铸造旧砂再生设备研究综述

铸造旧砂再生设备研究综述
摘要:文章主要介绍了目前我国铸造用旧砂再生设备,及其结构﹑原理﹑特点等,另外还介绍了新型旧砂再生设备的发展方向。
关键词:铸造;旧砂再生设备;机械式;气力式
一.铸造旧砂再生的必要性及意义
目前,我国已经成为世界上最大的铸件生产国家。据统计:每生产1t铸件要排放1t废砂,并且要加入1t新砂。2007~2008年中国铸件总产量超过3200万吨。而我国铸造厂的现状是:铸造车间(厂)的旧砂排放量占固体废物总排放量首位达70%多。
因此,对旧砂进行再生回用,不仅可以节约宝贵的新砂资源,减少旧砂抛弃引起的环境污染,还可节省成本(新砂的购置费和运输费),具有巨大的经济和社会效益。而旧砂再生已成为现代化铸造车间不可缺少的组成部分。
二,典型再生设备的结构原理及使用特点电容柜
1,旧砂再生的方法及选择
旧砂再生的方法很多,根据其再生原理可分为以下四大类:干法再生,湿法再生,热法再生,化学法再生。
1.1 干法再生
干法再生的设备简单,包括:机械式﹑气力式﹑振动式等,成本较低;但不能完全去除旧砂粒上的残留粘结剂,再生砂的质量不高。再生机理都是:碰撞--摩擦,其强度越大再生砂的质量越好。
1.2 湿法再生
公开谴责
湿法再生利用水溶解擦洗及搅拌作用,旧砂可全部回用,但设备庞大,包括:叶轮搅拌式﹑旋流式。但成本较高,需进行污水处理。
1.3 热法再生
热法再生的主要设备是焙烧炉,包括:倾斜搅拌式﹑沸腾床式。再生有机粘结剂的旧砂效果好,质量高,但耗能大,成本高。
1.4 化学法再生
化学法再生,通常是利用化学试剂进行溶解一再生。再生质量很好,可代替新砂使用,但化学试剂成本高。
1.5 旧砂再生工艺流程及再生砂性能比较
表1.5.1粘土砂再生性能[1]
Property of reclaiming sand with clay sand type
表1.5.2树脂砂芯砂再生性能[1]
Property of reclaiming sand with resin bonded sand core
图1.5.1旧砂再生工艺流程
Technology process of reclaiming used sand
2,典型再生设备
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2.1  干法再生设备
由于干法旧砂再生系统相对简单,故被广泛使用,主要包括:离心撞击式再生机,振动式破碎再生机等。典型的旧砂干法再生系统包括五种:[2]
(1)自硬树脂砂的干法再生系统;
(2)水玻璃旧砂干法再生系统;
(3)气流式再生系统;
(4)壳型旧砂的热法再生系统;
(5)水玻璃旧砂湿法再生系统;
2.1.1 离心撞击式再生机
离心撞击式再生机如图2.1.1所示[3]。其工作原理是利用高速转叶轮产生的离心力的作用,将加入的旧砂粒流,抛向撞击环,经过几次撞击后向下抛出,此过程中砂粒互相撞击﹑摩擦,使得旧砂表面的惰性膜被脱出而再生。
特点:工作过程完全有砂粒相互撞击﹑摩擦而完成的。此外砂流加入设备后,首先与高速旋转的叶轮(1500--2000r/min)碰撞,产生摩擦使得再生效果加强。应用:主要应用于呋喃树脂砂再生,自上而下多级串联使用效果更佳。
1--旧砂入口2--抽尘3--耐磨挡板4--带叶片的转子5--再生砂出口6--传动带
图2.1.1 离心撞击式再生机结构图
2.1.2  振动式破碎再生机
振动式破碎再生机结构图2.1.2所示[4]。其原理是利用旧砂在运动输送的过程中相互摩擦﹑振动以达到使砂块破碎并脱出出砂粒表面粘结面的目的。
特点:该设备兼有破碎砂块﹑再生砂粒并将其运输到目的地的作用,因此该设备效率高,能耗低,易损件少。但当砂反复使用多次后,其灼烧碱往往增高,再生效果变差。应用:由于设备简单,因此适用于黏土砂,呋喃树脂自硬砂等。
