CN110756727A - 一种覆膜型砂再生工艺及系统 - Google Patents

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Guiyang Baiyun Alloy Casting Plant
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Abstract

本发明公开了一种覆膜型砂再生工艺，包括以下步骤：步骤S1：将需再生的覆膜型砂破碎；步骤S2：对破碎后的覆膜型砂进行筛分；步骤S3：对筛分后的砂粒进行电磁除铁；步骤S4：将电磁除铁后的砂粒送入振动提升机；步骤S5：在提升段设置管式煅烧炉，将砂粒表面的树脂层氧化并搓擦掉；步骤S6：将砂粒冷却得到再生砂；同时本发明还提供了一种覆膜型砂再生系统和一种振动提升煅烧炉，设备投入少，占地小，废气量少，对环境友好，可实现小型化覆膜砂的回收，特别适合中小型铸造企业。

Description

一种覆膜型砂再生工艺及系统
技术领域
本发明涉及属于钢铁铸造领域，特别涉及一种覆膜型砂再生工艺，还涉及一种覆膜型砂再生系统。
背景技术
再生砂是将铸造工业使用后的废旧型砂进行处理和加工，使其再次具有使用性能和价值的硅砂、宝珠砂、陶瓷砂等，可以再次作为覆膜型砂或其它砂产品的基础材料而循环使用。我国是世界铸造大国，废旧型砂直接废弃带来的资源消耗和环境污染都十分惊人。因此，废旧型砂再生是解决该问题的主要途径，对我国铸造产业实现绿色可持续发展具有重大的实际意义。
旧砂再生始于1912年，迄今已有90多年的历史，先后发展了干法再生、湿法再生和热法再生工艺。
(1)干法再生
干法再生又分为离心式、气流式、振动式、搓擦式等。离心式和气流式再生是利用机械离心力和高压空气流将旧砂粒加速至一定的速度，依靠砂粒与金属构件间或砂粒相互间的摩擦作用再生旧砂。振动式再生是在振动力的作用下，装满旧砂块的机体不停的振动，从而引起砂块之间的冲击、摩擦，以及砂块与振动体内壁的冲击、摩擦，使砂块破碎，旧砂粒得到再生。搓擦式再生是靠砂粒之间及砂粒与构件之间的强烈摩擦作用来再生旧砂的。
干法再生的主要优点是：设备结构简单，投资少，见效快，且易于实现，无二次污染问题。它的主要缺点是：不能完全脱除旧砂粒上的残留粘结剂膜，再生砂的质量不太高，设备构件有磨损，砂粒有破碎现象等。且旧砂粒的脱膜率越高(即再生砂的质量越好)，所需的冲击力和摩擦力越大，设备构件的磨碎及砂粒的破碎现象越严重。
(2)湿法再生
湿法再生是利用水的溶解、擦洗作用及机械搅拌作用，是旧砂中的残留粘结剂膜破裂、溶解、脱落或去除。
湿法再生的主要优点是：对某些水溶性粘结剂的旧砂，有很好的再生效果，再生砂质量好，可作面砂使用，旧砂的再生效率比较高。它的主要缺点是：能耗较大，占地面积较大，且有污水处理等问题。湿法再生结合湿法清理，综合效果好，最新研究表明，酯硬化水玻璃旧砂很适合湿法再生，而树脂砂效果不好。
(3)热法再生
热法再生是以天然气，煤气、柴油、煤油等为燃料，通过焙烧炉将旧砂加热到650-900℃，以去除旧砂粒上可燃树脂残留物的再生方法。热法再生对有机粘结剂砂的再生效果特别好，残留粘结剂清除得比较干净，再生砂的热稳定性好，可恢复原粒度分布，但设备投入高，成本较高，能耗大。目前主要有沸腾燃烧法，回转窑法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种覆膜型砂再生工艺，解决当前回收设备投入大，燃料消耗高，废气量大，设备投入贵，占地面积大的问题；本发明的目的之二是开发一种小型化，低能耗，投资少，绿色环保，适合中小型铸造企业使用的覆膜型砂再生系统。
本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：
该种覆膜型砂再生工艺，包括以下步骤：
步骤S1：将需再生的覆膜型砂破碎；
步骤S2：将破碎后覆膜型砂进行筛分；
步骤S3：将筛分后的覆膜型砂进行电磁除铁；
步骤S4：将电磁除铁后的覆膜型砂送入振动提升机；
