粘土砂热法再生的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种粘土砂热法再生机，由上至下依序包括砂预热室、煅烧室、空气加热室与预冷却室，所述空气加热室内设有燃烧器，可提供带有压力的高温热风；所述煅烧室底部设有与所述空气加热室连通的多个喷嘴，所述带有压力的高温热风进入所述煅烧室内，使所述煅烧室内的砂处于浮腾状态。由于本发明通过间接燃烧法使旧砂再生，可以有效的控制加热温度，使旧砂不会被直接燃烧而避免了过热燃烧可能出现的碱性化合物附着在砂子表面上，再生砂的耗酸值稳定，可应用于冷芯盒制芯。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种旧砂再生机械，特别是一种采用间接燃烧方法使旧砂再生的机 械。 粘土砂热法再生机
【背景技术】
[0002] 目前，我国在铸造旧砂(粘土砂）再生装备和技术上一直没有形成系统、高效和适 合性强的成套设备，更没有形成智能化的集成系统，导致再生砂质量不稳定，达不到稳定地 代替新砂用于冷芯盒工艺制芯，使铸造砂系统很难形成平衡循环，从而产生大量的废砂被 排放。
[0003] 现行的粘土砂旧砂再生回收后不能替代新砂用于冷芯盒制芯。由于传统的热法再 生砂都是通过直接燃烧法，无法有效的控制加热温度，造成旧砂中的杂质形成碱性的陶瓷 化的物质覆盖在砂的表面上，该陶瓷化的物质经机械擦磨难以全部去除，造成再生砂的耗 酸值不稳定，无法应用于冷芯盒制芯。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种粘土砂热法再生机，通过有效控制热风温度，间接加热温度，热风 与砂接触避免了明火与砂子直接接触，可解决存在的耗酸值不稳定的问题。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：
[0006] -种粘土砂热法再生机，其特征在于：具有煅烧室以及位于所述煅烧室下方的空 气加热室，所述煅烧室上部设有加砂器，以供旧砂进入所述煅烧室内，所述空气加热室内设 有燃烧器，能够提供带有压力的高温热风，所述煅烧室底部设有与所述空气加热室连通的 喷嘴，以供所述带有压力的高温热风进入所述煅烧室内，使所述煅烧室内的旧砂在浮腾状 态下再生。
[0007] 所述的粘土砂热法再生机，其中：在所述煅烧室上方设有砂预热室，所述砂预热室 设有入砂口以及位于入砂口下方的斜板，所述斜板低位连接所述加砂器，所述砂预热室内 还设有多个纵板，所述多个纵板与所述斜板构成旧砂和热风的热交换器，所述煅烧室中排 出的废热气进入所述砂预热室内的旧砂和热风的热交换器，与旧砂进行热交换。
[0008] 所述的粘土砂热法再生机，其中：所述煅烧室中排出的废热气与旧砂进行热交换 后，又连通至热风与冷风的热交换器以及除尘器。
[0009] 所述的粘土砂热法再生机，其中：在所述空气加热室下方设有预冷却室，所述预冷 却室中设有具有多个气嘴的隔板，隔板下方的空间连接高压风机的出风口，隔板上方的空 间设有入砂端口与出砂口，所述入砂端口通过流砂管连通到所述煅烧室的上方一侧。
[0010] 所述的粘土砂热法再生机，其中：所述隔板上方的空间还设有排气口，所述排气口 连通至所述热风与冷风的热交换器以及所述除尘器。
[0011] 所述的粘土砂热法再生机，其中：所述出砂口连接分级冷却器和机械擦磨器。
[0012] 所述的粘土砂热法再生机，其中：所述煅烧室中设有温度传感器，所述温度传感 器、加砂器以及燃烧器均与一个数字控制系统相连。
[0013] 本发明的有益效果是：通过间接燃烧法使旧砂再生，可以有效的控制加热温度，使 旧砂中的杂质在后续净化处理时容易被去除，再生砂的耗酸值也稳定，可应用于冷芯盒制 〇
[0014] 另外，旧砂在砂预热室中与煅烧室排出的废热气进行热交换，可经过预热，能够节 约能源。
