砂处理工艺设备.ppt

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1、铸造设备及其自动控制,第四讲 砂处理工艺设备,砂处理工艺设备,第一节 湿型砂制备系统 一个完善的砂处理工艺过程包括：旧砂处理，新砂、煤粉、粘土等原材料的处理，型砂的制备等子系统。 一、旧砂的处理 旧砂：经浇注落砂后的砂子 旧砂的特点：高温、有部分砂团、混有铁杂物及芯头、含有一定的灰分 旧砂的处理过程： 落砂-磁选 -破碎 -磁选-筛分-冷却-储存备用,砂处理工艺设备,二、新砂的处理 新砂的特点：水分高，混有杂物 新砂的处理： 原新砂-筛分烘干冷却筛分储存备用 煤粉、粘土等材料一般对外购买，不需自行处理 三、 砂处理工艺流程,砂处理工艺设备,第二节砂处理系统的工艺设备 工艺设备：用于完成某一工艺

2、过程的设备 一、磁分设备 按磁源分：永磁、电磁 永磁分离设备的磁源为永磁块，主要材料为锶铁氧体、铝铁硼材料。 电磁分离设备的磁源为电磁铁，通过螺旋管原理产生磁场。 1、永磁分离滚筒(S95系列) 结构：非磁性筒体；固定磁极座；磁系包角150 工作过程： 使用：用于设备的转卸处，料层厚度一般为4575mm,砂处理工艺设备,2、永磁皮带轮(S97系列) 组成：筒体为非磁性材料不锈钢 磁座为磁性材料低碳钢 磁极和磁座之间采用非磁性螺栓联接 磁极为偶数 工作原理 使用：可做为皮带机的头轮在旧砂输送过程中实现磁选，一般用于第二级磁选，分离厚度为70140mm,砂处理工艺设备,3、带式永磁分离机( S99

3、系列) 组成：平面磁系；环形磁选皮带；来料方向设有档板 使用：和皮带输送机垂直交叉安装，当用于倾斜皮带机上时，皮带机的倾角不大于12。一般用于第一级磁选，分离层厚度为80120mm。,砂处理工艺设备,带式永磁分离机的布置形式,砂处理工艺设备,二、筛分设备 按筛孔尺寸大小将颗粒状物料进行机械分类的方法称为筛分，其相应设备称为筛分设备。 按设备的工作特征分类：摆动筛、振动筛、滚筒筛 （一）滚筒筛 滚筒筛因将其筛网作成了圆筒形、圆锥形或六棱锥形而得名。 1.普通滚筒筛(S41系列) 特点：工作平稳可靠，但安装落差较大。,砂处理工艺设备,2.滚筒破碎筛(S42 系列)组成：托轮式传动装置；破碎用举升板

4、；螺旋输送叶片工作原理：筛分+破碎使用：具有筛分和破碎双重作用，多用于砂处理系统一级筛分破碎,砂处理工艺设备,（二）振动筛砂机 分类：单轴惯性振动筛砂机、双电机驱动的惯性振动筛砂机 1.单轴惯性振动筛的原理(S46系列) 工作原理：惯性振动，其轨迹是近似的圆 使用：多倾斜安装，用作小型砂处理系统,砂处理工艺设备,2.双电机驱动惯性振动筛(S45系列) 振动筛的结构 使用：工作可靠，筛分效率高，并可通过调整激振力调整设备的工作状态，广泛应用于砂处理系统中。,砂处理工艺设备,1.废料槽2.筛体3.振动电机4.筛网5.压木6.筛网张紧装置7.出砂口8.弹簧,砂处理工艺设备,工作原理：双电机同步反向旋

5、转，惯性力在两电机轴线的联线方向上相互抵消，在两电机的轴线的垂线方向上相线叠加，使振动筛产生直线振动 两电机靠同步追逐原理实现同步反向旋转,砂处理工艺设备,三、冷却设备 （一）热砂冷却的工艺基础 1.热砂的危害 当砂温达到49时将影响型砂的紧实率、透气性、湿强度和干强度，当高于60时，加入的水分会立即蒸发 ，很难控制型砂的水分，型砂的性能将无法保障。并且型砂中的水蒸汽会凝结在模型或砂斗壁上，造成型砂挂斗、挂模。 2.热砂冷却的途径 风冷：砂子的热容为920J/Kg，20空气的热容为1300J/m3，不经济，每使1 Kg砂子温度降低1，需用0.7 m3的空气温度升高1，很不经济，并且效果不佳 增

