粘土砂熱法再生的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種粘土砂熱法再生機(jī)，由上至下依序包括砂預(yù)熱室、煅燒室、空氣加熱室與預(yù)冷卻室，所述空氣加熱室內(nèi)設(shè)有燃燒器，可提供帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)；所述煅燒室底部設(shè)有與所述空氣加熱室連通的多個噴嘴，所述帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入所述煅燒室內(nèi)，使所述煅燒室內(nèi)的砂處于浮騰狀態(tài)。由于本發(fā)明通過間接燃燒法使舊砂再生，可以有效的控制加熱溫度，使舊砂不會被直接燃燒而避免了過熱燃燒可能出現(xiàn)的堿性化合物附著在砂子表面上，再生砂的耗酸值穩(wěn)定，可應(yīng)用于冷芯盒制芯。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種舊砂再生機(jī)械，特別是一種采用間接燃燒方法使舊砂再生的機(jī) 械。 粘土砂熱法再生機(jī)

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國在鑄造舊砂(粘土砂）再生裝備和技術(shù)上一直沒有形成系統(tǒng)、高效和適 合性強(qiáng)的成套設(shè)備，更沒有形成智能化的集成系統(tǒng)，導(dǎo)致再生砂質(zhì)量不穩(wěn)定，達(dá)不到穩(wěn)定地 代替新砂用于冷芯盒工藝制芯，使鑄造砂系統(tǒng)很難形成平衡循環(huán)，從而產(chǎn)生大量的廢砂被 排放。
[0003] 現(xiàn)行的粘土砂舊砂再生回收后不能替代新砂用于冷芯盒制芯。由于傳統(tǒng)的熱法再 生砂都是通過直接燃燒法，無法有效的控制加熱溫度，造成舊砂中的雜質(zhì)形成堿性的陶瓷 化的物質(zhì)覆蓋在砂的表面上，該陶瓷化的物質(zhì)經(jīng)機(jī)械擦磨難以全部去除，造成再生砂的耗 酸值不穩(wěn)定，無法應(yīng)用于冷芯盒制芯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種粘土砂熱法再生機(jī)，通過有效控制熱風(fēng)溫度，間接加熱溫度，熱風(fēng) 與砂接觸避免了明火與砂子直接接觸，可解決存在的耗酸值不穩(wěn)定的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] -種粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：具有煅燒室以及位于所述煅燒室下方的空 氣加熱室，所述煅燒室上部設(shè)有加砂器，以供舊砂進(jìn)入所述煅燒室內(nèi)，所述空氣加熱室內(nèi)設(shè) 有燃燒器，能夠提供帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)，所述煅燒室底部設(shè)有與所述空氣加熱室連通的 噴嘴，以供所述帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入所述煅燒室內(nèi)，使所述煅燒室內(nèi)的舊砂在浮騰狀 態(tài)下再生。
[0007] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：在所述煅燒室上方設(shè)有砂預(yù)熱室，所述砂預(yù)熱室 設(shè)有入砂口以及位于入砂口下方的斜板，所述斜板低位連接所述加砂器，所述砂預(yù)熱室內(nèi) 還設(shè)有多個縱板，所述多個縱板與所述斜板構(gòu)成舊砂和熱風(fēng)的熱交換器，所述煅燒室中排 出的廢熱氣進(jìn)入所述砂預(yù)熱室內(nèi)的舊砂和熱風(fēng)的熱交換器，與舊砂進(jìn)行熱交換。
[0008] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：所述煅燒室中排出的廢熱氣與舊砂進(jìn)行熱交換 后，又連通至熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換器以及除塵器。
[0009] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：在所述空氣加熱室下方設(shè)有預(yù)冷卻室，所述預(yù)冷 卻室中設(shè)有具有多個氣嘴的隔板，隔板下方的空間連接高壓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口，隔板上方的空 間設(shè)有入砂端口與出砂口，所述入砂端口通過流砂管連通到所述煅燒室的上方一側(cè)。
[0010] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：所述隔板上方的空間還設(shè)有排氣口，所述排氣口 連通至所述熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換器以及所述除塵器。
[0011] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：所述出砂口連接分級冷卻器和機(jī)械擦磨器。