[0015] 此外，从所述煅烧室中出来的砂经过所述预冷却室后再连接后续的分级冷却器， 可降低分级冷却器的工作负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明提供的粘土砂热法再生机的剖视结构图。
[0017] 附图标记说明：入砂口 1 ;加砂器2 ;出砂口 3 ;砂预热室4 ;斜板41 ;纵板42 ;煅烧 室5 ;喷嘴51 ;流砂管6 ;空气加热室7 ;燃烧器8 ;预冷却室9 ;隔板91 ;入砂端口 92 ;排气 口 93 ;气嘴10 ;高压风机11 ;除尘器12 ;旧砂与热风的热交换器13 ;热风与冷风的热交换 器14。
【具体实施方式】
[0018] 如图1所示，本发明提供的粘土砂热法再生机，由上至下依序包括砂预热室4、煅 烧室5、空气加热室7与预冷却室9,其中：
[0019] 所述空气加热室7内设有燃烧器8 (可外接风机)，以提供带压力的高温热风；
[0020] 所述煅烧室5底部设有与所述空气加热室7连通的多个喷嘴5,使所述空气加热 室7中产生的带压力的高温热风进入所述煅烧室5内，以使所述煅烧室5内的砂在浮腾状 态被加热再生；所述煅烧室5中排出的废热气会经由所述砂预热室4再通过热风与冷风的 热交换器14进入除尘器12中；
[0021] 所述砂预热室4设有入砂口 1以及位于入砂口 1下方的斜板41，所述斜板41低位 连接有加砂器2,所述砂预热室内还设有多个纵板42,所述多个纵板42与所述斜板41构成 旧砂和热风的热交换器13,加入的旧砂沿斜板41滑落，并在定量加砂器2的控制下进入所 述煅烧室5中；由于所述煅烧室5中排出的废热气会在所述砂预热室4的旧砂和热风的热 交换器13与旧砂进行热交换，所以通过所述砂预热室4的旧砂会被预热。
[0022] 所述预冷却室9中设有具有多个气嘴10的隔板9,隔板9下方的空间连接高压风 机11的出风口，隔板9方的空间设有入砂端口 92、出砂口 3与排气口 93,所述入砂端口 92 通过流砂管6连通到所述煅烧室5的上方一侧，所述出砂口 3可连接分级冷却器和机械擦 磨器(未予图示)，所述排气口 93也连通至所述热风与冷风的热交换器14和除尘器12。
[0023] 其中：所述煅烧室5中设有温度传感器(未予图示)，所述温度传感器、加砂器2以 及燃烧器8均与一个数字控制系统(未予图示）相连，通过所述数字控制系统精确控制煅烧 室5的温度，达到最佳的砂再生效果。
[0024] 本发明工作的时候，旧砂经过所述砂预热室4,将煅烧室5出来的热风与准备热法 再生的旧砂进行热量交换，旧砂通常在15-40° C，经过热量交换，旧砂可以升温到300° C， 这样就节约了旧砂煅烧升温所需的热能消耗，达到节能效果。预热后的旧砂经过采用无级 调频控制的定量加砂器2进入所述煅烧室5,在煅烧室5内，通过有压力的热风与砂形成浮 腾流态并将热量传递给砂粒，在高温下(通常在815° C)砂粒的附着的有机物、无机物、活 性膨润土等杂质进行燃烧、分解和加热，为后续的机械擦洗砂作准备。砂粒本身也在高温下 进行晶体结构重组，可以获得更加稳定的热变形系数，达到砂芯尺寸更加精确的效果。热风 加热旧砂是本发明的核心技术，也叫非直接燃烧法，砂不是直接与燃烧火焰接触，而是与热 风接触，这样可保证对砂加热的温度可控，砂过热燃烧会产生杂质的烧结物覆盖在砂表面， 非常难以去除并影响砂的酸耗值不稳定，是影响再生砂用于冷芯盒制芯工艺的主要因素。 所述空气加热室7采用天然气燃烧方式、天然气的供应和燃烧使用数字控制系统控制加入 量、点火和监视燃烧状态，天然气的供应量受煅烧室5的温度传感器的反馈控制。空气加热 室7和煅烧室5采用金属外形结构和内部耐火材料炉衬制造，实现热量的绝缘。经过煅烧 的旧砂经过所述流砂管6进入预冷却室9,并通过风冷对砂进行流态热交换将高温降到中 温，之后再进入分级冷却器和机械擦磨器，完成粘土砂再生砂的温度和微粉含量的控制。
[0025] 由上述记载可知，使用本发明，具有如下有益效果：
