CN103909216B - 一种消失模铸造生产线砂处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消失模铸造技术领域，公开了一种消失模砂处理系统，包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库、中间砂库、填砂造型系统、除尘系统、控制系统，砂输送系统由四个输送装置组成，落砂清理系统通过第一输送装置与中间砂库连接，中间砂库通过第二输送装置与除灰冷却系统相连接，除灰冷却系统通过第三输送装置与选砂系统相连接，选砂系统通过第四输送装置分别与中心砂库和填砂造型系统相连接，除尘系统和控制系统与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库、中间砂库、填砂造型系统，分别相连接。本发明除灰冷却系统结构紧凑、节能、冷却效率高，可以避免各工序不能同步作业时形成的干扰和制约。

Description

一种消失模铸造生产线砂处理系统

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，特别涉及一种消失模砂处理系统。

背景技术

在铸造行业中，消失模是新兴的、最先进的铸造工艺之一，有多种不同的叫法。国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”，简称EPC铸造。

消失模铸造过程通常是先将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型，刷涂耐火涂料并烘干后，将模型置于砂箱中，然后填入干砂振动造型，最后在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件，铸件从砂型中取出后，整个砂型又成为散落的砂子。

消失模铸造过程的工艺包括白区、黑区以及黄区工艺，在现有消失模铸造技术中，黑区为进行砂处理的工序，通过将使用后的型砂井砂处理系统进行筛选、除尘等处理后再生回用，其主要作用为：筛除型砂中杂质(砂块、铁渣、涂料粉尘等杂物)、冷却、输送和储存型砂。

从消失模的铸造工艺及对设备的要求来看，干砂在造型使用以及循环过程中难免有破碎和粉化，同时，铸造过程中分解的涂料粉尘也会混入其中，会恶化型砂的性能，降低透气性，消耗更多的粘结剂，因此需要将型砂破碎和粉化以及涂料分解而形成的粉尘除去。

另外，型砂脱模后的初始温度非常高,通常有200-500℃,在消失模生产中，砂子温度过高时,造型过程中会烫坏薄膜或者造成薄膜翘曲，因此造型前,砂子温度应该尽量控制在55℃以下才可以重新使用,因此需要高效的冷却设备才能实现。因此，没有配置砂处理系统的消失模铸造工艺，很难展现出消失模铸造生产环境优良的特点和确保产品质量的稳定性。

砂处理系统的操作性、除尘效果以及冷却输送的效率等因素，直接决定产品的质量和成本，它既是铸造质量稳定的关键设备，又是提高生产率的重要保证，同时通过砂处理设备还可实现“空中无粉尘，地下无型砂”的绿色铸造工艺要求。

目前铸造行业对热型砂的冷却方式通常有三种，一是将热砂放在指定的场地自然晾晒,让热砂自然降温,这种方式降温很慢,因而在整个消失模工艺中需要大量的干砂周转,而且晾晒热砂也需要一定面积的场地,导致生产成本较高；二是风冷,即将热砂放置在特定的设备上,向设备通风,将热砂的热量带走,这种方式降温速度也比较慢,而且会产生大量的粉尘污染空气,导致工作环境很恶劣；三是将热砂通过换热装置进行降温,目前的换热装置通常包括一个绕自身的轴心转动的滚筒,滚筒的轴心通常是水平或者接近水平方向,热砂由滚筒的一端进入,由另一端流出,滚筒的上方设有一根喷水管,喷水管向滚筒的外表面喷水,吸收滚筒的热量从而使滚筒内的热砂降温,而目前这种换热装置对热砂的冷却效率通常比较低,而且滚筒和热砂的重量比较重,因此驱动滚筒旋转需要很大的动力,导致使用时的能耗比较高,并且水洒在滚筒表面后一部分形成蒸汽,液态的水则洒在滚筒的周围,导致工作环境很差,这些对热砂的冷却方式使热砂包括的巨大热量完全浪费掉了,没有得到有效利用。

此外，国内公开专利201210380959.3中提及一种消失模砂处理系统，其技术方案，包括滚筒筛砂机，设在滚筒筛砂机后侧的振动输送槽和带式悬挂磁选机，设在振动输送槽和带式悬挂磁选机后侧的耐热斗提机，设在耐热斗提机后侧的2个中间砂库，设在中间砂库后侧的为沸腾床冷却去灰装置，设在去灰装置后侧的过渡砂斗，设在过渡砂斗后侧的气力输送装置，设在气力输送装置后侧2个振实台上方砂斗，振实台上方砂斗的后侧设有雨淋式加砂机，其处理系统的方案中冷却去灰装置为使用沸腾床冷却装置，有如下明显的不足①能耗高，②体积大，占据面积和空间大，③降温效果差、用水量大，因冷却管路在壳外，沸腾的型砂不能与冷却管路直接接触，降低传导传热效率，④适应范围窄，不完全适用于大密度的宝珠砂等型砂。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服上述技术不足的消失模铸造生产线的砂处理系统，本发明的技术方案如下：

