CN112481500B - 一种镁合金回收处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镁合金回收处理系统，包括喷砂设备和循环系统；喷砂设备包括喷砂房，喷砂房内设置有旋转平台，旋转平台侧方设置有沿铸件高度方向平均分布的多个喷枪，每个喷枪的喷嘴对准镁合金构件；循环系统包括支架，支架上设置有循环导轨，循环导轨连接驱动电机；循环导轨上固定设置有至少两套组合盛具用于盛装镁合金构件，在循环导轨上设置有保温炉和低温氮气冷却箱，在保温炉和低温氮气冷却箱上设置有门。采用本发明系统回收处理带喷塑层的镁合金构件，只需要利用天然气熔炼炉的排放气作为热源就能满足要求，且既无强碱和有机溶剂类污染物排放，也无废气、黑烟等污染气体排放，处理过程全程无臭味，几乎无污染，节能减排效果非常优异。
Description
技术领域
本发明属于带喷塑层镁合金回收再利用技术领域，具体涉及一种镁合金回收处理系统。
背景技术
随着世界环保意识逐渐增强，镁合金制造行业对环境保护要求也不断提高，喷漆和电泳工艺由于需要配备较高的废物处理系统，使得喷塑工艺逐渐成为镁合金制品的主要表面防护工艺。对于带有高韧性喷塑层的镁合金制品报废件，采用传统的机械方法难以将其喷塑层清理干净，而采用高温强酸、强碱和直接回炉熔铸等手段虽然能高效的清除镁合金表面喷塑层，但由此带来废气、废液污染物处理成本特别大，也不符合可持续发展的制造业技术创新发展要求。
在现有技术中，所公开的镁合金回收处理设备大多都是镁合金报废件抛光设备及其熔炼设备，如文献CN209741237U提供的一种镁及镁合金熔剂废渣循环回收利用设备，包括中间料杯、分离器、集料器、镁/氯化物收集器；中间料杯、分离器上部、集料器位于由耐火砖砌筑的加热炉中，加热炉上分布有蓄热室烧嘴和若干测温探头，镁/氯化物液封管连接排料管，排料管穿出加热炉后排料至镁/氯化物收集器，镁/氯化物收集器上部安装镁出料管，镁出料管排料至镁接收槽，镁/氯化物收集器底部设有熔剂出口管，熔剂出口管排料至熔剂接收槽；再如文献CN103509950A提供的一种镁合金废料回收设备，包括有控制系统、真空系统和真空回收炉；控制系统用于控制真空系统和真空回收炉协调运行，真空回收炉包括有蒸罐和结晶器，蒸罐和结晶器相互连通，中间用一隔热板隔开；蒸罐包括外罐、内罐和料框，外罐安装有电阻丝，该电阻丝向内罐提供热量，料框置于内罐中，蒸罐设置有一蒸盖；结晶器外围设置有冷凝层，结晶器上设置有一封盖。显然，现有的这些镁合金回收处理设备都难以实现真正意义上的环保回收，且回收品的合格率较低。
发明内容
本发明目的在于提供一种回收污染小且回收合格率高的镁合金回收处理系统。所述回收污染小是指回收带喷塑层镁合金过程中产生的污染小或对环境污染小。
为了实现上述目的，本发明采用了如下所述技术方案。
一种镁合金回收处理系统，包括喷砂设备和用于带动镁合金构件按序输送的循环系统；
其中，
喷砂设备包括：喷砂房，喷砂房内设置有用于带动镁合金构件旋转的旋转平台，旋转平台侧方设置有沿铸件高度方向平均分布的多个喷枪，每个喷枪的喷嘴对准镁合金构件；
循环系统包括：支架，在支架上设置有循环导轨，循环导轨连接驱动电机；在循环导轨上固定设置有至少两套组合盛具用于盛装镁合金构件，在循环导轨上设置有保温炉和低温氮气冷却箱，在保温炉的两对侧设置有可开闭的1号门、2号门，在低温氮气冷却箱的两对侧设置有可开闭的3号门、4号门，循环导轨分别穿过1号门、2号门、3号门和4号门，在循环导轨上还设置有行位开关用于控制各号门按设定时间开闭；循环系统运行过程中，组合盛具按照要求依次在装料工位、保温炉内、低温氮气冷却箱内、卸料工位停留；
循环导轨材质与组合盛具材质相同，都采用低温钢；
保温炉通过高温气体输入管线连接天然气熔炼炉用于引入天然气熔炼炉内的排放气作为热源。
