺和有机酯硬化水玻璃砂工艺三个阶段。酯硬化水玻璃砂工艺既有传统水玻璃砂工艺操作简便、劳动条件好、型砂的强度高等优势，又有型砂溃散性好的特点，使水玻璃砂应用技术向前迈进了一大步。但是，酯硬化水玻璃再生砂的铸造工艺性能还不很令人满意，需在再生砂中加入大量的新砂才能保持铸造工艺的稳定性，生产过程中排出大量的废砂，这不仅造成了对环境的污染，同时也是对自然资源的巨大浪费，提高酯硬化水玻璃再生砂的性能，是水玻璃砂研究领域亟待解决的问题之一。 本文主要从二方面入手提高酯硬化水玻璃再生砂的性能：其一是通过降低铸造生产过程中水玻璃的加入量，改善其旧砂的可再生性能，从而提高再生砂的质量。其二是通过选取合理的再生方法和再生参数来降低再生砂中Na<,2>O的含量，提高再生砂的性能。为此，本课题开展了新砂及其高温改性砂对酯硬化水玻璃砂性能影响的研究以及酯硬化水玻璃砂机械再生技术的研究工作。 研究发现，原砂的粒形、耗酸值、粒度影响水玻璃型砂的强度和可使用时间。原砂的粒形好，耗酸值低，则由其混制的水玻璃砂的可使用时间长，型砂的强度高。当原砂的粒度相同，粒形相近时，其耗酸值低，则型砂的强度高；同一种原砂，其粒度粗，型砂的强度高。对原砂进行高温改性处理，可以提高砂粒表面的活性，提高粘结剂和砂粒表面的粘附力，起到增加型砂强度的目的。在环境温度和湿度相同的条件下，随着焙烧温度的升高，型砂的抗拉强度提高。在焙烧温度相同时，不同产地原砂的水玻璃型砂的抗拉强度不同，同种产地的原砂，其抗拉强度受到环境湿度和温度的影响，在相同的环境温度下，湿度越大，水玻璃砂的抗拉强度越低。由此可以看出，完全可以通过合理选择新砂以及通过对新砂进行高温改性，提高水玻璃型砂的性能，换言之，在保证一定的铸造工艺性能的前提下，可以降低水玻璃的加入量，从而改善酯硬化水玻璃旧砂的可再生性能。 对酯硬化水玻璃砂分别采用单一机械干法再生工艺和加热脆化+机械再生工艺进行实验。研究发现，单一机械干法再生，其Na<,2>O的去除率低，对酯硬化水玻璃砂的再生效果不理想。干法再生前对旧砂进行加热脆化处理，可以提高干法再生的脱膜效果，并且在300～400℃的脆化温度下，随脆化温度的提高，再生砂的脱膜率提高。在相同的再生条件下，由经过高温改性处理的原砂混制的水玻璃旧砂的脱膜率明显高于由同种新砂混制的水玻璃旧砂的脱膜率，由此表明，对原砂进行高温改性处理不仅可以降低水玻璃的加入量，并且在一定水玻璃加入量的情况下提高了水玻璃砂的再生性能。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1绿色铸造粘结剂-水玻璃

1.2水玻璃砂工艺的发展历程及应用中存在的问题

1.3水玻璃旧砂的性能特点

1.4水玻璃旧砂的再生的方法

1.5水玻璃旧砂的再生效率与再生砂性能的综合评价

1.6本课题研究的意义与内容

第2章水玻璃砂的强度形成机理

2.1水玻璃的基本特征和重要参数

2.2水玻璃砂的硬化机理概述

2.3有机酯硬化水玻璃砂的硬化机理

第3章原砂对酯硬化水玻璃砂性能的影响

3.1酯硬化水玻璃砂的性能特征

3.2实验用原材料

3.3实验方法与设备

3.4实验结果及分析

3.5结论

第4章原砂高温改性对酯硬化水玻璃砂性能的影响

4.1实验用原材料

4.2实验方法及设备

4.3实验结果及分析

4.4结论

第5章酯硬化水玻璃砂旧砂的再生

5.1实验方法及设备

5.2逆流转子再生机和流化床最佳工作参数的确定

5.3酯硬化水玻璃旧砂的再生

5.4实验结果分析

5.5结论

第6章酯硬化水玻璃砂再生相关技术的总结与展望

6.1酯硬化水玻璃砂再生相关技术总结

6.2酯硬化水玻璃砂铸造技术的展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况