關于幾種舊砂冷卻破碎機再生功效的技術分析

吳 劍

（江陰智銘鑄造裝備應用技術設計室，江蘇江陰 214400）

鑄造生產中，規模型的生產線通常需要進行大量的舊砂再生處理。不管是粘土砂、自硬砂鑄造工藝，在生產過程中產生大量的高溫熱舊砂是不可避免的，要快速降溫、再生回用會形成一個難度較大的砂處理工藝環節。在處理工序中，舊砂冷卻、破碎、均化通常需要采用不同類型的工藝裝備來實現，有時需要采用增濕汽化處理來實現快速冷卻。

在工廠工藝實踐中，舊砂再生處理設備通常有：小型生產規模應用的雙軸葉片破碎機、慣性振動破碎機；中型生產規模應用的慣性振動破碎機、強力搓磨再生機；中大型生產規模應用的滾筒冷卻破碎機、強力破碎搓磨再生機等不同機械性能的工藝裝備。對高溫熱舊砂可進行增濕汽化、攪拌均化處理實現快速降溫。為了達到快速冷卻，也有采用預處理工藝設備來解決快速降溫。下面介紹幾種有冷卻破碎功效的設備。

1 雙軸葉片破碎機

一種機械結構簡單、適用于小型粘土砂鑄造工藝的砂處理生產線，其利用雙軸高速旋轉葉片對舊砂有松散、破碎的功效。要求進入的舊砂團塊控制在50毫米以下，之前必須清理舊砂中的鐵雜物，避免損壞破碎葉片，影響使用壽命。此種雙軸葉片破碎機功能單一，在中小型鑄造生產中配套應用較多，其結構示意圖見圖1。

圖1 雙軸葉片破碎機

2 慣性振動破碎機

一種國外引進的FAT型振動破碎機，國內生產應用比較普遍，適用于自硬砂鑄造工藝的砂處理生產線上。其利用振動電機激振的線性振動原理使舊砂團塊破碎、搓磨、篩分，集多種功能于一體，個別工序中兼有落砂功能。此種慣性振動破碎機在自硬砂鑄造生產中配套應用較多，但是由于慣性振動強度的影響，噪音干涉到周圍工作環境，有的雖然采用了降低噪音的措施，但強力的振動對鋼結構、混凝土基礎的影響仍然很大，目前很難避免。其結構示意圖見圖2。

3 強力搓磨再生機

近幾年國內研發的一種葉片式多軸強力搓磨再生機，適用于自硬砂鑄造工藝的舊砂再生工序中，具有松散、搓磨、脫膜的功效。室體底部有一套氣流沸騰系統，運行時能使砂層形成沸騰流動狀態，便于搓磨。室體內安裝有三組葉片，利用高速旋轉的三軸葉片對舊砂顆粒進行相對（剪切）搓磨，有效地對自硬砂的惰性膜、粘土砂的燒結物（僵豆）進行脫膜、去殼，在除塵系統的作用下可有效去灰、凈化。但舊砂的含水量不宜過高，會影響再生效果。此種強力搓磨再生機其機械原理簡單，目前配套應用的比較好，其結構示意圖見圖3。

圖2 慣性振動破碎機

圖3 強力搓磨再生機

4 滾筒落砂破碎機

一種適用于規模型鑄造生產的砂處理常用工藝裝備，配套機械化程度較高的造型生產線（有箱、無箱造型線），在澆注后的落砂與熱舊砂的處理上功效比較好，砂團塊與鐵雜物在滾筒內得到破碎和分離，熱氣流在除塵系統的處理下集塵排放，不宜擴散，避免了落砂過程的環境污染，運行中的噪音比較小、對環境影響不大，目前配套應用的比較多。不過，在自硬砂或粘土砂鑄造工藝的砂處理應用上二者的技術參數、結構設計有區別。在個別鑄造工廠的應用中已經暴露出這種問題，必須引起重視。

技術設計中，往往忽略了參數計算與結構設計的細節，盲目模仿，忽略了滾筒落砂清理機、滾筒破碎機、滾筒烘干機、滾筒冷卻機在參數與結構上的區別。鑄造工廠技術改造時，選型必須重視。滾筒落砂破碎機結構示意圖見圖4。

5 強力破碎冷卻搓磨機

一種組合功能的強力破碎冷卻搓磨機，可適用于自硬砂鑄造生產的熱舊砂降溫、冷卻破碎的處理工序。具有快速水噴淋汽化冷卻、葉片快速破碎、葉輪高速搓磨和沸騰氣流熱交換的功效。要求進入的舊砂團塊控制在50毫米以下，之前必須進行舊砂中的鐵雜物清理，避免影響葉片、葉輪的使用壽命。處理后的舊砂有松散、均化、去粉塵、顆粒圓整的特點。此種強力破碎冷卻搓磨機結構上機械原理簡單，多功能的組合，便于配套，便于檢修。

作為一種新型研發的多功能組合機，利用了二種獨立的破碎與搓磨機理，其機械結構由一對快速葉片破碎軸、電機減速器、同步齒輪和三臺電動機、聯軸器、軸承座、高速葉輪搓磨軸組成。配套一個鼓風機、氣流沸騰箱和密封工作室體、噴淋水管、粉塵排放口、進出料口和機架等。

密封工作室體采用內襯護板形式的設計，增強室體的耐用。葉片破碎軸通過同步齒輪實現相對（剪切）高速旋轉，達到破碎、冷卻和對流攪拌的目的。增濕后的汽化熱氣流通過排風口排放（連接除塵系統集塵處理），再經過三軸高速葉輪搓磨、均化和沸騰氣流作用，使舊砂獲得再生功效，從而實現脫膜、去灰、凈化的目的，減少了工序流程。強力破碎冷卻搓磨機結構示意圖見圖5。

由于鑄造生產工藝水平的不斷發展，對先進、優質的工藝裝備需求增加。在舊砂再生回用方面，不同的鑄造工藝、砂再生要求和合理配套應用再生裝備就越發顯示其重要性、必要性。

目前，鑄造產業的生產已趨于環保型的規模化程度，復雜的舊砂再生工藝與技術裝備也得到不斷的技術進步和工藝完善。所以，在鑄造車間的技術改造、新工廠設計上如何合理選擇、合理應用砂再生工藝裝備顯得非常重要。

圖4 滾筒落砂破碎機

圖5 強力破碎冷卻搓磨機