[0012] 所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其中：所述煅燒室中設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感 器、加砂器以及燃燒器均與一個數(shù)字控制系統(tǒng)相連。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：通過間接燃燒法使舊砂再生，可以有效的控制加熱溫度，使 舊砂中的雜質(zhì)在后續(xù)凈化處理時容易被去除，再生砂的耗酸值也穩(wěn)定，可應(yīng)用于冷芯盒制 〇
[0014] 另外，舊砂在砂預(yù)熱室中與煅燒室排出的廢熱氣進(jìn)行熱交換，可經(jīng)過預(yù)熱，能夠節(jié) 約能源。
[0015] 此外，從所述煅燒室中出來的砂經(jīng)過所述預(yù)冷卻室后再連接后續(xù)的分級冷卻器， 可降低分級冷卻器的工作負(fù)荷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明提供的粘土砂熱法再生機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 附圖標(biāo)記說明：入砂口 1 ;加砂器2 ;出砂口 3 ;砂預(yù)熱室4 ;斜板41 ;縱板42 ;煅燒 室5 ;噴嘴51 ;流砂管6 ;空氣加熱室7 ;燃燒器8 ;預(yù)冷卻室9 ;隔板91 ;入砂端口 92 ;排氣 口 93 ;氣嘴10 ;高壓風(fēng)機(jī)11 ;除塵器12 ;舊砂與熱風(fēng)的熱交換器13 ;熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換 器14。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明提供的粘土砂熱法再生機(jī)，由上至下依序包括砂預(yù)熱室4、煅 燒室5、空氣加熱室7與預(yù)冷卻室9,其中：
[0019] 所述空氣加熱室7內(nèi)設(shè)有燃燒器8 (可外接風(fēng)機(jī))，以提供帶壓力的高溫?zé)犸L(fēng)；
[0020] 所述煅燒室5底部設(shè)有與所述空氣加熱室7連通的多個噴嘴5,使所述空氣加熱 室7中產(chǎn)生的帶壓力的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入所述煅燒室5內(nèi)，以使所述煅燒室5內(nèi)的砂在浮騰狀 態(tài)被加熱再生；所述煅燒室5中排出的廢熱氣會經(jīng)由所述砂預(yù)熱室4再通過熱風(fēng)與冷風(fēng)的 熱交換器14進(jìn)入除塵器12中；
[0021] 所述砂預(yù)熱室4設(shè)有入砂口 1以及位于入砂口 1下方的斜板41，所述斜板41低位 連接有加砂器2,所述砂預(yù)熱室內(nèi)還設(shè)有多個縱板42,所述多個縱板42與所述斜板41構(gòu)成 舊砂和熱風(fēng)的熱交換器13,加入的舊砂沿斜板41滑落，并在定量加砂器2的控制下進(jìn)入所 述煅燒室5中；由于所述煅燒室5中排出的廢熱氣會在所述砂預(yù)熱室4的舊砂和熱風(fēng)的熱 交換器13與舊砂進(jìn)行熱交換，所以通過所述砂預(yù)熱室4的舊砂會被預(yù)熱。
[0022] 所述預(yù)冷卻室9中設(shè)有具有多個氣嘴10的隔板9,隔板9下方的空間連接高壓風(fēng) 機(jī)11的出風(fēng)口，隔板9方的空間設(shè)有入砂端口 92、出砂口 3與排氣口 93,所述入砂端口 92 通過流砂管6連通到所述煅燒室5的上方一側(cè)，所述出砂口 3可連接分級冷卻器和機(jī)械擦 磨器(未予圖示)，所述排氣口 93也連通至所述熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換器14和除塵器12。
[0023] 其中：所述煅燒室5中設(shè)有溫度傳感器(未予圖示)，所述溫度傳感器、加砂器2以 及燃燒器8均與一個數(shù)字控制系統(tǒng)(未予圖示）相連，通過所述數(shù)字控制系統(tǒng)精確控制煅燒 室5的溫度，達(dá)到最佳的砂再生效果。
[0024] 本發(fā)明工作的時候，舊砂經(jīng)過所述砂預(yù)熱室4,將煅燒室5出來的熱風(fēng)與準(zhǔn)備熱法 再生的舊砂進(jìn)行熱量交換，舊砂通常在15-40° C，經(jīng)過熱量交換，舊砂可以升溫到300° C， 這樣就節(jié)約了舊砂煅燒升溫所需的熱能消耗，達(dá)到節(jié)能效果。預(yù)熱后的舊砂經(jīng)過采用無級 調(diào)頻控制的定量加砂器2進(jìn)入所述煅燒室5,在煅燒室5內(nèi)，通過有壓力的熱風(fēng)與砂形成浮 騰流態(tài)并將熱量傳遞給砂粒，在高溫下(通常在815° C)砂粒的附著的有機(jī)物、無機(jī)物、活 性膨潤土等雜質(zhì)進(jìn)行燃燒、分解和加熱，為后續(xù)的機(jī)械擦洗砂作準(zhǔn)備。砂粒本身也在高溫下 進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)重組，可以獲得更加穩(wěn)定的熱變形系數(shù)，達(dá)到砂芯尺寸更加精確的效果。熱風(fēng) 加熱舊砂是本發(fā)明的核心技術(shù)，也叫非直接燃燒法，砂不是直接與燃燒火焰接觸，而是與熱 風(fēng)接觸，這樣可保證對砂加熱的溫度可控，砂過熱燃燒會產(chǎn)生雜質(zhì)的燒結(jié)物覆蓋在砂表面， 非常難以去除并影響砂的酸耗值不穩(wěn)定，是影響再生砂用于冷芯盒制芯工藝的主要因素。 所述空氣加熱室7采用天然氣燃燒方式、天然氣的供應(yīng)和燃燒使用數(shù)字控制系統(tǒng)控制加入 量、點(diǎn)火和監(jiān)視燃燒狀態(tài)，天然氣的供應(yīng)量受煅燒室5的溫度傳感器的反饋控制?？諝饧訜?室7和煅燒室5采用金屬外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部耐火材料爐襯制造，實(shí)現(xiàn)熱量的絕緣。經(jīng)過煅燒 的舊砂經(jīng)過所述流砂管6進(jìn)入預(yù)冷卻室9,并通過風(fēng)冷對砂進(jìn)行流態(tài)熱交換將高溫降到中 溫，之后再進(jìn)入分級冷卻器和機(jī)械擦磨器，完成粘土砂再生砂的溫度和微粉含量的控制。