一种消失模铸造生产线砂处理系统，包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库、中间砂库、填砂造型系统、除尘系统、控制系统，几个部分组成，其中砂输送系统由四个输送装置组成，输送装置为斗式提升机或气力输送装置。落砂清理系统通过第一输送装置与中间砂库连接，中间砂库通过第二输送装置与除灰冷却系统相连接，除灰冷却系统通过第三输送装置与选砂系统相连接，选砂系统通过第四输送装置分别与中心砂库和填砂造型系统相连接，除尘系统与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库、中间砂库、填砂造型系统分别相连接，控制系统与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库、中间砂库、填砂造型系统、除尘系统分别相连接。

落砂清理系统包括落砂栅格、落砂漏斗、惯性振动输送机，落砂漏斗位于落砂栅格和惯性振动输送机之间，惯性振动输送机与第一输送装置相连接。

除灰冷却系统包括除灰冷却装置、冷却液循环装置和送风装置，所述除灰冷却装置包括壳体、除尘口、冷却液进口、冷却液出口、砂入口、砂出口、风冷腔体、液冷部件、冷却风入口；液冷部件由冷却盘管和金属板组成，冷却盘管和风冷腔体位于金属板的两侧，液冷部件位于壳体内侧，液冷部件的顶部设有冷却液出口，液冷部件的底部设有冷却液进口，冷却液进口和冷却液出口与冷却液循环装置相连接，液冷部件与壳体内侧形成风冷腔体，风冷腔体的顶部设有砂入口和除尘口，除尘口位于砂入口的上方，风冷腔体的底部设有冷却风入口和砂出口，冷却风入口与送风装置相连接，除尘口与除尘系统相连接。

选砂系统由选砂机、过渡漏斗、砂温调节装置和循环水装置组成，选砂机为滚筒筛砂机或磁选机，循环水装置与砂温调节装置相连接，给砂温调节装置提供冷、热循环水，过渡漏斗位于选砂机和砂温调节装置之间，选砂机与第三输送装置相连接，砂温调节装置与第四输送装置相连接。

填砂造型系统包括振实台上方砂斗和雨淋式加砂机，振实台上方砂斗与第四输送装置相连接，振实台上方砂斗的后侧设有雨淋式加砂机。

本发明的有益之处在于：

除灰冷却系统结构紧凑，冷却时借助重力进行落砂，更适合于宝珠砂等密度偏大的型砂处理。而型砂形成薄层砂幕后靠重力由上至下传送，可以节约能耗。

另外，热型砂以薄层砂幕形态与冷风形成对流，进行对流传热和除尘的同时，热型砂又以薄层砂幕与液冷部件进行传导散热，由于液冷部件位于冷却除尘装置内部，可以有效的降低冷却部件向环境的传热，提高系统冷却效率，处理后的型砂，温度可以降低至50℃以下，使其达到造型填砂技术要求所规定的温度范围之内。

还能有效的清除由于涂料的混入和型砂的裂解而掺人型砂中的粉尘，以保证型砂良好的透气性和实现“空中无粉尘”的要求便实现整个铸造生产过程中地下无型砂的环保要求，改善作业环境和工作条件。

而通过中间砂库、缓冲漏斗等设备对型砂的运输起到缓冲的作用，防止在落砂、造型工序不能同步作业时形成的相互干扰和制约，极大地降低了运行成本。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明除灰冷却装置(斜板式)结构示意图；

图3为本发明除灰冷却装置(螺旋式)结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

具体实施方式1

一种消失模铸造生产线，包括消失模铸造生产线砂处理系统，其砂处理系统组成包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8、控制系统9。

落砂清理系统包括落砂栅格11、落砂漏斗12、惯性振动输送机13，落砂漏斗12位于落砂栅格11和惯性振动输送机13之间，惯性振动输送机13与HL型斗式提升机相连接。

落砂清理系统通过HL型斗式提升机与中间砂库6连接，中间砂库6通过HL型斗式提升机与除灰冷却系统相连接。

除灰冷却系统包括除灰冷却装置21、冷却液循环装置22和送风装置23，所述除灰冷却装置21包括壳体211、除尘口212、冷却液进口213、冷却液出口214、砂入口215、砂出口216、风冷腔体217、液冷部件218、冷却风入口219；斜板式液冷部件218位于壳体211内侧，液冷部件218的顶部设有冷却液出口214，液冷部件的底部设有冷却液进口213，冷却液进口213和冷却液出口214与冷却液循环装置22相连接，液冷部件218与壳体211内侧形成风冷腔体217，风冷腔体217的顶部设有砂入口215和除尘口212，除尘口212位于砂入口215的上方，风冷腔体217的底部设有冷却风入口219和砂出口216，冷却风入口219与送风装置23相连接，除尘口212与除尘系统8相连接。液冷部件218由冷却盘管2181和金属板2182组成，冷却盘管2181和风冷腔体位于金属板2182的两侧。

