绿色生产、节能减排，邦尼树脂促进铸造生产环境改善（下）

科技 2024-12-13 15:30 河南

绿色生产、节能减排

邦尼树脂促进铸造生产环境改善

邦尼树脂在铸造生产中产生的气味、固废特征

唐盛来

邦尼化工（天津）有限公司

晶瓷（北京）新材料科技有限公司

铸造用无刺激气味、无游离甲醛绿色树脂材料开拓者！

与会专家一致评价多年来邦尼树脂在铸造领域的环保贡献主要体现在以下两个方面：

一是显著减少了造型、浇注过程中有毒、有害气体的排放；

二是显著减少了铸造生产过程中的固废排放。

四

邦尼树脂砂的基本应用性能

（一）邦尼树脂的基本情况

邦尼树脂，是以满足环保与清洁生产的要求为目标，在甲阶酚醛树脂和碱性酚醛树脂的基础上研制而成的，就其分子结构而言，是一种新型的“改性甲阶酚醛树脂”（Modified Resole Phenolic Resin）。

树脂的研制是通过对甲阶酚醛树脂的三个主要方面改性来实现的：

1）首先“改”的是基因上改性，使得合成后的树脂成品中无甲醛、无苯酚。

2）其次“改”是选材上，在研制过程中不用工业上的甲醛与苯酚原料，采用腰果酚等植物酚和代替从石油中提取的苯酚，使原材料从不可再生资源更替为可再生资源。

3）第三“改”是在制造树脂的工艺路线上有独特的区别，不走普通碱酚醛树脂合成工艺路径。

邦尼树脂经过多年的生产实践，已成功应用于机械行业各种类型铸件的生产，如采煤机械、矿山机械、船用件、工程机械和铁道机车铸件等，重量从5Kg到160吨不等，累计超过几十万吨铸钢及铁件的成功生产，邦尼树脂的应用获得了良好的效益，受到这些企业对邦尼树脂应用中提高铸件质量、旧砂再生回用率高、清理效益高、烟气和刺激性气味减少、工艺性稳定、综合成本降低等方面的一致好评。

经过大量的生产实践，加深了行业对该树脂的认识，这种无甲醛、无苯酚的树脂被定为铸造用环保型改性甲阶酚醛树脂（简称邦尼树脂），英文为 Modified Resole Phenolic Resin。

（二）邦尼树脂砂对作业环境和环保方面的影响

1、邦尼树脂砂混砂机放砂时的气味较低，没有刺激性可以快速消散

2、铸型浇注后烟气明显减少，造型、浇注后烟气对比：呋喃树脂砂>碱酚醛树脂砂>邦尼树脂砂

上图为邦尼树脂有机物含量检测结果

3、清理工部的硅粉尘减少、废弃砂量减少，与呋喃树脂砂、Pep-Set树脂砂相比，邦尼树脂砂的落砂性能、清理效率显著提高，大幅度地降低了铸件清理时SiO2等粉尘对环境的污染及对操作者健康的危害。

4、由于浇注后旧砂的再生率可达94%以上（硅砂），球形陶瓷砂再生率可以达到98%以上，显著减少了废弃物的排放以及其对环境与地下水的污染。

五

邦尼树脂的部分应用案例

0、河北某厂邦尼树脂型砂在浇注线上连续浇注的情景,从照片也可以看出,邦尼树脂环保、安全、卫生、浇注现场基本无烟气。

1、台湾桃园市某机床零部件生产企业，处于居民区，该企业一直受呋喃树脂砂气味浓烈的影响，在引进邦尼树脂砂后，造型、浇注低气味的特点顺利帮该企业解决了困扰难题。

2、浙江某企业用邦尼树脂砂生产铸铁阀门产品。厂址原位于山腰上，随着房产开发，居民范围逐步靠近厂区约50米的范围，之前使用呋喃树脂砂造型，在半夜浇注时，刺鼻的味道就飘散到附近居民卧室内，严重影响居民睡眠，被众多居民投诉，环保部门责令整改，否则停产。在使用邦尼树脂砂后，半夜浇注，居民闻不到刺激性的味道，顺利帮该厂解决了浇注气味的困扰。

3、江苏某企业用邦尼树脂砂生产大型铸钢件，该厂区有员工宿舍，附近有居民区，一直使用邦尼树脂近8年，从未接到任何投诉。

4、桂林某大型磨粉设备制造企业采用邦尼树脂＋宝珠砂工艺生产矿山用铸钢件，宝珠砂角形系数、粉尘含量、耗酸值等各项性能指标优异；树脂加入量在0.6~0.8%的情况下，还可以获得高强度的型砂，由于树脂加入量少，造型、浇注后产生的气味更少，所以深受现场作业人员欢迎。从2017年使用至今，由于邦尼树脂砂高回收率、造型和浇注时气味少，在桂林这个旅游城市，这家企业却没有环保困扰；2023年该企业建成投产设计年产能5万吨大型铸造基地，全面投产，依然选择采用全邦尼树脂+宝珠砂工艺生产，持续坚持绿色铸造，赋能山水甲天下的美丽桂林。

桂林鸿程万吨铸造基地生产的大型机床铸件毛坯

5、辽宁锦州某轨道交通产品制造企业，用邦尼树脂砂生产高端高速列车用球铁件、铸钢件，该企业严格控制产品质量，已连续多年为轨道交通行业提供优质铸件产品。

近些年来，通过包括以上企业多年的生产实践，验证了邦尼树脂砂在生产中过程表现出的低气味、味道易消散、味道飘散距离短、不附着的优良特性；也表明了邦尼树脂砂的气味环保特性是顺应当前环保、绿色发展的大趋势，越来越得到对环保有真需求客户的认可。