[0025] 由上述記載可知，使用本發(fā)明，具有如下有益效果：
[0026] 籲綠化：裝備無二次污染和無排廢物，不對環(huán)境造成危害，占地小。
[0027] ?環(huán)保：舊砂再生和回收利用，減少了資源浪費(fèi)，解決了鑄造排廢的環(huán)保難題。
[0028] ?降低產(chǎn)品成本：目前鑄造廠新砂購置和廢砂排放總成本是250元/噸。本裝置 生產(chǎn)的再生砂直接成本80元/噸，一般的發(fā)動機(jī)缸體鑄造廠全年可生產(chǎn)81000噸再生砂， 替代新砂節(jié)省的成本1377萬元。再生砂質(zhì)量優(yōu)越于新砂，還會帶來提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低其 它成本的效益。
[0029] ?經(jīng)濟(jì)效益：
[0030] 1)按照粘土砂再生后回用率75%計算，年可回收再利用舊砂1026萬噸，減少新砂 使用量1026萬噸，按照每噸新砂全國平均采購價格250元計算，年鑄造業(yè)可節(jié)約新砂成本 25億元。
[0031] 2)按照15噸/小時處理能力計算，每套智能裝備年處理能力10. 8萬噸，全國需要 該裝備126套，研究開發(fā)后按照商品價格每套3000萬計算，粘土砂再生裝備的新增市場38 億元。
[0032] 3)按照傳統(tǒng)裝備運(yùn)行，每班操作人員2人，年運(yùn)行時間7200小時，需要工時14400 工時。每套智能再生裝備可節(jié)約工時14400小時。
[0033] 以上實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明進(jìn)行說明，而非作限制性的概括，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的指導(dǎo)下，還可以作出很多常規(guī)結(jié)構(gòu)上的修改與替換，這些修改與 替換也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1. 一種粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：具有煅燒室以及位于所述煅燒室下方的空氣 加熱室，所述煅燒室上部設(shè)有加砂器，以供舊砂進(jìn)入所述煅燒室內(nèi)，所述空氣加熱室內(nèi)設(shè)有 燃燒器，能夠提供帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)，所述煅燒室底部設(shè)有與所述空氣加熱室連通的噴 嘴，以供所述帶有壓力的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入所述煅燒室內(nèi)，使所述煅燒室內(nèi)的舊砂在浮騰狀態(tài) 下再生。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：在所述煅燒室上方設(shè)有砂 預(yù)熱室，所述砂預(yù)熱室設(shè)有入砂口以及位于入砂口下方的斜板，所述斜板低位連接所述加 砂器，所述砂預(yù)熱室內(nèi)還設(shè)有多個縱板，所述多個縱板與所述斜板構(gòu)成舊砂和熱風(fēng)的熱交 換器，所述煅燒室中排出的廢熱氣進(jìn)入所述砂預(yù)熱室內(nèi)的舊砂和熱風(fēng)的熱交換器，與舊砂 進(jìn)行熱交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：所述煅燒室中排出的廢熱 氣與舊砂進(jìn)行熱交換后，又連通至熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換器以及除塵器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：在所述空氣加熱室下方設(shè) 有預(yù)冷卻室，所述預(yù)冷卻室中設(shè)有具有多個氣嘴的隔板，隔板下方的空間連接高壓風(fēng)機(jī)的 出風(fēng)口，隔板上方的空間設(shè)有入砂端口與出砂口，所述入砂端口通過流砂管連通到所述煅 燒室的上方一側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：所述隔板上方的空間還設(shè) 有排氣口，所述排氣口連通至所述熱風(fēng)與冷風(fēng)的熱交換器以及所述除塵器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：所述出砂口連接分級冷卻 器和機(jī)械擦磨器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘土砂熱法再生機(jī)，其特征在于：所述煅燒室中設(shè)有溫度傳 感器，所述溫度傳感器、加砂器以及燃燒器均與一個數(shù)字控制系統(tǒng)相連。
【文檔編號】B22C5/00GK104096794SQ201310119793
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】于彥奇 申請人:于彥奇