（江阴智铭铸造装备应用技术设计室，江苏江阴 214421）

对自硬砂铸造工艺中产生的废、旧砂进行再生回用，延续了一种普遍的、采取专用旧砂再生技术装备来对不同性质的废、旧砂进行破碎分解、去膜净化、筛分和冷却的工艺过程.

目前旧砂再生回用工艺是主要针对铸造过程形成的树脂砂、水玻璃砂、脂硬化旧砂的失效脆性状、溃散状的惰性膜进行有效脱膜、圆整的工艺过程，是主要针对半粘结状和粘结状的非失效的旧砂进行团块破碎、分解、松散和降温处理的工艺过程，包括对热芯盒覆膜砂、冷芯盒树脂砂、有机自硬砂、桐油砂、壳型砂等等经使用后的废砂型和砂芯的处理[1]。

对旧砂再生利用从企业经济效益上讲是非常重要的。而在旧砂再生工艺流程中，采用机械干法再生是一种简单合理的工艺选择。

值得注意的是，目前大多干法再生后的砂粒表面没有100%脱膜，砂粒表面还留有部分“顽固”的有机脂膜。而实验表明，这种未经高温烧损的有机脂膜不但没有惰性，反而还有一定的活性，这种活性使得自硬砂的常温强度和热强度有所提高。正是由于有机脂膜的存在，使得自硬砂生产工艺加入的固化剂量逐步降低[2]。

针对近期市场需求，研究设计了具有砂再生效率高、能耗低、性能可靠的环保类型的砂再生设备—双轴强力搓磨再生机，如图1 所示。

双轴强力搓磨再生机与前阶段研发设计的三轴强力搓磨再生机相比较，其搓磨机理基本相同[3]，但对机械结构进行了优化，优化了工艺设计、工艺制造，并提高了生产能力，设备的适用性更强。

1 双轴强力搓磨再生机装备特点

1.1 双轴再生机工作原理

双轴强力搓磨再生机以下简称双轴再生机。由于市场有提高再生能力的需求，搓磨再生又是砂再生的核心设备。所以在已经研发设计的三轴强力搓磨再生机的基础上研发设计了双轴再生机。双轴再生机与三轴强力搓磨再生机工作原理基本相同，但强化了叶片的搓磨机理，具有以下特性:

1）被处理的旧砂通过进砂口进入再生室体，分布在搓磨叶片的工作区域。搓擦叶片分别安装在两个由电动机直接驱动的传动主轴上，做相向高速旋转运动，形成线性剪切，对旧砂进行切向对流和反复搓擦。

2）双轴再生机在搓磨过程中，鼓风机进风通过手动蝶阀控制风量进入风箱，再经沸腾孔板喷流进入室体，形成沸腾气流使砂气混合，使旧砂在流动、沸腾的状态下实现砂与砂之间、砂与搓擦叶片之间相互流态化的强力搓擦，达到脱膜再生的目的。

3）双轴再生机室体内形成的粉尘气流（包括热气流），由除尘风口排放，保持室体内气流的平衡。经过一定流量的对流搓擦后，再生砂通过出砂口被排出。这时，被排出的旧砂有明显的降温和砂颗粒净化的表象。而含有粉尘和惰性膜残留物的气流经除尘系统风选后集尘处理。

双轴再生机仍然是以目前自硬砂铸造工艺产生的废、旧砂再生处理为对象。由于各种型砂成型性的工艺要求不同，产生的废旧砂性质亦不同，所以用户可根据自己铸造生产的工艺特点进行配套选择和再生处理的调整[3]。

1.2 双轴再生机技术参数

生产能力：10 t/h～15 t/h；

电机功率：2×7.5/11 kW（Y160L）；

电机转速：720/970 r/min；

搓磨叶片直径：φ430 mm；

外形尺寸（长×宽×高）：2 560 mm×1 100 mm×1 580 mm；

鼓风机功率：3.0 kW；

鼓风机风量：＞3 700 m3/h（风量可调）。

1.3 主要结构特点

双轴再生机主要结构组成有：驱动电机、联轴器、传动轴、轴承座、室体、检修门、机架、导砂板、搓擦叶片、风箱、沸腾板、鼓风机、蝶阀和除尘风口等，如图1 所示。

双轴再生机在机械结构的形式上与三轴搓磨再生机比较有如下特点：

1）双轴再生机改变了传动主轴的安装位置，由三轴调整为双轴，提高了室体搓磨空间。使物料在搓磨过程中的通过量得到提高，相应的室体空间对热气流、粉尘的扩散得到改善。而双轴再生机的搓磨特性与工艺流程与三轴再生机类似。

2）鼓风机的安装位置进行了结构上的调整，由下置式改为上置式，便于安装、检修，减少了平面位置。

3）双轴安装的搓磨叶片（叶轮）采用耐磨合金材料，按制造工艺需要可应用焊接结构形式，便于加工。

4）考虑到双轴再生机在高速搓磨运行中容易产生机械振动，室体与机架的连接采用了橡胶弹性连接，达到减振的目的。

2 双轴强力搓磨再生机工艺特点

图1 双轴承强力搓磨再生机

双轴再生机在旧砂再生设备中，是一种新型的机械干法砂再生核心装备，与三轴强力搓磨机的工艺特点基本相同。适用于树脂砂、水玻璃砂、覆膜砂和壳型砂等废旧砂的干法再生处理。

由于改进了搓磨室体的空间，双轴高速搓磨叶片对旧砂进行充分的对流和强力搓磨，以及沸腾气流冲击的多重作用，实现了脱膜、净化的柔性再生。

应用上，一般可以将颗粒散状的废旧砂按工艺流程直接加入双轴再生机进行搓磨处理，同时在气流沸腾状态下进行风选、去灰和冷却，在除尘系统的配套作用下达到去灰净化的效果。

作为干法再生的核心设备，配套应用于在线或者离线的生产单元上比较简单，如果设置在落砂机后续或破碎机后续，需要对旧砂进行铁杂物清理。

针对复杂的废旧砂可经过高温焙烧炉处理后，再经搓磨再生效果更好。

由于是干法机械搓磨机理，可适应于具有较高温度的旧砂。

3 结论

已研发制造的三轴强力搓磨再生机，生产应用效果良好，对旧砂再生有明显的效果。在此基础上改型设计的双轴再生机，优化了相关技术参数，目前处于研发阶段，完成了设计图，有待配套应用。