砂处理设备

第五章砂处理设备•新砂的处理和制备•旧砂处理设备•型砂处理设备•砂处理系统的运输及辅助设备•完整的砂处理流程•旧砂处理任务•原材料处理旧砂处理，原材料处理，型砂的制备及处理。旧砂经浇铸后会被烧结成团块，需破碎；旧砂中存在铁钉、浇口、芯骨等需筛分；旧砂表面有一层粘结膜，使用前必须清理掉；冷却。包括新砂和粘结剂以及辅料。新砂处理主要进行筛分和烘干。5.1砂处理设备•型砂和芯砂制备各种物料放入混砂机进行碾压而成。新旧砂处理设备磁分设备筛分设备烘干设备旧砂冷却滚筒烘干炉和振动沸腾装置磁分离滚筒，磁分离皮带轮滚筒筛砂机，滚筒破碎筛，振动筛冷却提升机，双盘搅拌冷却机旧砂再生机械法再生，气力再生砂处理设备型砂的性能•湿型砂中回用砂占90%左右•湿型铸件质量在很大程度上决定于湿型砂性能的均匀性和稳定性•湿型砂由硅砂、膨润土、水和一些附加材料按一定比例制成的混合物•严格控制砂中水分5.1新砂处理设备热气流烘干•砂的烘干和气力输送结合，在吸送式气力输送机中，用400-500℃的热空气。砂粒悬浮前，与热空气进行热量交换，同时带走砂粒中的水分。•设备和气力输送机基本相同，多了一个加热装置。2-2新旧砂处理设备（一）烘干设备振动沸腾烘干装置流态化：气体通过固体颗粒流动，使固体颗粒呈现出类似流体状态三滚筒烘炉组成燃烧炉和烘干炉两部分。烘干设备三滚筒套装组成，结构紧凑，热能利用率高5.1.1新砂烘干设备5.1.2湿型砂的制备工艺•型砂的混制——机械力碾压力、冲击力、剪切力。水是另一个关键因素•紧实率测定——紧实率用于判断型砂的干湿程度。1%水会影响3%。•加料顺序——加砂+50%以上水+膨润土、煤粉等•砂处理系统——水分的调整可以从落砂开始，最终在混砂机中调节即可2-2新旧砂处理设备磁分设备永磁分离滚筒永磁带轮带式永磁分离机永磁分离滚筒磁极固定在磁轭上，安装在固定轴上。回用砂流入图左边溜槽内，磁性物质被固定磁系吸住，由转动的滚筒和胶棱带至右侧溜槽永磁皮带轮永磁带轮作为带式输送机的传动滚筒，在转卸、输送回用砂的同时进行磁分离工作。带轮中磁极间隔安置，滚筒体用非磁性物质制成，防止磁短路。带式永磁分离机设备简单，用在输送带上方，对输送过程中的物料进行磁分。布置方式有：垂直布置，平行布置。5.2.2筛分设备滚筒筛砂机工作平稳，但是效率不是很高。机构庞大，进出料有大的落差，不易布置。具有对旧砂进行破碎和筛分双重功能。由内外两层并联在一起，结构紧凑。适合含水不高的旧砂。滚筒破碎筛振动筛振动筛的震动频率高，在筛面上容易形成大颗粒在上，小颗粒在下的离析现象，非常有利于筛分，效率高，筛网不易堵塞5.2.3旧砂冷却设备冷却提升机兼备冷却和提升，对砂处理设备布局有利；砂子在上升过程中与冷空气对流热交换时间段，效果不是很理想。双盘搅拌冷却机具有增湿、冷却和预混的三重功能；冷却效果取决于卸料量和搅拌时间振动沸腾冷却装置气体通过固体颗粒流动，使固体颗粒呈现出类似于流体状态——流态化5.3型砂处理碾轮式转子式摆轮式混砂机分类（工作机构）垂直碾轮式倾斜碾轮式带附加压力碾轮式转子式碾轮转子式按照工作方式分为：间歇式和连续式5-3混砂机和松砂机混砂机工作原理在固定不动机盆内，垂直中轴上固定十字头，碾轮和刮板固定在十字头上。