作为优选方案，在保温炉内平行于循环导轨运动方向的两个侧面分别安装有两根高温气体输入管线，高温气体输入管线伸入保温炉炉内的长度为80-100mm，位于保温炉炉外的高温气体输入管线上设置有高温气体电磁阀，在保温炉内还设置有测温热电偶，在保温炉顶部还设有排放管一，排放管一与除尘塔相连；在保温炉的1号门外侧50-60mm处设置行程开关一，行程开关一与循环导轨上安装的行位开关触点配合动作。
作为优选方案，在低温氮气冷却箱内平行于循环导轨运动方向的两个侧面分别安装有两个低温氮气喷吹管，低温氮气喷吹管伸入低温氮气冷却箱内的长度为58-80mm，位于低温氮气冷却箱外侧的低温氮气喷吹管上设置有低温气体电磁阀，在低温氮气冷却箱顶部设置有排放管二，排放管二与除尘塔相连；在低温氮气喷吹管的4号门外侧10-20mm处设置行程开关四，行程开关四与循环导轨上安装的行位开关触点配合动作。
进一步地，在保温炉与低温氮气冷却箱之间设置有过渡舱，过渡舱主要由1-2mm厚的不锈钢板、30-40mm厚的硅酸铝纤维毡和10-14mm厚的低碳钢板组成，不锈钢板作为过渡舱内壁，低碳钢板作为过渡舱外壁，硅酸铝纤维毡夹装在不锈钢板与低碳钢板之间；在过渡舱的两对侧分别设置有行程开关，其中，,靠近低温氮气冷却箱的3号门外侧50-60mm处设置行程开关三，靠近保温炉的2号门外侧10-20mm处设置行程开关二。
作为优选方案，组合盛具由多根钢架组合而成，每根钢架分别通过螺栓与循环导轨的单个固定钢板连接，每根钢架可随着循环导轨完成直线动作和旋转动作。
作为优选方案，保温炉的六个面均是由2-3mm的低碳钢板、20-26mm的硅酸铝纤维毡、10-15mm的低碳钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低碳钢板之间；低温氮气冷却箱的六个面均是由3-4mm的低温钢板、10-15mm的硅酸铝纤维毡、8-10mm的低温钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低温钢板之间。
进一步地，共设置两套喷砂设备，两套喷砂设备分别靠近循环系统的装料工位和卸料工位。
有益效果：采用本发明系统回收处理带喷塑层的镁合金构件，不仅污染小，而且回收合格率高，可有效清除大多数镁合金构件表面的喷塑层，对0-200μm厚度镁合金铸件喷塑层的清除率可达99.2%；采用本发明系统回收处理带喷塑层的镁合金构件，只需要利用天然气熔炼炉的排放气作为热源就能满足要求，且既无强碱和有机溶剂类污染物排放，也无废气、黑烟等污染气体排放，处理过程全程无臭味，几乎无污染，节能减排效果非常优异；本发明系统可实现连续循环作业，经本发明系统处理后的镁合金构件可直接进入镁合金回收熔炼炉，工序衔接紧密，生产成本降低，适合于大规模工业化生产。
附图说明
图1为实施例中镁合金回收处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合对本发明技术方案作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明权利要求内容作出一些非本质的改进和调整，均在本发明保护范围内。
实施例
一种镁合金回收处理系统，如图1所示，它包括喷砂设备和用于带动镁合金铸件按序输送的循环系统；
喷砂设备包括：喷砂房1，喷砂房1内设置有用于带动镁合金铸件旋转的旋转平台3，旋转平台3侧方设置有沿铸件高度方向平均分布的多个喷枪2，每个喷枪2的喷嘴对准镁合金铸件；共设置两套喷砂设备，两套喷砂设备分别靠近循环系统的装料工位和卸料工位32，图1中左侧的喷砂设备位于卸料工位32附近，右侧的喷砂设备位于装料工位附近；
循环系统包括：支架5，在支架5上设置有循环导轨6，循环导轨6连接驱动电机4；在循环导轨6上固定设置有至少两套组合盛具25用于盛装镁合金铸件，在循环导轨6上设置有保温炉20和低温氮气冷却箱11，在保温炉20的两对侧设置有可开闭的1号门、2号门，在低温氮气冷却箱11的两对侧设置有可开闭的3号门、4号门，循环导轨6分别穿过1号门33、2号门19、3号门15和4号门9，在循环导轨6上还设置有行位开关用于控制各号门按设定时间开闭；循环系统运行过程中，组合盛具25按照要求依次在装料工位、保温炉20内、低温氮气冷却箱11内、卸料工位32停留；
