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技术文章

新砂的处理和制备
 新砂的处理和制备、旧砂处理设备、型砂处理设备 、砂处理系统的运输及辅助设备
1 砂处理设备 旧砂处理， 旧砂经浇铸后会被烧 包括新砂和粘结 原材料处理， ? 完整的砂处理流程 结成团块，需破碎； 剂以及辅料。新 型砂的制备 旧砂中存在铁钉、浇 砂处理主要进行 及处理。 ? 旧砂处理任务 口、芯骨等需筛分； 筛分和烘干。 旧砂表面有一层粘结 ? 原材料处理 膜，使用前必须清理 各种物料放入混砂机 掉；冷却。 进行碾压而成。 ? 型砂和芯砂制备 新旧砂处理设备滚筒烘干炉和振动沸腾装置 烘干设备 砂 处 理 设 备 磁分设备 筛分设备 旧砂冷却 旧砂再生磁分离滚筒，磁分离皮带轮 滚筒筛砂机，滚筒破碎筛， 振动筛 冷却提升机，双盘搅拌冷却 机 机械法再生，气力再生 5.1 型砂的性能 新砂处理设备 ? 湿型砂中回用砂占90%左右 ? 湿型铸件质量在很大程度上决定于湿型 砂性能的均匀性和稳定性 ? 湿型砂由硅砂、膨润土、水和一些附加 材料按一定比例制成的混合物 ? 严格控制砂中水分 热气流烘干 ? 砂的烘干和气力输送结合，在吸送式气 力输送机中，用400-500℃的热空气。砂 粒悬浮前，与热空气进行热量交换，同 时带走砂粒中的水分。 ? 设备和气力输送机基本相同，多了一个 加热装置。 2-2 新旧砂处理设备（一）烘干设备 振动沸腾 烘干装置 流态化：气体通过固体 颗粒流动，使固体颗粒 呈现出类似流体状态 5.1.1 新砂烘干设备烘干设备 三滚筒烘炉 组成 燃烧炉和烘干炉两 部分。 三滚筒套装组成， 结构紧凑，热能利 用率高 5.1.2 湿型砂的制备工艺 ? 型砂的混制——机械力碾压力、冲击力、 剪切力。水是另一个关键因素 ? 紧实率测定——紧实率用于判断型砂的 干湿程度。1%水会影响3%。 ? 加料顺序——加砂+50%以上水+膨润土、 煤粉等 ? 砂处理系统——水分的调整可以从落砂 开始，*终在混砂机中调节即可 2-2 新旧砂处理设备永磁分离滚筒 磁分设备 永磁带轮 带式永磁分离机 永磁分离滚筒磁极固定在磁轭 上，安装在固定轴上。 回用砂流入图左边溜 槽内，磁性物质被固 定磁系吸住，由转动 的滚筒和胶棱带至右 侧溜槽 永磁皮带轮永磁带轮作为带式输 送机的传动滚筒，在 转卸、输送回用砂的 同时进行磁分离工作。 带轮中磁极间隔安置， 滚筒体用非磁性物质 制成，防止磁短路。 带式永磁分离机 设备简单，用在输送带上方，对输送过程中 的物料进行磁分。布置方式有：垂直布置，平行 布置。 5.2.2 滚筒筛砂机 工作平稳，但是效率不是 很高。机构庞大，进出料 有大的落差，不易布置。 筛分设备 滚筒破碎筛具有对旧砂进行破 碎和筛分双重功能。 由内外两层并联在 一起，结构紧凑。 适合含水不高的旧 砂。 振动筛 振动筛的震动频率高，在 筛面上容易形成大颗粒在 上，小颗粒在下的离析现 象，非常有利于筛分，效 率高，筛网不易堵塞 5.2.3 旧砂冷却设备冷却提升机 兼备冷却和提升，对 砂处理设备布局有利； 砂子在上升过程中与 冷空气对流热交换时 间段，效果不是很理 想。 双盘搅拌冷却机具有增湿、冷却和预混的三 重功能； 冷却效果取决于卸料量和搅 拌时间 振动沸腾冷却装置 气体通过固体颗粒流动， 使固体颗粒呈现出类似 于流体状态——流态化 5.3 型砂处理垂直碾轮式 碾轮式 混砂机分类 （工作机构） 转子式 摆轮式 按照工作方式分为：间歇式和连续式 倾斜碾轮式 带附加压力碾轮式 转子式 碾轮转子式 5-3 混砂机和松砂机混砂机工作原理在固定不动机盆内，垂直 中轴上固定十字头，碾轮 和刮板固定在十字头上。 