除灰冷却系统的出砂口通过DG型斗式提升机与选砂系统相连接，选砂系统由滚筒筛砂机31、过渡漏斗32、砂温调节装置33和循环水装置34组成，循环水装置34与砂温调节装置33相连接，过渡漏斗32位于滚筒筛砂机31和砂温调节装置33之间，滚筒筛砂机31与斗式提升机相连接，砂温调节装置33与气力输送装置44相连接。

选砂系统通过气力输送装置44分别与中心砂库5和填砂造型系统相连接，填砂造型系统包括两套填砂装置，每套填砂装置由振实台上方砂斗71和雨淋式加砂机72组成，振实台上方砂斗71与气力输送装置44相连接，振实台上方砂斗71的后侧设有雨淋式加砂机72。

除尘系统8的多个除尘罩分别位于砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统的顶部，使用高速离心风机吸风，送至除尘袋进行除尘。

控制系统9为PLC集中控制系统，通过信号线与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8分别相连接，对整个砂处理系统进行自动控制。

具体实施方式2

一种消失模铸造生产线，包括消失模铸造生产线砂处理系统，其砂处理系统组成包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8、控制系统9。

落砂清理系统包括落砂栅格11、落砂漏斗12、惯性振动输送机13，落砂漏斗12位于落砂栅格11和惯性振动输送机13之间，惯性振动输送机13与斗式提升机相连接。

落砂清理系统通过DG型斗式提升机与中间砂库6连接，中间砂库6通过HL型斗式提升机与除灰冷却系统2相连接。

除灰冷却系统包括除灰冷却装置21、斜板式冷却液循环装置22和送风装置23，所述除灰冷却装置21包括壳体211、除尘口212、冷却液进口213、冷却液出口214、砂入口215、砂出口216、风冷腔体217、斜板式液冷部件218、冷却风入口219；液冷部件218位于壳体211内侧，液冷部件218的顶部设有冷却液出口214，液冷部件的底部设有冷却液进口213，冷却液进口213和冷却液出口214与冷却液循环装置22相连接，液冷部件218与壳体211内侧形成风冷腔体217，风冷腔体217的顶部设有砂入口215和除尘口212，除尘口212位于砂入口215的上方，风冷腔体217的底部设有冷却风入口219和砂出口216，冷却风入口219与送风装置23相连接，除尘口212与除尘系统8相连接。液冷部件218由冷却盘管2181和金属板2182组成，冷却盘管2181和风冷腔体位于金属板2182的两侧。

除灰冷却系统的出砂口通过DG型斗式提升机与选砂系统相连接，选砂系统由磁选机31、过渡漏斗32、砂温调节装置33和循环水装置34组成，循环水装置34与砂温调节装置33相连接，过渡漏斗32位于磁选机31和砂温调节装置33之间，磁选机31与斗式提升机相连接，砂温调节装置33与气力输送装置44相连接。

选砂系统通过气力输送装置44分别与中心砂库5和填砂造型系统相连接，填砂造型系统包括振实台上方砂斗71和雨淋式加砂机72，振实台上方砂斗71与气力输送装置44相连接，振实台上方砂斗71的后侧设有雨淋式加砂机72。

除尘系统8的多个除尘罩分别位于砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统的顶部，使用高速离心风机吸风，送至除尘袋进行除尘。

控制系统9由多个PLC现场控制部分组成，分别对落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8进行现场控制。

具体实施方式3

一种消失模铸造生产线，包括消失模铸造生产线砂处理系统，其砂处理系统组成包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8、控制系统9。

落砂清理系统包括落砂栅格11、落砂漏斗12、惯性振动输送机13，落砂漏斗12位于落砂栅格11和惯性振动输送机13之间，惯性振动输送机13与DG型斗式提升机相连接。