组合盛具25由多根钢架31组合而成，每根钢架31分别通过螺栓与循环导轨6的单个固定钢板26连接，每根钢架31可随着循环导轨6完成直线动作和旋转动作；
循环导轨6材质与组合盛具25材质相同，都采用低温钢；
保温炉20通过高温气体输入管线23连接天然气熔炼炉用于引入天然气熔炼炉内的排放气作为热源；
其中：
保温炉20内平行于循环导轨6运动方向的两个侧面分别安装有两根高温气体输入管线23，高温气体输入管线23伸入保温炉20炉内的长度为80-100mm，位于保温炉20炉外的高温气体输入管线23上设置有高温气体电磁阀18，在保温炉20内还设置有测温热电偶，测温热电偶与高温气体电磁阀18配套使用，在保温炉20顶部还设有排放管一17，排放管一17的进口21位于保温炉20内腔，排放管一17与除尘塔相连；在保温炉20的1号门33外侧50-60mm处设置行程开关一27，行程开关一27与循环导轨6上安装的行位开关触点配合动作；
低温氮气冷却箱11内平行于循环导轨6运动方向的两个侧面分别安装有两个低温氮气喷吹管7，低温氮气喷吹管7伸入低温氮气冷却箱11内的长度为58-80mm，位于低温氮气冷却箱11外侧的低温氮气喷吹管7上设置有低温气体电磁阀13，在低温氮气冷却箱11顶部设置有排放管二10，排放管二10的进口8位于低温氮气冷却箱11内腔，排放管二10与除尘塔相连；在低温氮气喷吹管7的4号门9外侧10-20mm处设置行程开关四30，行程开关四30与循环导轨6上安装的行位开关触点配合动作；
在保温炉20与低温氮气冷却箱11之间设置有过渡舱14，过渡舱14主要由1-2mm厚的不锈钢板、30-40mm厚的硅酸铝纤维毡和10-14mm厚的低碳钢板组成，不锈钢板作为过渡舱14内壁，低碳钢板作为过渡舱14外壁，硅酸铝纤维毡夹装在不锈钢板与低碳钢板之间；在过渡舱14的两对侧分别设置有行程开关，其中，,靠近低温氮气冷却箱11的3号门15外侧50-60mm处设置行程开关三29，靠近保温炉20的2号门19外侧10-20mm处设置行程开关二28。
在本实施例的一个具体产品中：
保温炉20的六个面均是由3mm的低碳钢板、26mm的硅酸铝纤维毡、15mm的低碳钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低碳钢板之间，保温炉内腔尺寸为700mm×600mm×900mm；低温氮气冷却箱11的六个面均是由4mm的低温钢板、15mm的硅酸铝纤维毡、10mm的低温钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低温钢板之间，冷却箱内腔尺寸为700mm×600mm×900mm；组合盛具25轮廓尺寸为500mm×400mm×700mm，循环导轨6主要由长度为150mm、宽度为50mm、厚度为10mm低温钢板通过铰接方式沿着长度方向首尾循环相连，相邻铰接部位由直径为20mm的低温钢棒垂直连接，并通过驱动电机4实现循环导轨6以1m/s的速度进行循环运动；
保温炉20连接的高温气体输入管线23内径55mm、厚度5mm，管中心线垂直于保温炉20，由下往上排列于保温炉20内侧面垂直方向平面中心线的1/4和2/3处，高温气体输入管线23伸入保温炉20炉内的长度为100mm；高温气体输入管线23自高温气体主管线16（304不锈钢管，内径110mm、厚度6mm）接入，高温气体输入管线23连接天然气熔炼炉的排气通道口；高温气体输入管线23，高温气体主管线16均用5mm厚的石棉纤维毡和2mm厚的玻璃纤维布包覆；
