1 自硬砂旧砂再生处理的工艺特点

自硬砂铸造生产中，旧砂再生工艺的应用已是很普遍了。不同的旧砂再生工艺，就有不同的砂处理生产单元。其目的就是实现旧砂再生回用、降低成本、促进环保、提高资源再利用。

旧砂再生主要是利用振动机械的振动机理来实现的。旧砂再生过程中的主要设备包括振动落砂机、振动破碎机、振动沸腾冷却机、振动输送机和振动筛分机，以及风选机、砂温调节器、磁分离机等，配套相关的设备构成一个特定的砂处理生产单元。自硬砂旧砂再生回用，就是利用专用再生设备来对旧砂进行破碎、去膜、筛分和冷却的工艺应用过程。也有利用高温焙烧的工艺方法对旧砂进行处理。

旧砂再生处理的过程，就是对树脂砂、水玻璃砂（统称自硬砂）的失效脆性状、溃散状的惰性膜进行脱膜、去膜、圆整的过程。对半粘结状和粘结状的未失效的旧砂进行团块破碎、分解、松散再利用。旧砂再生设备中，对旧砂产生搓磨作用的有二种形式的振动设备：线性振动设备和非线性振动设备。线性振动设备如FAT 系列振动破碎机；它以线性激振力为主体，形成对旧砂进行线性方向的运动搓磨作用机理。

非线性振动设备，它以非线性的陀旋振动激振为主体，形成对旧砂进行在圆周范围被激掁的运动搓磨作用机理。

2 运动搓磨机理的受力分析

旧砂受线性振动的搓磨力，是由激振力产生的作用力和反作用力，构成平面汇交力系。形成对砂的搓磨运动过程。

旧砂受非线性振动的搓磨力，除受激振力作用产生的作用力和反作用力之外，还有受离心惯性力产生的作用力、反作用力；构成空间汇交力系，形成对砂陀旋搓磨运动过程。

搓磨力，就是由激振力产生的作用力对旧砂作用所需要的脱膜能力。不同的搓磨方式会产生不同的脱膜效果。

旧砂在被激振的运动过程中，虽然会出现多方位的力点，如挤压力、碰撞力、冲击力、离心方向的抛射力等。但都会形成一个汇交合力；由于汇交合力的形成，对砂团块产生力偶；（两个大小相等，方向相反，作用线不重合的平行力，称力偶。）力偶对物体转动效应的大小，用力偶矩来度量。力偶矩是一个自由矢量，可以在作用面内作任意移动，而不影响对物体的转动效应。

所以旧砂团块及颗粒状旧砂在线性和非线性振动激励下，所出现的转动、翻滚运动状态，达到了有切向搓磨的作用。

3 搓磨对象有机脂膜的形成

自硬砂工艺中，砂子利用有机脂和固化剂的作用产生相互的粘附，形成表面有机脂膜；粘附的结合力（粘附强度），其性质取决于砂子和粘附剂相互作用的结合键粘合剂的分子键，不同性质的结合键，产生不同的结合能（一种聚合内力）。由于存在有机脂膜的结合能，使砂粒间粘合，不易溃散。这种内力随粘附强度的变化而改变。因此，不同工艺配方的有机脂、固化剂会形成不同固化时间和固化硬度。有机脂膜受一定温度影响后，形成隋性膜（一种脆化的有机脂膜），其内部的分子键，会发生质的变化。经完全烧灼的有机脂膜，分子键完全断裂而灰粉化；不完全烧灼的有机脂膜，分子键脆化，有机脂膜失效，在外力作用下易发生脱离；未烧灼的有机脂膜，因有受温度影响，分子键处于临界脆化状态，在适当外力作用下，会发生脱落；而没有受温度影响的，仍保持着完好的粘附结构－固化的有机脂膜。这种砂粒经分解松散后可以再利用。有机脂膜包裹的砂子，不影响砂回用性能。

旧砂脱膜能力的大小，一般用灼烧减量来衡量。有机脂膜失效后的性状，一般为灰粉状，脆化状和溃散状。

高温热法再生工艺对树脂砂再生不适用。其一，没有必要利用高温法去除剩余未失效树脂膜，这对以后回用树脂的加入量有利；其二，直接烧灼旧砂对部分砂粒不利，易破碎粉化。

高温热法再生工艺对水玻璃砂旧砂再生可以适用，因为旧砂中的残余水玻璃会影响型砂成分的酸碱度。实际生产应用比较多 。