落砂清理系统通过DG型斗式提升机与中间砂库6连接，中间砂库6通过DG型斗式提升机与除灰冷却系统相连接。

除灰冷却系统包括除灰冷却装置21、冷却液循环装置22和送风装置23，所述除灰冷却装置21包括壳体211、除尘口212、冷却液进口213、冷却液出口214、砂入口215、砂出口216、风冷腔体217、螺旋式的液冷部件218、冷却风入口219；液冷部件218位于壳体211内侧，液冷部件218的顶部设有冷却液出口214，液冷部件的底部设有冷却液进口213，冷却液进口213和冷却液出口214与冷却液循环装置22相连接，液冷部件218与壳体211内侧形成风冷腔体217，风冷腔体217的顶部设有砂入口215和除尘口212，除尘口212位于砂入口215的上方，风冷腔体217的底部设有冷却风入口219和砂出口216，冷却风入口219与送风装置23相连接，除尘口212与除尘系统8相连接。液冷部件218由冷却盘管2181和金属板2182组成，冷却盘管2181和风冷腔体位于金属板2182的两侧。

除灰冷却系统的出砂口通过DG型斗式提升机与选砂系统相连接，选砂系统由滚筒筛砂机31、过渡漏斗32、砂温调节装置33和循环水装置34组成，循环水装置34与砂温调节装置33相连接，过渡漏斗32位于滚筒筛砂机31和砂温调节装置33之间，滚筒筛砂机31与DG斗式提升机相连接，砂温调节装置33与气力输送装置44相连接。

选砂系统通过气力输送装置44分别与中心砂库5和填砂造型系统相连接，填砂造型系统包括振实台上方砂斗71和雨淋式加砂机72，振实台上方砂斗71与气力输送装置44相连接，振实台上方砂斗71的后侧设有雨淋式加砂机72。

除尘系统8的多个除尘罩分别位于砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统的顶部，使用高速离心风机吸风，送至除尘袋进行除尘。

控制系统9为PLC集中控制系统，通过信号线与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库5、中间砂库6、填砂造型系统、除尘系统8分别相连接，对整个砂处理系统进行自动控制。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：包括落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库（5）、中间砂库（6）、填砂造型系统、除尘系统（8）、控制系统（9），所述砂输送系统由四个输送装置组成，落砂清理系统通过第一输送装置（41）与中间砂库（6）连接，中间砂库（6）通过第二输送装置（42）与除灰冷却系统相连接，除灰冷却系统通过第三输送装置（43）与选砂系统相连接，选砂系统通过第四输送装置（44）分别与中心砂库（5）和填砂造型系统相连接，除尘系统（8）与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库（5）、中间砂库（6）、填砂造型系统分别相连接，控制系统（9）与落砂清理系统、除灰冷却系统、选砂系统、砂输送系统、中心砂库（5）、中间砂库（6）、填砂造型系统、除尘系统（8）分别相连接；

所述除灰冷却系统包括除灰冷却装置（21）、冷却液循环装置（22）和送风装置（23），所述除灰冷却装置（21）包括壳体（211）、除尘口（212）、冷却液进口（213）、冷却液出口（214）、砂入口（215）、砂出口（216）、风冷腔体（217）、液冷部件（218）、冷却风入口（219）；

所述液冷部件（218）位于壳体（211）内侧，液冷部件（218）的顶部设有冷却液出口（214），液冷部件的底部设有冷却液进口（213），冷却液进口（213）和冷却液出口（214）与冷却液循环装置（22）相连接，液冷部件（218）与壳体（211）内侧形成风冷腔体（217），风冷腔体（217）的顶部设有砂入口（215）和除尘口（212），除尘口（212）位于砂入口（215）的上方，风冷腔体（217）的底部设有冷却风入口（219）和砂出口（216），冷却风入口（219）与送风装置（23）相连接，除尘口（212）与除尘系统（8）相连接。

2.如权利要求1所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述的液冷部件（218）由冷却盘管（2181）和金属板（2182）组成，冷却盘管（2181）和风冷腔体位于金属板（2182）的两侧。

3.如权利要求1所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述选砂系统由选砂机（31）、过渡漏斗（32）、砂温调节装置（33）和循环水装置（34）组成，循环水装置（34）与砂温调节装置（33）相连接，过渡漏斗（32）位于选砂机（31）和砂温调节装置（33）之间，选砂机（31）与第三输送装置（43）相连接，砂温调节装置（33）与第四输送装置（44）相连接。

4.如权利要求1所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述落砂清理系统包括落砂栅格（11）、落砂漏斗（12）、惯性振动输送机（13），所述落砂漏斗（12）位于落砂栅格（11）和惯性振动输送机（13）之间，惯性振动输送机（13）与第一输送装置（41）相连接。

5.如权利要求1所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述的输送装置为斗式提升机或气力输送装置。

6.如权利要求1所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述填砂造型系统包括振实台上方砂斗（71）和雨淋式加砂机（72），振实台上方砂斗（71）与第四输送装置（44）相连接，振实台上方砂斗（71）的后侧设有雨淋式加砂机（72）。

7.如权利要求3所述的消失模铸造生产线砂处理系统，其特征在于：所述选砂机（31）为滚筒筛砂机或磁选机。