低温氮气喷吹管7的内径10mm、厚度4mm，其中心线垂直于低温氮气冷却箱11，低温氮气喷吹管7伸入低温氮气冷却箱11内的长度为80mm，每根低温氮气喷吹管7连接低温气体主管线12, 低温气体主管线12和低温氮气喷吹管7包覆有保冷层；
对于测温热电偶的布置，是在保温炉20内其中一高温气体输入管线23的下部水平段左侧160mm处、下部水平段右侧160mm处各设置一个测温热电偶，在保温炉20内另一高温气体输入管线23的下部水平段左侧160mm处、下部水平段右侧160mm处各设置一个测温热电偶，即图1中的测温热电偶22和测温热电偶24，每个测温热电偶分别配合与其相近的高温气体电磁阀18。
对于本实施例中各部件的具体尺寸和数量，由本领域技术人员按照前述范围选取，在此不再举例说明。
采用前述镁合金回收处理系统处理镁合金，以对AM60丙烯酸树脂喷塑层进行清除，具体步骤如下：
将带喷塑层镁合金铸件放置在喷砂房1的内部旋转平台3上，采用沿铸件高度方向平均分布的三个喷枪2对铸件进行除油除杂喷砂处理3分钟，喷砂材料为氧化铝颗粒，颗粒尺寸为80目，喷砂气压为0.1MPa，喷砂过程中，内部旋转平台3以6°/s的速度进行旋转，喷砂完成后，打开喷砂房1的密封门，取出铸件；
将首次喷砂处理后的镁合金铸件码放到装料工位的组合盛具25中，开启1号门33，当该组合盛具运行（速度控制为1m/s）至保温炉20中心时，使循环导轨6停止运行，关闭1号门33，对镁合金铸件进行升温，当保温炉20内温度达到预设温度250℃后保温10分钟；达到预设温度250℃后保温10分钟具体是指：设定控制温度250℃，当保温炉20内其中一个测温热电偶超过设定温度，与其对应的高温气体电磁阀闭合，当该测温热电偶温度低于设定温度，与其对应的高温气体电磁阀开启，当所有测温热电偶都实现了第一次达到设定温度后，才开始记录保温10分钟；
接着，在保温结束前5s时打开2号门19和3号门15，保温结束后，高温气体电磁阀全部关闭，使循环导轨6带动高温镁合金铸件向低温氮气冷却箱11移动（速度控制为1m/s），当高温镁合金铸件完全离开保温炉20后，关闭2号门19，当高温镁合金铸件移动至低温氮气冷却箱11中部后，使循环导轨6停止运行并关闭3号门15，随后，向低温氮气冷却箱11内充入温度为-30℃、压力为0.1MPa的低温氮气，通气时间为90s，通气结束后，静置5分钟；
步骤2结束后，开启4号门9，使循环导轨6继续运行（速度控制为1m/s），当盛装低温镁合金铸件的组合盛具完全离开低温氮气冷却箱11后，关闭4号门9，当盛装低温镁合金铸件的组合盛具运行至卸料工位时，使循环导轨6停止运行，将组合盛具内的镁合金铸件转移至喷砂房1内的旋转平台3上固定；
接着，控制旋转平台3以10°/s的速度进行旋转，并采用喷砂气压为0.3MPa、粒径为20目的氧化铝颗粒喷砂处理3分钟；然后控制旋转平台3以3°/s的速度进行旋转，并采用喷砂气压为0.3MPa、粒径为120目的氧化铝颗粒喷砂处理5分钟；结束后打开喷砂房1密封门，取出铸件。
随机选取100件具有70-80μm厚丙烯酸树脂喷塑层的AM60镁合金铸件样品，进行镁合金铸件原始重量与喷塑后再清除喷塑层的铸件重量对比分析，结果显示喷塑层的清除率为99.2%。
Claims (7)
1.一种镁合金回收处理系统，其特征在于：它包括喷砂设备和用于带动镁合金构件按序输送的循环系统；其中，喷砂设备包括：喷砂房（1），喷砂房（1）内设置有用于带动镁合金构件旋转的旋转平台（3），旋转平台（3）侧方设置有沿镁合金构件高度方向平均分布的多个喷枪（2），每个喷枪（2）的喷嘴对准镁合金构件；
循环系统包括：支架（5），在支架（5）上设置有循环导轨（6），循环导轨（6）连接驱动电机（4）；在循环导轨（6）上固定设置有至少两套组合盛具（25）用于盛装镁合金构件，在循环导轨（6）上设置有保温炉（20）和低温氮气冷却箱（11），在保温炉（20）的两对侧设置有可开闭的1号门、2号门，在低温氮气冷却箱（11）的两对侧设置有可开闭的3号门、4号门，循环导轨（6）分别穿过1号门（33）、2号门（19）、3号门（15）和4号门（9），在循环导轨（6）上还设置有行位开关用于控制各号门按设定时间开闭；循环系统运行过程中，组合盛具（25）按照要求依次在装料工位、保温炉（20）内、低温氮气冷却箱（11）内、卸料工位（32）停留；保温炉（20）预设温度为250℃，低温氮气冷却箱（11）内充入温度为-30℃的低温氮气；