1﹑4--旧砂  2--栅格板  3﹑5﹑8--清理门  6--细筛网  7--振动电动机
9--再生砂      10--除尘用流态床    11--细网      12--除尘装置
图2.1.2  振动式破碎再生机结构图
2.2  热法再生设备
热法再生设备是在机械再生法的基础上增加焙烧工序,旧砂经破碎和分离杂质后进入焙烧炉,除去残留物而再生的一种方法。
表2.2.1 焙烧炉参数[5]
焙烧炉结构图图 2.2.1 所示。
特点:1,是有机物完全分解;2,使无机粘结膜脆化,以便分离。其设备有:倾斜搅拌式,沸腾床式等,主要设备是焙烧炉。
应用:树脂覆膜砂和自硬砂再生。
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1--排气  2--旧砂进口  3--砂分散器  4--预热烧嘴  5--烧嘴  6--对流交换器          7,10--新砂出口  8--空气入口  9--空气喷嘴
图 2.2.1  焙烧炉结构图
2.3  湿法再生设备
优酷影视盛典湿法再生原理是利用水力旋流擦洗再生,设备包括:叶轮搅拌式和旋流式两种。主要应用于:黏土砂和水玻璃撒砂的再生。
应用举例:水玻璃旧砂湿法再生系统
原理:旧砂破碎后送到储砂斗,再由螺旋给料机送入擦洗室,同时由水泵1送来循环水,用叶片强力擦洗。擦洗后砂浆流入水槽,沉降后用泵2送入液力旋流  旧砂种类  焙烧温度(℃)      说明
酯硬化酚醛树脂自硬砂    600--700卷取机
温度不宜过高    黏土砂    600--700
水玻璃砂    300--400
器,分离后的砂进入振动分水器,水返回到水槽。砂粒经分水器时由泵3送来干净循环水清洗。然后,干净砂浆进入离心脱水机,使水分降到一定程度后再由流态床干燥并冷却。自流态床抽取的粉尘用循环水出去。至此一个循环完成。
特点:再生砂后需进行烘干处理,废水不能直接排出,必须经过处理,因此能耗高,费用高。
水玻璃旧砂湿法再生系统如图2.3.1所示[6]。
图2.3.1水玻璃旧砂湿法再生系统
2.4 新型旧砂再生设备简介
2.4.1 螺旋振动再生设备
在铸造生产中,旧砂的再生回用,尤其是树脂砂的再生回用,对减少材料消耗、节省资源和能源,降低生产成本以及环境保护都具有重大的意义。而新型螺旋振动再生设备就是主要针对树脂砂的再生回用设计的。
其原理是:在这种强烈的螺旋振动状态下,使直接加人的砂块在周期变化的多维空间力系作用下,受到多方位的振动、碰幢和摩擦,从而导致砂粒从砂块上层层剥落下来,完成了砂块的破碎。与此同时,砂粒表面的残余粘剂膜也遭到多方位的摩擦和磨损而去除,即达到再生的目的.然后经过风选器去除微粒微粉(≤200fl的细粒和粉尘),从而得到可以回用的再生砂。在生产使用中,树脂砂再生的脱膜率为2 9.5~36.7 ,徽粉含量<O.5 ,最低可达0.3,回收率达96%。[7]其特点是[7]:①由于新型螺旋振动再生机一机多能,使再生设备系统十分简单,是离心再生所无法比拟的。
②再生作用强烈和再生效率高,使再生性能指标高(如前所述)。因此对各种旧砂再生具有良好的适应性。
③由于系统简单,因此占地面积比离心式小1/2~3/5、材料节省1/z以上,投资少1/2~2,3。
④易于系列化,从O.5t/h到2 Otm,基本可以按用户要求设计各种规格。
⑤控制简单,使用方便。
2.4.2 多功能振动再生机[8]
多功能振动再生机作为一种“软再生机,由于其结构紧凑,占地面积小,集破碎筛分脱膜除微粉、冷却提升为一体,一机多用而日益受到人们的重视。它采用的是“软再生的工艺方法,利用砂粒与砂粒间,砂粒与金属间的相互摩

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