CN206613981U - 一种粘土旧砂高温脆化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粘土旧砂高温脆化装置，包括加热炉体、进料口、出料口、燃烧器、换热器、螺旋给料机、提升机，所述加热炉体由耐火砖砌筑成空心筒状，分为若干炉体段，加热炉体底部具有流化床，加热炉内设置分布板；所述进料口一炉体段顶部，进料口上部安装螺旋给料机，所述螺旋给料机由提升机控制升降；所述燃烧器位于进料口所在炉体段侧面，所述换热器位于进料口所在炉体段顶部，换热器包括换热壳体、废气口和空冷管；所述出料口位于进料口所在炉体段的底部一侧。本实用新型工程化程度较高、传质传热效果好，为粘土旧砂完全再生工艺，提供了脆化装置的一整套紧凑高效的方案，推动当前旧砂完全再生设备的标准化和系统化建设。

Description

一种粘土旧砂高温脆化装置

技术领域

本实用新型涉及金属铸造行业中的旧砂再生领域，尤其涉及一种粘土旧砂高温脆化装置。

背景技术

铸造是机械制造中最基础的制造工艺之一，铸造中使用的铸型中绝大多数为砂型铸造，砂型铸造又有粘土砂铸造、树脂砂铸造等。其中粘土砂铸造由于其原来廉价易得、适用性强、储存运输方便等特点，成为铸造领域中最常用的铸造工艺。粘土砂使用后成为粘土旧砂，其处理和再生方式一直是本领域内研究的课题。

为节能降耗，当粘土砂处理系统中的旧砂数量和质量均能满足铸造生产工艺要求时，粘土旧砂经处理之后可直接用于铸造生产，即采用“部分再生”的生产组织方式。当粘土处理系统中的旧砂数量超出了系统所能容纳旧砂的能力或者旧砂的性能不能满足铸造生产的工艺要求时，必须排出一部分旧砂以保持系统的砂量平衡，同时添加部分新砂以保持系统型砂性能的稳定；需要再生的部分旧砂就是由系统中排出的这部分旧砂和筛砂设备排出的废砂混合而成。此时采用的是“粘土旧砂完全再生工艺”。

从砂处理系统排出的旧砂，经过破碎、磁选、筛分等预处理工序，已处于散粒化状态，可直接进行废旧砂再生；而从筛砂设备排出的废砂，主要是砂团和芯块，需进行散粒化处理，然后才能进行再生处理。两种废旧砂散粒化后混合进行高温脆化、冷却、旧砂造粒、碾磨、微粉分离等工序直接得到再生砂。

粘土旧砂完全再生系统作为在我国只有十几年历史的新工艺，其高温脆化、冷却、造粒、碾磨、分离的设备都亟需改进，以推动粘土旧砂完全再生设备的标准化。

目前，高温脆化装置中，滚筒、搅拌、强制流动和流化床等方式，都将工艺改进焦点放在砂子的充分混合、热传递和砂子对机械的碰撞上，选择优化合适的混合方式和热传递方式，并改进砂子的运动方式，配合各方面条件，寻求一种优化的高温脆化设备方案，是粘土旧砂完全再生工艺中非常重要的环节。

实用新型内容

实用新型目的：为了推动粘土旧砂高温脆化设备的发展，早日实现系列化和标准化，本实用新型提供一种结构紧凑、传质传热和脆化效果好的粘土旧砂高温脆化装置，以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容：一种粘土旧砂高温脆化装置，包括加热炉体、进料口、出料口、燃烧器、换热器、螺旋给料机、提升机，所述加热炉体由耐火砖砌筑成空心筒状，分为若干炉体段，加热炉体底部具有流化床，加热炉体内腔表面每间隔一段距离设置分布板；

所述进料口位于加热炉体的一炉体段顶部，进料口上部安装螺旋给料机，所述螺旋给料机由安装于其一侧的提升机控制升降；

所述燃烧器位于进料口所在炉体段侧面，所述换热器位于进料口所在炉体段顶部、进料口一侧，换热器包括换热壳体、位于换热壳体上端的废气口和安装于换热壳体的空冷管；

所述出料口位于进料口所在炉体段的底部一侧。

作为优选，所述加热炉体高度不低于10m，所述进料口所在的炉体段恰好是物料经流化床流化后的分布线所在炉体段。炉体高度10m为根据实践经验证明最低值，实际生产不可少于这个值，不然单位处理量成本增加，进料口所在的炉体段恰好是物料经流化床流化后的分布线所在炉体段，因炉体可能很高，进料口可以有多个，而流化床流化后的分布线所在炉体段为传热传质效果优化最显著的区域，故在此设置能提高效率。