循环导轨（6）材质与组合盛具（25）材质相同，都采用低温钢；
保温炉（20）通过高温气体输入管线（23）连接天然气熔炼炉用于引入天然气熔炼炉内的排放气作为热源。
2.根据权利要求1所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：在保温炉（20）内平行于循环导轨（6）运动方向的两个侧面分别安装有两根高温气体输入管线（23），高温气体输入管线（23）伸入保温炉（20）炉内的长度为80-100mm，位于保温炉（20）炉外的高温气体输入管线（23）上设置有高温气体电磁阀（18），在保温炉（20）内还设置有测温热电偶，在保温炉（20）顶部还设有排放管一（17），排放管一（17）与除尘塔相连；在保温炉（20）的1号门（33）外侧5060mm处设置行程开关一（27），行程开关一（27）与循环导轨（6）上安装的行位开关触点配合动作。
3.根据权利要求1所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：在低温氮气冷却箱（11）内平行于循环导轨（6）运动方向的两个侧面分别安装有两个低温氮气喷吹管（7），低温氮气喷吹管（7）伸入低温氮气冷却箱（11）内的长度为58-80mm，位于低温氮气冷却箱（11）外侧的低温氮气喷吹管（7）上设置有低温气体电磁阀（13），在低温氮气冷却箱（11）顶部设置有排放管二（10），排放管二（10）与除尘塔相连；在低温氮气喷吹管（7）的4号门（9）外侧10-20mm处设置行程开关四（30），行程开关四（30）与循环导轨（6）上安装的行位开关触点配合动作。
4.根据权利要求3所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：在保温炉（20）与低温氮气冷却箱（11）之间设置有过渡舱（14），过渡舱（14）主要由1-2mm厚的不锈钢板、30-40mm厚的硅酸铝纤维毡和10-14mm厚的低碳钢板组成，不锈钢板作为过渡舱（14）内壁，低碳钢板作为过渡舱（14）外壁，硅酸铝纤维毡夹装在不锈钢板与低碳钢板之间；在过渡舱（14）的两对侧分别设置有行程开关，其中，靠近低温氮气冷却箱（11）的3号门（15）外侧50-60mm处设置行程开关三（29），靠近保温炉（20）的2号门（19）外侧10-20mm处设置行程开关二（28）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：组合盛具（25）由多根钢架组合而成，每根钢架分别通过螺栓与循环导轨（6）的单个固定钢板连接，每根钢架可随着循环导轨（6）完成直线动作和旋转动作。
6.根据权利要求5所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：保温炉（20）的六个面均是由2 3mm的低碳钢板、20 26mm的硅酸铝纤维毡、10-15mm的低碳钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低碳钢板之间；低温氮气冷却箱（11）的六个面均是由3-4mm的低温钢板、1015mm的硅酸铝纤维毡、8-10mm的低温钢板拼装而成，硅酸铝纤维毡夹装在两低温钢板之间。
7.根据权利要求6所述的镁合金回收处理系统，其特征在于：共设置两套喷砂设备，两套喷砂设备分别靠近循环系统的装料工位和卸料工位（32）。
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