中轴旋转时，带动碾轮转 动刮板旋转。碾轮转动对 和型砂进行碾压和揉搓； 刮板负责翻铲和搅拌。 碾压原理碾压轮绕其自身轴线滚动时，碾 碾压轮绕其自身轴线滚动时， 轮的压力作用使物料产生塑性变 碾轮上各点转动角速度相同， 形。碾轮上各点转动角速度相同， 但是相邻��点速度垂直分量不同， 但是相邻两点速度垂直分量不同， 砂粒之间产生位移移动， 砂粒之间产生位移移动，从而使 粘结剂包裹砂粒。 粘结剂包裹砂粒。 碾轮绕中轴运动时， 碾轮绕中轴运动时，碾轮会同 时给物料一个向前和向后的滑动。 时给物料一个向前和向后的滑动。 于是碾轮下方的物料产生塑性扭 转变形。 转变形。 弹簧加压弹簧加压 提高混砂效果的途径 增加混砂转子 弹簧加压优点：在相同碾压力下，碾轮的重量可大 为降低，减少碾轮离心惯性力，从而提高主轴转速； 弹簧碾压力随加沙量而改变，能适应各种工艺要求。 增加沙量则提高碾压力，卸料时，沙层变薄，碾压 力随之降低；型砂中如果遇到硬物，碾轮会向上反 弹，减少过量的冲击。 弹簧加压弹簧加压优点： 1、可以在保持一定碾压 条件下，减轻碾轮自重， 从而适当增加碾轮宽度， 扩大碾压面积；也可提 高主轴转速。 2、碾压力随砂层厚度自 动变化；设计既复合混 砂要求，同时减少功率 消耗和刮板磨损。 碾轮转子混砂机混砂主要机构：碾轮、转子 混砂主要机构 和刮板 转子增强了对型砂的搅拌和 松散作用，混制出型砂松散、 流动性好和透气性好。 不适合粘度大，水分高的型 砂 双碾盘连续式混砂机 实现连续工作 转子式混砂机原理：高速转动的混砂转 原理 子迎着砂流方向，对型砂 实施冲击力，使砂粒间彼 此产生碰撞、混合，使粘 土团破碎分散；旋转叶片 对砂层施以剪切力，砂粒 间相互摩擦，将各种成分 快速混合均匀。 地盘固定式 转子混砂机 地盘转动式 逆流式混砂机工作原理：底盘和围圈 工作原理 转动，混砂机顶盖则固 定不动；顶盖是安装倾 角各异的刮板，转子上 也装许多叶片。转子不 随主轴旋转。 特点： 特点：自重轻，便于安装；砂层厚度高，生产效率高； 型砂松散不结块；混砂周期 短。 行星转子式混砂机原理：底盘固定不动， 原理：底盘固定不动， 转子通过主轴上的皮 带轮带动。 带轮带动。在工作过 程中， 程中，转子绕主轴旋 转，同时自身高速旋 转。 特点：结构简单， 特点：结构简单，混 砂质量较好。 砂质量较好。 对流式混砂机 对流底盘固定，主轴上装有 三个转动方向彼此相反 的套筒。套筒上安装形 状不同的刮板。刮板绝 对速度不大，但是相对 速度大。混出的砂松散， 透气性好。 主轴结构复杂 摆轮式混砂机工作原理：主轴上固定 工作原理 一转盘，在转盘上又有 两轴，轴上水平安装两 个摆轮。两个倾角不同 的刮板负责将型砂抛向 摆轮的碾压区（摆轮与 围圈之间）。摆轮旋转 将型砂碾压到围圈。型 砂受到强烈的混合、摩 擦和搅拌。 混砂机和松砂机主要工作部件：电机、 主要工作部件 减速器、转盘、摆轮、 料斗、卸料门等 特点：混砂效果较碾 特点 轮式要差，主要用于 单一型砂，通用性差。 2-3 混砂机和松砂机双碾盘连续 混砂机 组成:两个规格相同，但 组成 是旋转方向相反的单碾 盘碾轮式混砂机。 特点：生产效率高，混砂 特点 质量好。 树脂砂混砂机 树脂砂混砂机特点：混砂时间短， 防止硬化；卸料干净，尽量不粘 结机构；混砂过程升温小。 双槽螺旋叶片混砂器 5.3.2 松砂机松砂混砂机混制好的型砂在放置一段时间后，有 结块现象。在造型前必须进行一次松砂， 消除团块，提高型砂的流动性、透气性和 可塑性。机械化砂处理系统中，常见双轮 松砂机。 5.3.2 松砂机原理 利用高速旋转的构件对型砂进行切割、 敲打和抛出。 