关于几种旧砂冷却破碎机再生功效的技术分析

吴 剑

（江阴智铭铸造装备应用技术设计室，江苏江阴 214400）

铸造生产中，规模型的生产线通常需要进行大量的旧砂再生处理。不管是粘土砂、自硬砂铸造工艺，在生产过程中产生大量的高温热旧砂是不可避免的，要快速降温、再生回用会形成一个难度较大的砂处理工艺环节。在处理工序中，旧砂冷却、破碎、均化通常需要采用不同类型的工艺装备来实现，有时需要采用增湿汽化处理来实现快速冷却。

在工厂工艺实践中，旧砂再生处理设备通常有：小型生产规模应用的双轴叶片破碎机、惯性振动破碎机；中型生产规模应用的惯性振动破碎机、强力搓磨再生机；中大型生产规模应用的滚筒冷却破碎机、强力破碎搓磨再生机等不同机械性能的工艺装备。对高温热旧砂可进行增湿汽化、搅拌均化处理实现快速降温。为了达到快速冷却，也有采用预处理工艺设备来解决快速降温。下面介绍几种有冷却破碎功效的设备。

1 双轴叶片破碎机

一种机械结构简单、适用于小型粘土砂铸造工艺的砂处理生产线，其利用双轴高速旋转叶片对旧砂有松散、破碎的功效。要求进入的旧砂团块控制在50毫米以下，之前必须清理旧砂中的铁杂物，避免损坏破碎叶片，影响使用寿命。此种双轴叶片破碎机功能单一，在中小型铸造生产中配套应用较多，其结构示意图见图1。

图1 双轴叶片破碎机

2 惯性振动破碎机

一种国外引进的FAT型振动破碎机，国内生产应用比较普遍，适用于自硬砂铸造工艺的砂处理生产线上。其利用振动电机激振的线性振动原理使旧砂团块破碎、搓磨、筛分，集多种功能于一体，个别工序中兼有落砂功能。此种惯性振动破碎机在自硬砂铸造生产中配套应用较多，但是由于惯性振动强度的影响，噪音干涉到周围工作环境，有的虽然采用了降低噪音的措施，但强力的振动对钢结构、混凝土基础的影响仍然很大，目前很难避免。其结构示意图见图2。

3 强力搓磨再生机

近几年国内研发的一种叶片式多轴强力搓磨再生机，适用于自硬砂铸造工艺的旧砂再生工序中，具有松散、搓磨、脱膜的功效。室体底部有一套气流沸腾系统，运行时能使砂层形成沸腾流动状态，便于搓磨。室体内安装有三组叶片，利用高速旋转的三轴叶片对旧砂颗粒进行相对（剪切）搓磨，有效地对自硬砂的惰性膜、粘土砂的烧结物（僵豆）进行脱膜、去壳，在除尘系统的作用下可有效去灰、净化。但旧砂的含水量不宜过高，会影响再生效果。此种强力搓磨再生机其机械原理简单，目前配套应用的比较好，其结构示意图见图3。

图2 惯性振动破碎机

图3 强力搓磨再生机

4 滚筒落砂破碎机

一种适用于规模型铸造生产的砂处理常用工艺装备，配套机械化程度较高的造型生产线（有箱、无箱造型线），在浇注后的落砂与热旧砂的处理上功效比较好，砂团块与铁杂物在滚筒内得到破碎和分离，热气流在除尘系统的处理下集尘排放，不宜扩散，避免了落砂过程的环境污染，运行中的噪音比较小、对环境影响不大，目前配套应用的比较多。不过，在自硬砂或粘土砂铸造工艺的砂处理应用上二者的技术参数、结构设计有区别。在个别铸造工厂的应用中已经暴露出这种问题，必须引起重视。

技术设计中，往往忽略了参数计算与结构设计的细节，盲目模仿，忽略了滚筒落砂清理机、滚筒破碎机、滚筒烘干机、滚筒冷却机在参数与结构上的区别。铸造工厂技术改造时，选型必须重视。滚筒落砂破碎机结构示意图见图4。

5 强力破碎冷却搓磨机

一种组合功能的强力破碎冷却搓磨机，可适用于自硬砂铸造生产的热旧砂降温、冷却破碎的处理工序。具有快速水喷淋汽化冷却、叶片快速破碎、叶轮高速搓磨和沸腾气流热交换的功效。要求进入的旧砂团块控制在50毫米以下，之前必须进行旧砂中的铁杂物清理，避免影响叶片、叶轮的使用寿命。处理后的旧砂有松散、均化、去粉尘、颗粒圆整的特点。此种强力破碎冷却搓磨机结构上机械原理简单，多功能的组合，便于配套，便于检修。

作为一种新型研发的多功能组合机，利用了二种独立的破碎与搓磨机理，其机械结构由一对快速叶片破碎轴、电机减速器、同步齿轮和三台电动机、联轴器、轴承座、高速叶轮搓磨轴组成。配套一个鼓风机、气流沸腾箱和密封工作室体、喷淋水管、粉尘排放口、进出料口和机架等。

密封工作室体采用内衬护板形式的设计，增强室体的耐用。叶片破碎轴通过同步齿轮实现相对（剪切）高速旋转，达到破碎、冷却和对流搅拌的目的。增湿后的汽化热气流通过排风口排放（连接除尘系统集尘处理），再经过三轴高速叶轮搓磨、均化和沸腾气流作用，使旧砂获得再生功效，从而实现脱膜、去灰、净化的目的，减少了工序流程。强力破碎冷却搓磨机结构示意图见图5。

由于铸造生产工艺水平的不断发展，对先进、优质的工艺装备需求增加。在旧砂再生回用方面，不同的铸造工艺、砂再生要求和合理配套应用再生装备就越发显示其重要性、必要性。

目前，铸造产业的生产已趋于环保型的规模化程度，复杂的旧砂再生工艺与技术装备也得到不断的技术进步和工艺完善。所以，在铸造车间的技术改造、新工厂设计上如何合理选择、合理应用砂再生工艺装备显得非常重要。

图4 滚筒落砂破碎机

图5 强力破碎冷却搓磨机