中轴旋转时，带动碾轮转动刮板旋转。碾轮转动对和型砂进行碾压和揉搓；刮板负责翻铲和搅拌。碾压原理碾压轮绕其自身轴线滚动时，碾轮的压力作用使物料产生塑性变形。碾轮上各点转动角速度相同，但是相邻两点速度垂直分量不同，砂粒之间产生位移移动，从而使粘结剂包裹砂粒。碾轮绕中轴运动时，碾轮会同时给物料一个向前和向后的滑动。于是碾轮下方的物料产生塑性扭转变形。弹簧加压提高混砂效果的途径增加混砂转子弹簧加压弹簧加压优点：在相同碾压力下，碾轮的重量可大为降低，减少碾轮离心惯性力，从而提高主轴转速；弹簧碾压力随加沙量而改变，能适应各种工艺要求。增加沙量则提高碾压力，卸料时，沙层变薄，碾压力随之降低；型砂中如果遇到硬物，碾轮会向上反弹，减少过量的冲击。弹簧加压弹簧加压优点：1、可以在保持一定碾压条件下，减轻碾轮自重，从而适当增加碾轮宽度，扩大碾压面积；也可提高主轴转速。2、碾压力随砂层厚度自动变化；设计既复合混砂要求，同时减少功率消耗和刮板磨损。碾轮转子混砂机转子增强了对型砂的搅拌和松散作用，混制出型砂松散、流动性好和透气性好。不适合粘度大，水分高的型砂混砂主要机构：碾轮、转子和刮板双碾盘连续式混砂机实现连续工作转子式混砂机原理：高速转动的混砂转子迎着砂流方向，对型砂实施冲击力，使砂粒间彼此产生碰撞、混合，使粘土团破碎分散；旋转叶片对砂层施以剪切力，砂粒间相互摩擦，将各种成分快速混合均匀。转子混砂机地盘固定式地盘转动式逆流式混砂机工作原理：底盘和围圈转动，混砂机顶盖则固定不动；顶盖是安装倾角各异的刮板，转子上也装许多叶片。转子不随主轴旋转。特点：自重轻，便于安装；砂层厚度高，生产效率高；型砂松散不结块；混砂周期短。原理：底盘固定不动，转子通过主轴上的皮带轮带动。在工作过程中，转子绕主轴旋转，同时自身高速旋转。特点：结构简单，混砂质量较好。行星转子式混砂机对流式混砂机底盘固定，主轴上装有三个转动方向彼此相反的套筒。套筒上安装形状不同的刮板。刮板绝对速度不大，但是相对速度大。混出的砂松散，透气性好。主轴结构复杂摆轮式混砂机工作原理：主轴上固定一转盘，在转盘上又有两轴，轴上水平安装两个摆轮。两个倾角不同的刮板负责将型砂抛向摆轮的碾压区（摆轮与围圈之间）。摆轮旋转将型砂碾压到围圈。型砂受到强烈的混合、摩擦和搅拌。混砂机和松砂机主要工作部件：电机、减速器、转盘、摆轮、料斗、卸料门等特点：混砂效果较碾轮式要差，主要用于单一型砂，通用性差。2-3混砂机和松砂机双碾盘连续混砂机组成:两个规格相同，但是旋转方向相反的单碾盘碾轮式混砂机。特点：生产效率高，混砂质量好。树脂砂混砂机树脂砂混砂机特点：混砂时间短，防止硬化；卸料干净，尽量不粘结机构；混砂过程升温小。双槽螺旋叶片混砂器松砂混砂机5.3.2松砂机混制好的型砂在放置一段时间后，有结块现象。在造型前必须进行一次松砂，消除团块，提高型砂的流动性、透气性和可塑性。机械化砂处理系统中，常见双轮松砂机。5.3.2松砂机原理利用高速旋转的构件对型砂进行切割、敲打和抛出。