5.4 砂处理系统的输送设备带式输送机 斗式提升机 砂处理系统 中运输设备 螺旋输送机 振动输送机 鳞板输送机 气力输送机 5.4.1 带式输送机*常用的一种输送旧砂和 型砂设备。 型砂设备。可以运送多种材 结构简单，输送能力强， 料，结构简单，输送能力强， 输送距离长， 输送距离长，且运行过程中 可以进行松砂、增湿、 可以进行松砂、增湿、磁分 等工序。 等工序。 机构主要组成： 机构主要组成 电机、减速器、皮带、托辊、传动滚筒、下料挡板等 带式输送机的布置形式带式输送机优点：可以运送多种物料；输送能力大， 结构简单，便于维修；输送距离大；可以多点卸料； 可以在输送线上添加各种设备。 缺点： 爬坡能力差，用其提升物料将会占用很大面 积，需要很多支架，难于密封，容易造成污染。 常见的布置方式如图5.16所示 斗式提升机特点： 垂直运行的带式 输送机。料斗固 定在胶带上，占 地面积小，提升 高度高等特点广 泛用于新旧砂提 升。 斗式提升机 ? 运送物料应该干燥、松散，如提升回用 砂一定要经过磁选、破碎和冷却处理， 再均匀地送入加料溜槽。 ? 应该有多个料斗接料，加料溜槽与水平 夹角应大于60° ? 按料斗容积的60%计算回用砂的提升量 ? 斗式提升机顶部应设置通风除尘装置， 随即将热气和粉尘排出 螺旋输送机主要工作部件：电机、联 轴器、轴、轴承、螺旋、 槽体等 振动输送机 利用槽体的定向振动，将其上面物料不断抛起并向前运送。 槽体用钢板制成，常用于输送落料后的热砂。输送距离一般为 10-50m。 有弹性连杆式和振动电机两种 气力输送装置利用空气流的动压力使物料在密闭管道内进行输送的设 备。优点：粉尘少；结构简单，管道可以任意布置；输送旧 砂可以除去一部分灰尘。缺点：输送能力低，且不很稳定， 容易产生堵塞和磨损。 5.4.2 料斗贮料斗 料斗 中间斗 用于调节工序间物料不平衡， 例如在集中卸料设备和连续 运输设备之间，或者在需要 稳定而均匀供料设备之前。 中间料斗的出料口一定要安 装给料机 用于贮存新砂、回用砂、型 砂、废砂，以及粘土和煤粉 给料机振动给料机 给料设备 圆盘给料机 带式给料机 振动给料机 一般用于中型料斗，向下10°到15°安装。 振动频率高、振幅小、槽体刚度大等特点 目前有惯性给料机和电磁振动给料机两种。 带式给料机用在有矩形出口的大型 料斗下面，胶带宽度比 出口宽度每边多100 mm，胶带距出口下缘 为100-200mm，方便物 料流下。 胶带用密集布置的托锟托起，承受物料的巨大 压力，并且速度较低。 圆盘给料机 用过转速和3的高低可以控制给料量，广泛用于流动 性好的粉体给料 5.4.3 定量器 杠杆式称量斗 定量设备 电子称量斗 粉料压送及称量装置 杠杆式称量斗通过几级杠杆逐步 将物料重量缩小后， 传递给重量指示器， 直接显示物料重信 号。 特点： 连续称量多种物料， 配比灵活；称量准 确，适合为混砂机 定量配料。 电子称量斗 电阻式拉力传感器承受载荷时，电阻发生变化而输出一直流 信号，信号转换成物料重力值。电子称量斗输出的信号为电 信号，便于接入控制系统，实现自动化。 主要用于大型混砂机 粉料称量及压送装置称量和压送相结合。膨润土 和煤粉经过螺旋给料器送入 发送罐中，待达到预定量时， 荷重传感器发出电信号，停 止螺旋给料。当混砂机控制 系统发出给料命令时，发送 罐上部蝶阀关闭，输送罐中 通入高压气体，将粉料压入 砂流中。 5.4.4 检测装置砂处理工艺过程的检测主要包括回用砂检测、型砂 检测和砂型质量检测 回用砂检测 混砂过程中水分测定 型砂主要性能的在线检测 紧实率法和电测法 
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