旧砂再生利用是企业可持续发展的重要课题

常州南车汽车零部件有限公司

我公司主要从事汽车零部件的铸造与加工，铸造工艺有覆膜砂壳型、湿型砂等，使用的覆膜砂根据产品不同涉及到普通覆膜砂、高强度低发气砂、耐高温覆膜砂、宝珠砂等，覆膜砂年用量达到2万t以上。目前，随着国家对环保要求的日益提高，覆膜砂废砂的再生利用成为公司可持续发展的一个重要课题。

目前，我公司开始与供应商合作，开发废砂的再生系统对旧砂进行再生利用，并由供应商投资建立废砂热法再生生产线。覆膜砂热法再生系统就是把旧砂在焙烧炉中加热至500~700℃，将其表面的粘结剂膜烧除，再将热砂经冷却床沸腾使砂子冷却并除去残留粘结剂，已剥离的粘结剂借助除尘系统从再生砂中分离出去，再生率一般可达到80%~85%。

目前，废砂再生设备分传统卧式和较为先进的立式两种。

卧式设备基本原理是经破碎、筛分和磁选的旧砂被均匀加入燃烧室，在燃烧室中形成200~270mm厚的砂层。燃烧室内的沸腾风机将整个砂层上下搅动并呈流态，燃烧室内的高温热气流使包裹在砂粒表面的树脂膜燃烧，达到旧砂再生的目的，随着物料的连续加入，经过焙烧的旧砂向出料端出料。

立式设备加料口在上面，将旧砂加入到立式沸腾焙烧炉，焙烧炉侧面喷嘴加热旧砂，同时炉体底部吹高压风使砂沸腾，旧砂表面的树脂膜燃烧，达到再生的目的，这种处理方式一次可以处理的砂层高度为2~3m，每小时可处理3~5t砂。炉顶部的高温风可以回收利用，同时出炉后的高温砂余热可以加热冷却风，这些被预热的风再次返回炉内循环利用，风温保持在200℃左右，因此这种设备比较节省能耗。

废砂再生不但减少了铸造企业排放对于环境的污染，还提高了覆膜砂在生产上的利用率，节约了资源。例如，与我公司长期合作的重庆长江造型材料有限公司在江苏金坛市新建4条再生砂生产线，达到20万t的再生砂生产规模。废砂再生利用不仅带来了良好的经济效益和社会效益，同时再生砂综合性能较新砂有更好的优势。

部分产品为提高砂芯强度，需采用宝珠砂，这是一种人工砂，角形系数低，接近于球形，具有强度高、不易破碎等优点。但宝珠砂成本高，通常为普通砂的4~6倍，而且资源十分有限，为提高宝珠砂的利用率，若进行筛选回收利用，经济效益比普通覆膜砂会更显著。有厂家为提高产品性能，目前开始尝试全部采用宝珠砂壳型工艺，虽然第一次砂采购成本较高，但宝珠砂可以再生利用，与砂处理厂家合作，建立旧砂再生系统，全部宝珠砂再生利用，即使算上15%~20%的再生损耗率，其成本也与采购全新普通覆膜砂接近，因为再生只产生回收相关的能耗费、人工费、设备折旧费等，此时成本优势十分明显。

另外，再生砂还能提高铸件性能和外观，如增压器壳体零件要求尺寸精度高，表面粗糙度Ra25μm，不允许有粘砂、气孔、变形、脉纹等铸造缺陷。而再生砂热膨胀率较低，发气量低，可以较大程度地防止上述铸造缺陷，提高铸件尺寸精度和表面质量，能显著提高铸件的成品率。

下一步，公司将与周边更多的覆膜砂供应商合作，对覆膜砂废砂全部进行再生利用，以节约覆膜砂的采购成本，降低废砂排放对环境的污染。