5.4砂处理系统的输送设备砂处理系统中运输设备带式输送机斗式提升机螺旋输送机振动输送机鳞板输送机气力输送机5.4.1带式输送机最常用的一种输送旧砂和型砂设备。可以运送多种材料，结构简单，输送能力强，输送距离长，且运行过程中可以进行松砂、增湿、磁分等工序。机构主要组成：电机、减速器、皮带、托辊、传动滚筒、下料挡板等带式输送机的布置形式带式输送机优点：可以运送多种物料；输送能力大，结构简单，便于维修；输送距离大；可以多点卸料；可以在输送线上添加各种设备。缺点：爬坡能力差，用其提升物料将会占用很大面积，需要很多支架，难于密封，容易造成污染。常见的布置方式如图5.16所示斗式提升机特点：垂直运行的带式输送机。料斗固定在胶带上，占地面积小，提升高度高等特点广泛用于新旧砂提升。斗式提升机•运送物料应该干燥、松散，如提升回用砂一定要经过磁选、破碎和冷却处理，再均匀地送入加料溜槽。•应该有多个料斗接料，加料溜槽与水平夹角应大于60°•按料斗容积的60%计算回用砂的提升量•斗式提升机顶部应设置通风除尘装置，随即将热气和粉尘排出螺旋输送机主要工作部件：电机、联轴器、轴、轴承、螺旋、槽体等振动输送机利用槽体的定向振动，将其上面物料不断抛起并向前运送。槽体用钢板制成，常用于输送落料后的热砂。输送距离一般为10-50m。有弹性连杆式和振动电机两种气力输送装置利用空气流的动压力使物料在密闭管道内进行输送的设备。优点：粉尘少；结构简单，管道可以任意布置；输送旧砂可以除去一部分灰尘。缺点：输送能力低，且不很稳定，容易产生堵塞和磨损。5.4.2料斗料斗贮料斗中间斗用于贮存新砂、回用砂、型砂、废砂，以及粘土和煤粉用于调节工序间物料不平衡，例如在集中卸料设备和连续运输设备之间，或者在需要稳定而均匀供料设备之前。中间料斗的出料口一定要安装给料机给料机给料设备带式给料机圆盘给料机振动给料机振动给料机一般用于中型料斗，向下10°到15°安装。振动频率高、振幅小、槽体刚度大等特点目前有惯性给料机和电磁振动给料机两种。带式给料机用在有矩形出口的大型料斗下面，胶带宽度比出口宽度每边多100mm，胶带距出口下缘为100-200mm，方便物料流下。胶带用密集布置的托锟托起，承受物料的巨大压力，并且速度较低。圆盘给料机用过转速和3的高低可以控制给料量，广泛用于流动性好的粉体给料5.4.3定量器定量设备杠杆式称量斗粉料压送及称量装置电子称量斗杠杆式称量斗通过几级杠杆逐步将物料重量缩小后，传递给重量指示器，直接显示物料重信号。特点：连续称量多种物料，配比灵活；称量准确，适合为混砂机定量配料。电子称量斗电阻式拉力传感器承受载荷时，电阻发生变化而输出一直流信号，信号转换成物料重力值。电子称量斗输出的信号为电信号，便于接入控制系统，实现自动化。主要用于大型混砂机粉料称量及压送装置称量和压送相结合。膨润土和煤粉经过螺旋给料器送入发送罐中，待达到预定量时，荷重传感器发出电信号，停止螺旋给料。当混砂机控制系统发出给料命令时，发送罐上部蝶阀关闭，输送罐中通入高压气体，将粉料压入砂流中。5.4.4检测装置砂处理工艺过程的检测主要包括回用砂检测、型砂检测和砂型质量检测回用砂检测混砂过程中水分测定紧实率法和电测法型砂主要性能的在线检测