上图为邦尼树脂砂生产的部分铸钢件

六

铸造树脂砂有害气体的综合治理建议措施

源头做选择、装备做加法、工艺做减法

1、从树脂、固化剂原等材料源头环保着手，选择游离甲醛、游离酚等有害物质含量低的环保树脂和固化剂，选择球形陶瓷砂减少树脂加入量及发气等，例如邦尼树脂、球形陶瓷砂；

2、完善车间厂房的通风措施，在气味集中产生的地方加强局部排气和换气，有条件的靠近外墙的作业区，在外墙设置轴流风扇排风；而车间内可设置由轴流风扇群组合的通风带；

3、增加合适的配套环保设备投入，增设专用设备，例如，喷洒吸收器、除尘捕风除味装置等；

4、对在造型、制芯、起模、浇注等与树脂砂接触的工人操作者，可能出现有害气体对皮肤、眼睛或上呼吸道的刺激现象，因而需加强个人的防护，例如戴防护眼镜、戴手套、涂护肤霜、戴防尘口罩以及勤洗手等等；

5、其它铸造工艺上可作的努力包括：采用优质原砂，减少树脂加入量；在保证质量前提下，尽量降低砂铁比，单件小批生产最好选择用专用砂箱或砂箱内设置工艺活块，把砂铁比控制在 1:2.5 ～1:3 之间，减少砂的用量，也就减少了树脂、固化剂的用量。

七

各种型砂工艺切换成邦尼树脂砂方案简要介绍

1、呋喃树脂砂切换成邦尼树脂砂的方案

原砂：由于邦尼树脂砂采用的是有机酸催化固化，所以邦尼树脂砂可以兼容呋喃树脂砂的再生砂。

砂再生设备：邦尼树脂砂的树脂膜是脆性膜，所以普通的机械再生设备就能达到良好的再生效果，建议优先采用一级离心再生+一级搓擦再生效果比较好，与呋喃树脂砂的再生方式基本相同，所以从呋喃树脂砂切换成邦尼树脂砂可使用原来的再生设备。

混砂设备：混砂设备整体不变，但呋喃树脂砂的固化剂泵一般采用的是隔膜泵，隔膜泵的流量有一定脉冲，为获得优质型砂，切换成邦尼树脂砂，建议采用耐酸齿轮泵。

从以上方案情况来看，呋喃树脂砂切换成邦尼树脂砂最为简洁，投入最少。

2、碱性酚醛树脂砂切换成邦尼树脂砂的方案

原砂：碱性酚醛树脂砂旧砂需全部废掉，需要用优质的耗酸值低的新砂来进行生产。

砂再生设备：碱性酚醛树脂砂一般采用多级离心再生或热法+机械法再生方式，如果换成邦尼树脂砂，根据设备配置情况进行整改，邦尼树脂砂最佳的再生方式为一级离心+一级搓擦再生方式就能满足脱树脂模的要求。另外，在新砂进入再生系统前，需要把再生系统内的旧砂清理干净，然后再用3~5吨新砂对砂处理（新砂需从混砂机出砂口出来）系统进行2次以上的清洗，排除残留碱性酚醛树脂砂的不良影响。

混砂设备：混砂设备整体不变，但固化剂泵需要换成耐酸齿轮泵。

从以上方案中可以看出，碱性酚醛树脂砂切换成邦尼树脂砂，要更换新砂、清理再生系统，更换固化剂泵，投入不大，但流程复杂。

3、水玻璃砂切换成邦尼树脂砂的方案

原砂：水玻璃旧砂需全部废掉，需要用优质的耗酸值低的新砂来进行生产。

砂再生设备：水玻璃砂一般没有配置砂再生系统，如果换成邦尼树脂砂，需要增加一套一级离心+一级搓擦的砂再生系统。

混砂设备：混砂设备整体不变，但固化剂泵需要换成耐酸齿轮泵。

4、Pep--Set树脂砂切换成邦尼树脂砂的方案

原砂：Pep-set树脂旧砂也是碱性的，所以需全部废掉，需要用优质的耗酸值低的新砂来进行生产。

砂再生设备：Pep-set树脂砂也属于酚醛类的树脂砂，其再生设备配置与碱性酚醛树脂砂类似，如果换成邦尼树脂砂，其措施与碱酚醛树脂砂类似。

混砂设备：混砂设备整体不变，但Pep-set树脂是两组份，且固化剂不是酸，所以需要废掉一个树脂泵，另外一个固化剂泵需要换成耐酸齿轮泵。

综合大量生产实践来看，邦尼树脂是一款利于生态环保的优秀铸造用粘结剂，尤其在当前“绿水青山就是金山银山、碳中和、碳达峰”的环保形势下，其特性更能得到真实体现：

优秀的绿色基因。树脂源头保证了无甲醛、无苯酚的环保基因，使得铸件浇注后烟气少，无刺激气味，不扩散、不附着，显著减少传统铸造对周边污染的问题；

优秀的再生回用率。显著减少大量固废砂排放，同时减少了再生设备的投资；

优秀的综合使用性能。降低了树脂的加入量、实现了单一砂生产方式，简化了造型的过程、能够生产高质量的各类铸钢/铸铁产品、降低铸件的综合生产成本等。

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