熔模铸造废弃型壳综合再利用研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yange20092009
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熔模铸造废弃型壳是一种在铸造过程中产生的工业废料,这种废料的排放会污染水资源和土壤,不符合“节能减排,绿色铸造”的要求。并且由于熔模铸造废弃型壳的成分组成复杂,所以存在着回收难度大,回收产品附加值低,稳定性差和经济效益差等问题。与此同时,铸造用人造球形砂虽然具有高耐火度,线膨胀率小和可重复利用等优点,但是由于制造成本高的原因导致人造球形砂无法在工业生产中大范围应用。为了解决这些问题,本文利用铸造废弃型壳分离电熔白刚玉并制造人造球形砂,不但解决了熔模铸造废弃型壳的回收问题,而且大大降低了人造球形砂的制造成本。本文研究了一种熔模铸造废弃型壳处理技术,可有效分离回收面砂电熔白刚玉,利用剩余粉料制备新型铸造用原砂一人造球形陶粒砂,研究工作包括两个方面:采用机械球磨法从熔模铸造废弃型壳中回收面砂电熔白刚玉,通过工艺设计、成分优化利用剩余粉料制备人造球形陶粒砂,改善陶粒砂表面形貌、提升陶粒砂性能。研究得到如下结论。(1)提出的熔模铸造废弃型壳处理工艺方法具有经济效益高,固体废弃物零排放,绿色环保优点,有效解决目前该废物排放造成的污染水资源和土壤难题。(2)利用机械球磨有效分离熔模铸造废弃型壳中高价值电熔白刚玉颗粒,获得占废弃型壳重量7~8%,粒径109~270μm高价值的电熔白刚玉颗粒。(3)研究发现剩余粉料球磨10~12h,得到90%以上粒径13μm以下粉料,通过添加铝矾土调整铝硅比为mAl2O3/mSiO2=2.32,机械法造粒后于1550℃左右烧结保温2~3h,莫来石含量达到83.25%以上。(4)研究添加TiO2、CaO作为球形陶粒砂助烧剂,单独添加1%TiO2时,烧结温度降低至1500℃,保温2~3h,陶粒砂的基本性能为,堆积密度1.68g/cm3,真密度3.058g/cm3,显气孔率10.6%,破碎率为1.58%;单独添加7%CaO时,烧结温度降低至1375℃保温2~3h,陶粒砂的基本性能为堆积密度1.71g/cm3,真密度2.834g/cm3,显气孔率6.03%,破碎率1.47%。同时加入1%TiO2+7%CaO作为助烧剂,烧结温度可降低至1340℃,烧结保温2~3h,添加2.0%树脂,24h冷芯强度为1.85MPa。(5)人造球形陶粒砂应用于精铸面砂,制备熔模铸造型壳,制备304、316不锈钢铸件,满足铸件表面质量要求。
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