步骤S5：在提升段设置管式煅烧炉，将温度升至700～800℃，利用砂粒振动上升，提高砂粒与空气的接触，同时利用砂粒相互的摩擦，将砂粒表面的树脂层氧化并搓擦掉；
步骤S6：将砂粒冷却得到再生砂。
特别地，还包括步骤S7,即将再生砂送入筛分机，分级后得到粗砂和细砂，并分别送入不同的料仓进行储藏。
特别地，所述步骤S5中，控制加砂速率，使砂层厚度在2～10mm，砂粒振动螺旋上升，在煅烧炉内升温至700℃～800℃，煅烧2～5分钟。
本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：
该种覆膜型砂再生系统，包括依次连接的提升机、料仓、分级筛I、磁选机、振动提升煅烧炉和冷却器，破碎后的废砂通过提升机送入料仓，再经分级筛I筛分和磁选机磁选除铁后，将砂粒进入振动提升煅烧炉进行加热处理，处理后得到的砂粒送入冷却器进行冷却。
特别地，所述系统还包括分级筛II、提升机I、提升机II、高位粗砂料仓和高位细砂料仓，冷却后的再生砂经分级筛分级后得到粗砂和细砂，所述粗砂和细砂分别经提升机I和提升机II，分别送入高位粗砂料仓和高位细砂料仓储藏。
本发明的目的之三是提供一种振动提升煅烧炉，所述煅烧炉包括机架，所述机架上设置有机座，所述机架与机座之间设置有弹簧，所述机座上设置有振动电机；所述机座上沿竖直方向设置有螺旋轨道，用于引导物料沿螺旋轨道跳动上升，所述轨道中部设置有管式煅烧炉，所述煅烧炉由外到内依次设置有外壳层、保温层和电热层，在振动提升煅烧炉的下部设有进砂口，上部设有出砂口。
特别地，所述管式煅烧炉的最内侧与螺旋轨道间保持10～15mm间距。
本发明的有益效果是：过去沸腾法、回转法需要以燃料燃烧产生热辐射和气体为传热介质，同时，为了保证残留树脂燃烧完全，需要鼓入过量的空气，废气产生量巨大，所以需要热回收系统加以利用，因而设备庞大，热利用率有限，而本发明解决了上述问题，覆膜砂在振动提升机的振动下，覆膜砂螺旋上升，并进入管式煅烧炉中逐渐升温，在700℃～800℃高温下将树脂氧化，振动下砂粒跳动加强了与空气的接触，有利于树脂层的氧化，同时，砂粒之间、砂粒与设备之间的摩擦，也有利于树脂层的剥离和燃烧，本发明的设备投入少，占地小，废气量少，对环境友好，可实现小型化覆膜砂的回收，特别适合中小型铸造企业。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统连接示意图；
图3为本发明的振动提升煅烧炉结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图2，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的一种覆膜型砂再生工艺，包括以下步骤：
步骤S1：将需再生的覆膜型砂破碎；
步骤S2：将破碎后覆膜型砂进行筛分；
步骤S3：将筛分后的覆膜型砂进行电磁除铁；
步骤S4：将电磁除铁后的覆膜型砂送入振动提升机；
步骤S5：在提升段设置管式煅烧炉，将温度升至700～800℃，利用砂粒振动上升，提高砂粒与空气的接触，同时利用砂粒相互的摩擦，将砂粒表面的树脂层氧化或搓擦掉；
步骤S6：将砂粒冷却得到再生砂。
步骤S7：将再生砂送入筛分机，分级后得到粗砂和细砂，并分别送入不同的料仓进行储藏。
作为进一步的改进，步骤S5中，通过控制加砂速率，使砂层厚度在2～10mm这个范围内，此时砂粒振动螺旋上升，在煅烧炉内升温至700℃～800℃，煅烧2～5分钟，实验证明，在砂层厚度2mm，温度700℃的情况下，煅烧时间只需2分钟，再生效率最高。
基于上述工艺的设计思想，如图2所示，本发明的一种覆膜型砂再生系统，包括依次连接的提升机1、料仓2、分级筛I3、磁选机4、振动提升煅烧炉5和冷却器6，破碎后的废砂通过提升机1送入料仓2，再经分级筛3筛分和磁选机4磁选除铁后，将砂粒进入振动提升煅烧炉5进行加热处理，处理后得到的砂粒送入冷却器6进行冷却。
作为进一步的改进，系统还包括分级筛II7、提升机I8、提升机II10、高位粗砂料仓9和高位细砂料仓11，冷却后的再生砂经分级筛分级后得到粗砂和细砂，粗砂和细砂分别经提升机I和提升机II，分别送入高位粗砂料仓和高位细砂料仓储藏。
