一种筒式振动搓磨再生机的研究设计

2015-12-14吴剑

铸造设备与工艺 2015年4期

关键词：干法筒体生机

吴　剑

（江阴智铭铸造装备应用技术设计室，江苏江阴214400）

一种筒式振动搓磨再生机的研究设计

吴剑

（江阴智铭铸造装备应用技术设计室，江苏江阴214400）

介绍了以铸造生产过程形成的废旧砂为对象，研究设计的一种筒式振动搓磨再生机。并对其进行有关工作机理、结构特征及配套砂再生工艺装备的技术论述。以获得合理的旧砂再生回用，达到降低成本、促进环保、资源再利用的目的。

铸造装备；干法砂再生；再生机

在自硬砂铸造生产中，旧砂再生工艺装备的应用已是很普遍了，旧砂再生回用（包括废旧砂的再生），就是利用专用砂再生设备来对旧砂进行破碎、去膜、筛分和冷却的工艺应用过程。

不同的旧砂再生工艺，就有不同的砂处理生产单元。其目的就是实现旧砂再生回用、降低成本、促进环保、实现资源再利用。

旧砂再生处理的过程，就是对自硬砂（一般指铸造用树脂砂、水玻璃砂、脂硬化砂等）的失效脆性状、溃散状的惰性膜进行脱膜、去膜、圆整的过程；对半黏结状和黏结状的未失效的旧砂进行团块破碎、分解、松散和降温再利用。

1　砂再生的必要性

一般需要再生利用的废、旧砂，是指被高温金属液灼烧或被高温加热过的、以有机脂为黏结剂的、经使用后的砂型和砂芯（包括热芯盒覆膜砂、冷芯盒树脂砂、有机自硬砂、桐油砂、壳型砂等），所产生的旧砂、废砂等等。

这些旧砂在很大程度都是作为废砂处理掉，一般不作再生回用处理，或者少量回用。丢弃掉这些旧砂，一方面造成了环境污染，影响了生态发展；另一方面浪费了原砂资源，提高了生产成本。而且这些旧砂大部分受高温影响后，其性能要比原砂性能好的多。

因此，旧砂再生回用无论是从社会效益还是从经济效益上讲，都是非常必要的、有利的。

2　砂再生的工艺性

在旧砂再生工艺中，通常采用机械（干法）再生工艺、焙烧（热法）再生工艺和水洗（湿法）再生工艺三大类型。

干法再生处理的工艺，主要是利用相互配套的机械设备来实现的，其工艺过程简单、操作方便、易系统控制。

本文描述的是以筒式振动搓磨再生机为主的一种机械干法再生的工艺方法。再生过程具有破碎、冷却、搓磨、去粉尘的特点。其中相互配套设备有：振动落砂机、振动输送机、筒式振动搓磨再生机、筛分机、磁选机和提升机，以及通风除尘系统，构成一个独立的再生生产单元。

其再生工艺过程是：对浇注落砂后的旧砂可直接进入筒式振动搓磨再生机进行冷却、破碎和搓磨，再经筛分、磁选处理使其表面的惰性膜脱落，然后再对其进一步风选去灰，并冷却到常温状态，从而达到旧砂回收再利用的目的。采用这种干法砂再生工艺，适用于常规的、具有一定生产规模的铸造生产旧砂再生处理。

3　筒式振动搓磨再生机

研究设计的筒式振动搓磨再生机在旧砂再生设备中是一种新型的、机械振动的、干法再生处理机。可进行冷却、破碎搓磨和有效去除旧砂惰性膜，而使旧砂获得再生回用。

由于采用振动搓磨机理，可适应较高的废旧砂温度进入。

筒式振动搓磨再生机结构如图1所示。筒式振动搓磨再生机的振动机理是利用振动电机的同轴向高速回转产生的惯性离心力使筒体在隔振弹簧上作高频圆振动（非线性）的惯性振动机。

图1　筒式振动搓磨再生机

振动载体内的物料运动状态：在高频圆振动的条件下，旧砂、旧砂团块和参振介质在筒体内作相反方向的翻滚抛掷，利用物料与介质的自重，促使旧砂团块、砂颗粒间和介质间的相互搓擦，撞击而达到惰性膜的破碎、挤压脱落。物料经过筒体内的一个振动搓磨循环，并由除尘器风口将部分粉尘和碎膜杂质分离出来，进入除尘系统。砂粒由栅格孔板透筛排出筒体外，而介质则回流到筒体内继续参与物料（旧砂）的搓磨，不断循环使用。

参振介质可以是钢球、铁块，其直径大小、配置比例可以根据砂粒脱膜效果来选择确定。

3.1主要技术参数

生产率（m3/h）:10~15

筒体（直径×长度）（mm）:φ1 000×4 000

振动电机功率（kW）:2×7.5（8.0）

激振力（kN）:2×100（120）

振动频率（r·min-1）:1 000~1 500

给料粒度（mm）:<100

推荐风量（m3·h-1）:>10 000

3.2主要结构形式

主要结构：由参振筒体、振动电机、隔振弹簧、透筛孔板、进出料口、吸尘风口、检修门、观察窗和机架组成（见图1）.

振动电机安装形式：二台同极、同功率的振动电机同轴向安装在振动筒体二侧并同向运转。

3.3主要技术特性

被再生旧砂通过进料口进入参振筒体，经筒体导流板导流推进，筒体工作区域在高频振动环境下形成对旧砂、旧砂团块和参振介质的翻滚抛掷、对流搓擦，经二道导流推进，旧砂反复被流态化对流搓擦。达到脱膜再生的效果。筒体内形成的粉尘气流，由除尘系统的吸风口排放。经过一定流量的对流搓擦后，再生砂通过透筛孔板经出砂口被排出。

利用惯性振动机理使旧砂形成对流搓擦、冷却、去灰和除尘，形成软再生功能。使旧砂保持砂粒完整、净化原砂和去灰降温是研究设计的特点。亦是机械干法再生处理的创新工艺设备之一。