高溫?zé)崤f砂增濕均化冷卻機(jī)的研究設(shè)計(jì)

吳 劍

（江陰智銘鑄造裝備應(yīng)用技術(shù)設(shè)計(jì)室，江蘇江陰214400）

鑄造生產(chǎn)過(guò)程中，規(guī)模型的生產(chǎn)線通常需要大量的新砂、舊砂和輔助材料作為造型、制芯的工藝材料，而舊砂的用量占有很大比例。

在澆注后的落砂工序，快節(jié)奏的生產(chǎn)過(guò)程又產(chǎn)生大量的高溫?zé)崤f砂，特別是自硬砂鑄造工藝的大型鑄件產(chǎn)生的高溫?zé)崤f砂在200°C左右。快速降溫過(guò)程對(duì)砂再生回用而言是一個(gè)高難度的砂處理工藝環(huán)節(jié)。

在砂處理舊砂冷卻工序中，通常采用振動(dòng)式（或流化式）沸騰冷卻裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)舊砂冷卻，雖然也采用了增濕處理，但冷卻效果有限、通過(guò)能力有限、不易均化、出現(xiàn)粘和堵的現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)快速冷卻[1]。

通過(guò)工廠工藝實(shí)踐，在進(jìn)入沸騰冷卻裝置前，提前進(jìn)行增濕汽化、攪拌均化的快速降溫的處理，有效地提高了沸騰冷卻裝置（包括振動(dòng)沸騰冷卻裝置、沸騰冷卻流化床、雙盤冷卻機(jī)）的冷卻效果。粘土砂鑄造工藝的熱舊砂溫度不是很高時(shí)可以不采用。這就形成了二種不同類型的舊砂冷卻預(yù)處理工藝裝備。

1 臥式雙軸攪拌增濕機(jī)

一種臥式雙軸攪拌增濕機(jī)，可適用于中小型砂處理能力的熱舊砂降溫預(yù)處理工序，目前應(yīng)用的比較多。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：該裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、同步齒輪、攪拌軸、攪拌葉片、室體、機(jī)架和軸承座組成。室體采用雙層隔套形式的設(shè)計(jì)，通過(guò)循環(huán)冷卻水和增濕攪拌的方式達(dá)到雙重冷卻的效果。攪拌軸（葉片）通過(guò)同步齒輪實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到攪拌和對(duì)流的目的。汽化熱氣流通過(guò)排風(fēng)口排放（連接除塵系統(tǒng)）。但此設(shè)備也有不足之處，比如處理能力較低、沒有均化的功能和熱交換過(guò)程空間有限。

主要技術(shù)參數(shù)：

（1）電動(dòng)機(jī)功率：18.5kW；

（2）攪拌軸轉(zhuǎn)速：52.35r/min；

圖1 臥式雙軸攪拌增濕機(jī)

（3）室體內(nèi)凈尺寸（長(zhǎng)×寬）：1600mm×750 mm；

（4）處理能力：～30t/h。

圖2 高溫?zé)崤f砂增濕均化冷卻機(jī)

2 滾筒式增濕均化冷卻機(jī)

一種滾筒式增濕均化冷卻機(jī)，可適用于大中型生產(chǎn)能力的高溫?zé)崤f砂快速降溫預(yù)處理工序。該裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、滾筒體、托輥、進(jìn)料口和機(jī)架組成。設(shè)計(jì)采用封閉式工作狀態(tài)，高溫?zé)崤f砂進(jìn)入滾筒體內(nèi)，快速增濕、翻滾、松散、汽化、均化、透篩，其熱交換空間大，達(dá)到快速冷卻。汽化后的熱氣流由除塵排風(fēng)口排放，經(jīng)透篩后的舊砂（含有部分余熱和粉塵）再進(jìn)入沸騰冷卻裝置進(jìn)一步進(jìn)行砂冷卻處理。其處理能力較大，冷卻效果更好[2]。

汽化后的熱氣流由于粉塵和飽和水氣比較大，在進(jìn)入除塵系統(tǒng)前應(yīng)進(jìn)行一次過(guò)渡的冷凝降水處理，以降低熱氣流飽和水氣的含水量和粉塵。一般可選擇旋風(fēng)冷凝器來(lái)降水、降塵處理，可有效防止布袋除塵器的粉塵凝結(jié)，這是處理飽和水氣的一個(gè)必要措施。

主要技術(shù)參數(shù)：

（1）電動(dòng)機(jī)功率：15kW；

（2）滾筒體轉(zhuǎn)速：5.5r/min；

（3）滾筒體內(nèi)尺寸：?1250mm×1600mm；

（4）處理能力：＞40t/h。

這二種類型的熱舊砂冷卻機(jī)，可配套應(yīng)用于不同砂型的高溫?zé)崤f砂的快速降溫預(yù)處理，特別適用于自硬砂鑄造工藝的舊砂再生回用處理的工序上。由于砂溫冷卻是通過(guò)空氣熱交換方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以必須具有合理的熱交換空間，才能有好的冷卻效果。另外除塵系統(tǒng)的合理選擇也是非常必要的，可以避免二次污染。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于鑄造生產(chǎn)的環(huán)境污染和原砂資源問(wèn)題的突顯，已經(jīng)直接影響鑄造產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展的前景。所以，必須重視砂再生回用，重視綠色環(huán)保、資源再利用的創(chuàng)新發(fā)展理念。

目前，鑄造產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)已趨于規(guī)模化，復(fù)雜的舊砂再生工藝與技術(shù)裝備也逐步成熟和完善。所以，在鑄造車間技術(shù)改造、新的工廠設(shè)計(jì)上合理選擇、應(yīng)用砂再生工藝裝備非常重要。