[0026] 籲绿化：装备无二次污染和无排废物，不对环境造成危害，占地小。
[0027] ?环保：旧砂再生和回收利用，减少了资源浪费，解决了铸造排废的环保难题。
[0028] ?降低产品成本：目前铸造厂新砂购置和废砂排放总成本是250元/吨。本装置 生产的再生砂直接成本80元/吨，一般的发动机缸体铸造厂全年可生产81000吨再生砂， 替代新砂节省的成本1377万元。再生砂质量优越于新砂，还会带来提高产品质量，降低其 它成本的效益。
[0029] ?经济效益：
[0030] 1)按照粘土砂再生后回用率75%计算，年可回收再利用旧砂1026万吨，减少新砂 使用量1026万吨，按照每吨新砂全国平均采购价格250元计算，年铸造业可节约新砂成本 25亿元。
[0031] 2)按照15吨/小时处理能力计算，每套智能装备年处理能力10. 8万吨，全国需要 该装备126套，研究开发后按照商品价格每套3000万计算，粘土砂再生装备的新增市场38 亿元。
[0032] 3)按照传统装备运行，每班操作人员2人，年运行时间7200小时，需要工时14400 工时。每套智能再生装备可节约工时14400小时。
[0033] 以上实施例仅仅是对本发明进行说明，而非作限制性的概括，本领域普通技术人 员在本发明的发明构思的指导下，还可以作出很多常规结构上的修改与替换，这些修改与 替换也应当被认为属于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1. 一种粘土砂热法再生机，其特征在于：具有煅烧室以及位于所述煅烧室下方的空气 加热室，所述煅烧室上部设有加砂器，以供旧砂进入所述煅烧室内，所述空气加热室内设有 燃烧器，能够提供带有压力的高温热风，所述煅烧室底部设有与所述空气加热室连通的喷 嘴，以供所述带有压力的高温热风进入所述煅烧室内，使所述煅烧室内的旧砂在浮腾状态 下再生。
2. 根据权利要求1所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：在所述煅烧室上方设有砂 预热室，所述砂预热室设有入砂口以及位于入砂口下方的斜板，所述斜板低位连接所述加 砂器，所述砂预热室内还设有多个纵板，所述多个纵板与所述斜板构成旧砂和热风的热交 换器，所述煅烧室中排出的废热气进入所述砂预热室内的旧砂和热风的热交换器，与旧砂 进行热交换。
3. 根据权利要求2所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：所述煅烧室中排出的废热 气与旧砂进行热交换后，又连通至热风与冷风的热交换器以及除尘器。
4. 根据权利要求3所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：在所述空气加热室下方设 有预冷却室，所述预冷却室中设有具有多个气嘴的隔板，隔板下方的空间连接高压风机的 出风口，隔板上方的空间设有入砂端口与出砂口，所述入砂端口通过流砂管连通到所述煅 烧室的上方一侧。
5. 根据权利要求4所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：所述隔板上方的空间还设 有排气口，所述排气口连通至所述热风与冷风的热交换器以及所述除尘器。
6. 根据权利要求4所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：所述出砂口连接分级冷却 器和机械擦磨器。
7. 根据权利要求1所述的粘土砂热法再生机，其特征在于：所述煅烧室中设有温度传 感器，所述温度传感器、加砂器以及燃烧器均与一个数字控制系统相连。
【文档编号】B22C5/00GK104096794SQ201310119793
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】于彦奇 申请人:于彦奇