作为优选，所述分布板为分段式结构，每块所述分布板纵向覆盖区域不超过加热炉体横截面积的一半，且具有若干通孔，每块分布板和相邻两块分布板之间的加热炉体的构造面还具有伸缩缝，分布板在加热炉体内腔表面呈阶梯状布置，加热炉体内侧面具有插槽，所述分布板活动插接于加热炉体内侧面的插槽中。分段式结构和通孔能极大地提高旧砂的流动传质效果，活动插接和伸缩缝的设置抵抗炉体大温差下的热胀冷缩作用，保持结构稳定。

进一步地，所述分布板的结构以整体式结构替代分段式结构，每块分布板具有若干通孔，且该整体式分布板的每块板的横向构造面、板与板之间的纵向构造面均具有伸缩缝。整体式结构便于装卸，主体结构也可以和分段式类似，伸缩缝抵抗热胀冷缩。

作为优选，所述耐火砖根据炉体内气氛变化设置，当气氛呈酸性时，耐火砖为酸性耐火砖，当气氛呈碱性时，耐火砖为碱性耐火砖。耐火砖根据炉体内气氛变化提高了炉体的适用性，也是保证加热炉体高温脆化正常进行的工艺要求。

作为优选，所述进料口下方对准加热炉体处还具有雨淋式分布器。雨淋式分布器可以让垂直落下的液体和颗粒化的固体均匀分布，极大强化传质效果。

作为优选，所述燃烧器的数量，每段炉体段设置2~3个，且错位均匀分布于炉体段周围。燃烧器加热炉体时均匀化，以保证各处加热及时，并令传热也更方便和快速。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构紧凑、传质传热效果佳。进料口、出料口、燃烧器、换热器的位置和功能设计令高温脆化工艺得以顺利进行；螺旋给料机和提升机简单易操作，给料方便；分布板设置方式多样，适用性强，且不论整体式还是分段式均具有良好的强化传热效果，伸缩缝和活动插接方式抵抗热胀冷缩、便于装卸；雨淋式分布器对来料进行了很好的分布，强化了后续的传质和传热效果，在均匀分布燃烧器的作用下，加热均匀高效。本实用新型工程化程度较高、传质传热效果好，为粘土旧砂完全再生工艺，提供了脆化装置的一整套紧凑高效的方案，推动当前旧砂完全再生设备的标准化和系统化建设。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

1-加热炉体，10-炉体段，100-流化床，11-分布板，111-通孔，12-伸缩缝，13-插槽，2-进料口，21-雨淋式分布器，3-出料口，4-燃烧器，5-换热器，51-换热壳体，52-废气口，53-空冷管，6-螺旋给料机，7-提升机，9-分布线。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合图1和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例1

一种粘土旧砂高温脆化装置，包括加热炉体1、进料口2、出料口3、燃烧器4、换热器5、螺旋给料机6、提升机7，所述加热炉体1由耐火砖砌筑成空心筒状，分为若干炉体段10，所述加热炉体1高度不低于10m，所述进料口2所在的炉体段10恰好是物料经流化床流化后的分布线9所在炉体段10，且为加热炉体1的最上端炉体段10，所述进料口2下方对准加热炉体1处还具有雨淋式分布器21；所述耐火砖根据炉体内气氛变化设置，当气氛呈酸性时，耐火砖为酸性耐火砖，当气氛呈碱性时，耐火砖为碱性耐火砖；加热炉体1底部具有流化床100，加热炉体1内腔表面每间隔一段距离设置分布板11；

所述分布板11为分段式结构，每块所述分布板11纵向覆盖区域不超过加热炉体1横截面积的一半，且具有若干通孔111，每块分布板11和相邻两块分布板11之间的加热炉体1的构造面还具有伸缩缝12，分布板在加热炉体1内腔表面呈阶梯状布置，加热炉体1内侧面具有插槽13，所述分布板11活动插接于加热炉体1内侧面的插槽13中；

所述进料口2位于加热炉体1的一炉体段10顶部，进料口2上部安装螺旋给料机6，所述螺旋给料机6由安装于其一侧的提升机7控制升降；

所述燃烧器4位于进料口2所在炉体段10侧面，燃烧器4的数量，每段炉体段10设置3个，且错位均匀分布于炉体段10周围；所述换热器5位于进料口2所在炉体段10顶部、进料口2一侧，换热器5包括换热壳体51、位于换热壳体上端的废气口52和安装于换热壳体51的空冷管53；

所述出料口3位于进料口2所在炉体段10的底部一侧。

实施例2

如图1，一种粘土旧砂高温脆化装置，包括加热炉体1、进料口2、出料口3、燃烧器4、换热器5、螺旋给料机6、提升机7，所述加热炉体1由耐火砖砌筑成空心筒状，分为若干炉体段10，所述加热炉体1高度不低于10m，所述进料口2所在的炉体段10恰好是物料经流化床流化后的分布线9所在炉体段10，且为加热炉体1的最上端炉体段10，所述进料口2下方对准加热炉体1处还具有雨淋式分布器21；所述耐火砖根据炉体内气氛变化设置，当气氛呈酸性时，耐火砖为酸性耐火砖，当气氛呈碱性时，耐火砖为碱性耐火砖；加热炉体1底部具有流化床100，加热炉体1内腔表面每间隔一段距离设置分布板11；

