樹脂砂砂處理工部除塵系統設計

郝志江，李懷明，郝 禮

（機械工業第六設計研究院有限公司，鄭州 450007）

樹脂砂砂處理工部除塵系統設計

郝志江，李懷明，郝 禮

（機械工業第六設計研究院有限公司，鄭州 450007）

介紹了樹脂砂處理工部除塵系統的劃分和主要生產設備除塵罩的設計，重點論述了除塵系統二的設計方案和設備選型，給出了設計過程中的注意事項和改進意見。

樹脂砂；除塵系統；砂再生

1 砂處理工部工藝流程及設備布置

某公司鑄造車間以生產大型鑄鋼件為主，主要采用呋喃樹脂砂工藝，其造型材料面砂采用鉻鐵礦砂，背砂采用樹脂自硬砂。砂再生生產線中的砂處理系統主要生產設備采用進口設備，其除塵設備皆由國內配套，生產線主要由落砂機、振動輸送機、懸掛磁選分離機、磁選帶式輸送機、斗提機、破碎機、機械摩擦再生機、風選機、砂溫調節器、鉻鐵礦砂分選裝置、氣力輸送裝置及電控系統組成。各主要設備之間設物料存儲砂斗，砂斗總容量滿足一個星期的使用量。圖1為車間砂處理工部工藝流程圖。

2 砂處理工部除塵系統的劃分和除塵罩的設計

目前呋喃樹脂砂處理除塵，多采用集中的方式，將砂處理工部生產設備上的所有除塵點連成一個或多個系統進行除塵，在砂處理除塵系統設計時，必須按生產設備的工藝路線、設備運行時段結合除塵設備的安裝場地等綜合考慮。若系統太少，其吸口多、管道長、結構復雜，工作中相互牽制，各吸口的吸塵效果不平衡。若系統分得太多，則除塵設備分散、相對占地面積大，除塵器規格多、備件種類多、管理麻煩。根據經驗，分三個除塵系統比較經濟，可節約使用成本。

（1）除塵系統一

圖1 砂處理工藝流程圖

從落砂機開始到塊砂斗入口，包括了落砂機、振動輸送槽、懸掛磁選機、磁選帶式輸送機（耐熱型）和斗式提升機等整個落砂回砂系統，主要是考慮到該系統可能與砂再生設備系統不同時工作，將不同時運轉的揚塵點分系統除塵，這樣操作靈活，管理方便。這一系統吸口較少，只有四處，但是管路較長，砂溫較高。

落砂機除塵罩一般可使用固定式半密閉罩和移動式密閉罩，考慮到落砂機臺面尺寸較大，適合采用移動式密閉罩，可降低設計除塵風量。振動輸送槽至帶式輸送機處轉卸點采用密閉罩，此處還設有一級懸掛磁選機，非標密閉罩將懸掛磁選機、輸送槽出料端和皮帶機受料端完全封閉，密閉罩頂部直接接除塵管道。帶式輸送機頭部卸料處自帶除塵接口。塊砂斗頂部除塵口的位置要遠離氣力輸送管道卸料口，避免抽走物料。

（2）除塵系統二

從塊砂斗下的振動輸送槽開始到再生砂庫，包括了破碎再生裝置、搓擦再生裝置、除風選分級機外的砂溫調節裝置和鉻鐵礦砂分選裝置。這一系統的除塵點最多，管路最長最復雜，總除塵風量大，單點除塵風量較小，最大的振動破碎再生機受料口除塵風量為3000m3/h，最小的砂溫調節器除塵風量為500m3/h。

破碎再生機受料口和出料口采用柔性密閉罩，用鋼板固定一定長度的軟質橡膠板組裝成矩形狀的密閉罩，罩在設備的受料口和出料口上方，收料口處振動輸送槽從側邊給料，除塵管道接口設置在頂部；而出料口處的密閉罩則用銷孔連接方式固定在其后的緩沖斗上，像合頁一樣可向上開啟，方便破碎機檢修和篩網的更換，因此其除塵口設在側邊。其它設備都是自帶除塵接口。

（3）除塵系統三

風選分級機單獨設一套除塵系統。此設備是去除機械再生完舊砂微粉的關鍵設備，且設備上裝有負壓表，雖然除塵風量不大，只有1萬m3/h，但是負壓要求比較嚴格，因此考慮單獨設置一套除塵系統。

