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铝合金铸造生产的节能工艺与措施


铸造行业是机械工业的耗能大户,能耗高、能源利用率低、污染严重、经济效益差等制约了铸造行业的发展。合理利用能源,大力抓好节约能源是铸造行业的一项重要任务。

节能技术与节能措施包含以下几个方面。

一、旧砂回收与再利用

在欧美工业发达国家,一直把旧砂再利用作为一重大研究课题,取得了较好的研究成果,并已经付诸于工业生产。在浇铸有色金属件、铸铁件以及铸钢件时。根据旧砂的烧结温度,用机械法再生旧砂。其再生率大致分别为90%、80%及70%。旧砂回用与湿法再生结合是最经济最理想的选择,两级湿法再生去除率(Na2O)达85%~95%,单级也可达70%。90%的旧砂回收再利用,质量接近新砂。英国理查德(Richard)公司采用热法再生,可以提高再生率lO%~20%左右。而且,热法旧砂再生成套设备的成本回收期较短,一般运转两年就可收回成本。回收得到的无法用机械法再生处理的锆砂采用热法处理后,再生砂的质量优于新砂。在美国,铸造行业用砂年消耗量在500万吨左右,BastianKC和AllemanJE研究发现,铸造用后的旧砂用于高速公路路基材料。完全可以满足高速路建设所用材料的性能要求。其性能同样优于同品种的新砂。

二、粘结剂的循环再利用

环保型砂芯无机粘结剂和砂处理及再生技术得到越来越多的关注。Laempe公司的Beach-BoX无机粘结剂是含有多种矿物质的流体,芯砂用95%砂及5%粘结剂,如铸件用干法除芯,粘结剂残留在砂中,为激活粘结剂,只要加人2.5%的水可重复使用多次而不用再加新的粘结剂,这就意味着在生产中每批最大粘结剂加人量仅为1.6%通过除水而导致粘结剂组分的化学反应而硬化,可使用时间无限制,但相对湿度不应超过70%,混制好的砂密封好可长期储存。FoundryAutomation和MEG的粘结剂为粉状,用于铝合金制芯、储存和浇注过程中均不发气,且均无树脂类粘结剂可能引起的环境问题。湿法清砂的水可回用85%,回收的材料可100%再使用。

三、铸模和模料的再生

自20世纪90年代以来,美、欧各国将精铸生产厂家废弃的模料或回收模料,经特殊的净化处理,再按用户不同需求调整成分,形成“回收-再生模料”,这种技术的关键在于采用先进的多级过滤或者离心分离法,加速操作过程并获得更纯净的模料。MittererC在对铝铸造模的研究中发现。在钢制铸模表面涂一层硬质薄膜,可以有效地抑制腐蚀,利用氮和碳化物的保护作用提高对热裂、腐蚀等破坏行为的抵抗力,以薄膜取代厚的氧基涂层材料,从而有效延长铸模使用周期。其核心技术是PACVD技术,即等离子化学蒸汽沉积。

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