所述分布板11的结构以整体式结构替代分段式结构每块分布板11具有若干通孔111，且该整体式分布板11的每块板的横向构造面、板与板之间的纵向构造面均具有伸缩缝12；

所述进料口2位于加热炉体1的一炉体段10顶部，进料口2上部安装螺旋给料机6，所述螺旋给料机6由安装于其一侧的提升机7控制升降；

所述燃烧器4位于进料口2所在炉体段10侧面，燃烧器4的数量，每段炉体段10设置2个，且错位均匀分布于炉体段10周围；所述换热器5位于进料口2所在炉体段10顶部、进料口2一侧，换热器5包括换热壳体51、位于换热壳体上端的废气口52和安装于换热壳体51的空冷管53；

所述出料口3位于进料口2所在炉体段10的底部一侧。

使用方法：开启进料口2，来料通过提升机7提升至加热炉体1上进料口2相当高度，在螺旋给料机6的均匀给料下，雨淋式分布器21将旧砂完全分散，成雨淋状落下进入加热炉体1内，分布线9附近的燃烧器4开启加热模式，火焰直接灼烧砂粒表面，分布板11会对旧砂在加热炉体1内进行在进一步分布；流化床100的气流往上流动，将旧砂流态化，形成一稳定的分布线9，此时关闭进料口2，此分布线9为假想的，高度根据工程经验确定并在此分布线9附近的一段加热炉体1设置炉体段10，其他位置也设置相应炉体段10，当工况变化时，分布线9高度和炉体段10高度位置可重新确定；换热器5的空冷管53从下往上吹冷空气带走加热炉体1的热量，并开启废气口52排出高温脆化的废气；一段时间后，从出料口3排出处理后的旧砂，再开启进料口2，如此循环进行，为间歇工艺。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构紧凑、传质传热效果佳。进料口2、出料口3、燃烧器4、换热器5的位置和功能设计令高温脆化工艺得以顺利进行；螺旋给料机6和提升机7简单易操作，给料方便；分布板11设置方式多样，适用性强，且不论整体式还是分段式均具有良好的强化传热效果，伸缩缝12和活动插接方式抵抗热胀冷缩、便于装卸；雨淋式分布器21对来料进行了很好的分布，强化了后续的传质和传热效果，在均匀分布的燃烧器4的作用下，加热均匀高效。本实用新型工程化程度较高、传质传热效果好，为粘土旧砂完全再生工艺，提供了脆化装置的一整套紧凑高效的方案，推动当前旧砂完全再生设备的标准化和系统化建设。

以上实施例仅用以说明本实用新型的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本实用新型的保护范围，仍应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，包括加热炉体、进料口、出料口、燃烧器、换热器、螺旋给料机、提升机，所述加热炉体由耐火砖砌筑成空心筒状，分为若干炉体段，加热炉体底部具有流化床，加热炉体内腔表面每间隔一段距离设置分布板；

所述进料口位于加热炉体的一炉体段顶部，进料口上部安装螺旋给料机，所述螺旋给料机由安装于其一侧的提升机控制升降；

所述燃烧器位于进料口所在炉体段侧面，所述换热器位于进料口所在炉体段顶部、进料口一侧，换热器包括换热壳体、位于换热壳体上端的废气口和安装于换热壳体的空冷管；

所述出料口位于进料口所在炉体段的底部一侧。

2.根据权利要求1所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述加热炉体高度不低于10m，所述进料口所在的炉体段恰好是物料经流化床流化后的分布线所在炉体段。

3.根据权利要求1所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述分布板为分段式结构，每块所述分布板纵向覆盖区域不超过加热炉体横截面积的一半，且具有若干通孔，每块分布板和相邻两块分布板之间的加热炉体的构造面还具有伸缩缝，分布板在加热炉体内腔表面呈阶梯状布置，加热炉体内侧面具有插槽，所述分布板活动插接于加热炉体内侧面的插槽中。

4.根据权利要求3所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述分布板的结构以整体式结构替代分段式结构，每块分布板具有若干通孔，且该整体式分布板的每块板的横向构造面、板与板之间的纵向构造面均具有伸缩缝。

5.根据权利要求1所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述耐火砖根据炉体内气氛变化设置，当气氛呈酸性时，耐火砖为酸性耐火砖，当气氛呈碱性时，耐火砖为碱性耐火砖。

6.根据权利要求1所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述进料口下方对准加热炉体处还具有雨淋式分布器。

7.根据权利要求1所述的一种粘土旧砂高温脆化装置，其特征在于，所述燃烧器的数量，每段炉体段设置2~3个，且错位均匀分布于炉体段周围。