由設備制造廠家提供專業設備除塵風量表并結合設計實踐經驗，確定各主要設備揚塵點的除塵風量如表1所示。

表1 主要設備揚塵點排風量

3 除塵系統二設計方案

系統的設計計算包括確定各排風點的位置、管道系統和除塵設備的布置、排風量、風速、風管管徑和壓力損失，保證系統內達到要求的風量分配。并確定除塵器、離心風機的型號和規格以及動力消耗[1]。砂再生工部共設計三套除塵系統，其中除塵系統二是除塵點最多、管路最復雜的一套。下面著重針對該除塵系統的設計方案進行闡述，有兩種方案可供選擇。

方案一，系統設計采用樹狀結構，在某一高度沿著整個砂再生系統敷設一根主管道，到設備除塵點用支管連接。

方案二，根據設備高度分三層沿著整個砂再生系統并行敷設三根支管道，三根支管再靠近除塵器處合并后進除塵器。

比較以上兩個方案，方案一的優點是設計較簡單，無需設置大量管道，管道占用空間小；缺點是管道管徑大小和長度相差較大，管道阻力平衡較難控制，即使通過調節風量閥也難以達到平衡風量的效果，且主干管施工安裝和維修比較困難。方案二克服了方案一系統壓力損失不容易平衡的缺點，整個系統在不同高度并行敷設三條管道，系統能在有限的空間內得到合理的安排。由于管道總長度增加，施工安裝成本較方案一高，設計比方案一略微復雜。

綜合考慮以上分析，選擇方案二。整個系統分三層進行布置，最高處是砂斗頂部除塵點，第二層為鉻鐵礦砂分選裝置第一、二級磁選畫出除塵系統簡圖如圖2所示。

圖2 除塵系統方案一

根據以上各揚塵設備的位置，分三層進行布置，最高處是砂斗頂部除塵點，第二層為鉻鐵礦砂分選系統的永磁分離滾筒和振動沸騰分離槽除塵點，最下層為其他設備除塵點，除塵系統簡圖如圖3所示。

圖3 除塵系統方案二

4 設備選型

袋式除塵器效率高、阻力小、維護簡單、設備運行穩定可靠，完全可滿足煙氣除塵穩定可靠運行的需要。本次設計選用氣箱脈沖袋式除塵器，各除塵系統設備選型見表2。

5 注意事項

由于工廠地處北方，冬季最低日平均溫度達到-25.7℃。為防止除塵管道及濾袋結露影響使用效果，一是需要將除塵器就近放置在廠房內，這樣可以避免雨雪對氣動、電器元件的侵蝕和正常使用，影響使用壽命；二是要保證反吹壓縮空氣的潔凈，該設計對空壓系統配備了空氣冷干機及過濾器等。

風選分級機和上部振動篩之間的空隙有時候冒灰嚴重，因為此處是除塵盲點，振動篩頂部有除塵口，能去除篩網上部的揚塵，而風選分級機在機身中部設置除塵口，能除去風選分級機頂板下部的揚塵，這就造成振動篩篩網下部和風選分級機頂板上部之間無負壓，舊砂落到頂板，揚塵四處擴散導致冒灰，解決辦法是采用柔性橡膠墊將此處縫隙密封，再增加一個除塵管就能達到很好的效果。

結合試運行情況，各除塵系統使用過程中要定時及時除灰，否則會堵塞除塵器，影響除塵效果。除塵器的關鍵零部件脈沖閥質量一定要保證，如無法正常工作且沒有及時更換，也會對除塵效果帶來很大的影響。

表2 除塵系統設備選型表

林江.鑄造砂處理工部多點除塵系統設計[J].杭州應用工程技術學院學報，1999（12）：191-196.

Precipitation System Design for Sand Treatment Working Department of Resin Sand HAO Zhi-jiang, Li Huai-ming, HAO Li

(SIPPR Engineering Group Co., Ltd, Zhengzhou 450007, China)

The paper presents the partition of dust collecting system of resin sand treatment working department and the dust collecting cover design for main production equipment, particularly explicates the design scenario and equipment model selection of dust collecting system II, and presents the attention matters and improvement opinions in design course.

resin sand; dust collecting system; sand regeneration

X701.2

A

1006-5377（2014）07-0018-03