如图3所示，本发明的一种振动提升煅烧炉，包括机架12，机架上设置有机座15，机架与机座之间设置有弹簧14，机座上设置有两台振动电机13，振动电机与弹簧共同作用，带动机座及上部连接设备，实现规律的振动提升功能。振动提升功能利用振动电机的不对称原理：两台电机同时反向运转时产生一个振动力偶，通过减震弹簧的振动，使物料从水平提到一定的高度。振动螺旋输送机通过微抛移动方式将物料在倾斜的输送槽里向上进行机械输送，同线性振动输送相比，螺旋输送机的输送路径不是直的，而是螺旋的，在既定的坡度下，围绕螺旋塔的中心轴产生相应的扭转振动；从而使荷载沿螺旋向上移动。
机座上沿竖直方向设置有螺旋轨道17，用于引导物料沿螺旋轨道跳动上升，轨道中部设置有管式煅烧炉，煅烧炉由外到内依次设置有外壳层18、保温层19和电热层20，在振动提升煅烧炉的下部设有进砂口16，上部设有出砂口21。
本实施例中，振动提升机有6～9mm振幅，管式煅烧炉的最内侧与螺旋轨道17间保持10～15mm间距。防止提升机振动与管式煅烧炉发生碰撞，提升安全性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种覆膜型砂再生工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：将需再生的覆膜型砂破碎；
步骤S2：对破碎后的覆膜型砂进行筛分；
步骤S3：对筛分后的砂粒进行电磁除铁；
步骤S4：将电磁除铁后的砂粒送入振动提升机；
步骤S5：在提升段设置管式煅烧炉，将温度升至700～800℃，利用砂粒振动上升，提高砂粒与空气的接触，同时利用砂粒相互的摩擦，将砂粒表面的树脂层氧化并搓擦掉；
步骤S6：将砂粒冷却得到再生砂。
2.根据权利要求1所述的一种覆膜型砂再生工艺，其特征在于：还包括步骤S7,即将再生砂送入筛分机，分级后得到粗砂和细砂，并分别送入不同的料仓进行储藏。
3.根据权利要求1或2所述的一种覆膜型砂再生工艺，其特征在于：所述步骤S5中，控制加砂速率，使砂层厚度在2～10mm，砂粒振动螺旋上升，在煅烧炉内升温至700℃～800℃，煅烧2～5分钟。
4.一种覆膜型砂再生系统，其特征在于：所述系统包括依次连接的提升机(1)、料仓(2)、分级筛I(3)、磁选机(4)、振动提升煅烧炉(5)和冷却器(6)，破碎后的废砂通过提升机(1)送入料仓(2)，再经分级筛(3)筛分和磁选机(4)磁选除铁后，将砂粒进入振动提升煅烧炉(5)进行加热处理，处理后得到的砂粒送入冷却器(6)进行冷却。
5.根据权利要求4所述的一种覆膜型砂再生系统，其特征在于：所述系统还包括分级筛II(7)、提升机I(8)、提升机II(10)、高位粗砂料仓(9)和高位细砂料仓(11)，冷却后的再生砂经分级筛分级后得到粗砂和细砂，所述粗砂和细砂分别经提升机I和提升机II，分别送入高位粗砂料仓和高位细砂料仓储藏。
6.根据权利要求4所述的一种覆膜型砂再生系统，其特征在于：：所述振动提升煅烧炉包括机架(12)，所述机架上设置有机座(15)，所述机架与机座之间设置有弹簧(14)，所述机座上设置有振动电机；所述机座上沿竖直方向设置有螺旋轨道，用于引导物料沿螺旋轨道跳动上升，所述轨道中部设置有管式煅烧炉，煅烧炉由外到内依次设置有外壳层(18)、保温层(19)和电热层(20)，在振动提升煅烧炉的下部设有进砂口(16)，上部设有出砂口(21)。
7.一种振动提升煅烧炉，其特征在于：所述煅烧炉包括机架(12)，所述机架上设置有机座(15)，所述机架与机座之间设置有弹簧(14)，所述机座上设置有振动电机；所述机座上沿竖直方向设置有螺旋轨道，用于引导物料沿螺旋轨道跳动上升，所述轨道中部设置有管式煅烧炉，所述煅烧炉由外到内依次设置有外壳层(18)、保温层(19)和电热层(20)，在振动提升煅烧炉的下部设有进砂口(16)，上部设有出砂口(21)。
8.如权利要求7所述的一种振动提升煅烧炉，其特征在于：所述振动提升机有6～9mm振幅，管式煅烧炉的最内侧与螺旋轨道(17)间保持10～15mm间距。
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