6、湿冷却：20水的蒸发潜热为2.45106J/Kg，每蒸发1%的水分可使砂子降低26.6，经济，效果好。,砂处理工艺设备,3.热砂汽化增湿冷却的条件： 1）水和砂子充分接触并分布均匀 2）蒸发出的水蒸汽应迅速排走 （二）热砂冷却设备 按工作特征分类：双盘搅拌冷却机、沸腾冷却机、冷却提升机 1.双盘搅拌冷却机(S83系列) 组成：变截面风箱；转向相反的十字头；重锤控制的出砂门 工作原理：汽化冷却及对流换热,特点： 工作可靠，冷却效果好 此工艺过程中加入新砂，可对砂子起到冷却和预混的作用。,砂处理工艺设备,2.振动沸腾冷却装置 (S86系列) 1）流化床(沸腾床)的概念 气体通过固体颗粒流动，使固体

7、颗粒呈现出类似于液体的状态。 固定床 预流化床流化床,砂处理工艺设备,2）振动沸腾冷却床（S86系列） 原理：汽化冷却及对流换热,砂处理工艺设备,3.冷却提升机(S87系列) 组成 工作原理：汽化冷却及对流换热 工作过程：通过调节挡料板调节返回物料的量，调节冷却效果 特点： 具有提升和冷却双重作用 对旧砂有一定的再生作用 旧砂在机内停留时间短，和空气作用不充分，冷却效果差,砂处理工艺设备,四、破碎设备 落砂后的旧砂中含有一定数量的砂团，需要将这部分砂团破碎以提高砂子的回用率。 1、片击式破碎机(S37系列) 工作原理：利用对砂团的冲击、切割作用实现破碎。,1.电动机2.三角皮带3.机壳4.转盘

8、 5.叶片6.销轴7.传动轴,砂处理工艺设备,2、反击式破碎机(S38系列) 工作原理： 利用板锤和反击板对砂团的冲击作用实现破碎,1.转子2.板锤3、4.反击板5.固定筛板,砂处理工艺设备,五、烘干设备 除去砂子中的水分 三回程烘干滚筒(S62系列) 工作原理：利用对流换热及热传导实现烘干 特点： 热交换形式多，即有对流换热又有热传导 热交换时间长，整个过程约45min 热效率高,第四章 砂处理生产线,砂处理工艺设备,砂处理工艺设备,六、混砂设备 机械化砂处理是以混砂机为核心的型砂制备与处理系统，型砂质量除与原材料的性能有关外，混砂是影响型砂质量的关健因素。 分类：按工作性质分：间歇式、连续

9、式 按混砂机构的特征分：碾轮式、转子式、碾轮转子式、摆轮式 （一）碾轮式混砂机(S11系列),砂处理工艺设备,1.碾轮式混砂机的工作原理,砂处理工艺设备,通过碾轮对造型材料的碾压、搓揉以及刮砂板的搅拌作用达到混砂的目的。 2.强化碾轮式混砂机混砂过程的措施 强化混砂过程的途径：增加碾压力、增加碾压次数、增加砂粒之间的相对运动。 采取的措施：提高混砂机的主轴转速；增加碾压力；增强对型砂的搅拌作用 3.弹簧加减压装置 工作原理：将弹簧力施加到碾轮上，在不增加碾轮质量的前提下，增加碾轮的碾压力,砂处理工艺设备,弹簧加压装置的特点： 在保持一定碾压力的情况下减轻了碾轮的质量，从而可以提高主轴转速。 碾

10、压力可随着混砂过程以及混砂机中物料的多少而自行调节，随混碾时间的延长，型砂强度提高，砂层变厚，碾轮上抬，弹簧加压，碾压力增加，当卸料时，随砂层变薄，碾轮下降，碾压力减小。,砂处理工艺设备,弹簧加压装置的结构,砂处理工艺设备,4.碾轮式混砂机的结构,砂处理工艺设备,混砂机的结构特点： 灰绿岩铸石底板 弹簧式加压装置 抽屉式卸砂门 带有松砂棒的碾轮 带快速取样器 带回转接头的加水器,砂处理工艺设备,带壁刮板 内刮板 工作特点：间歇式工作 应用：混砂质量好，可用于各种类型粘土砂的混制，有时也用于水玻璃砂、合脂砂的混制。 生产中应避免负载起动。,砂处理工艺设备,（二）双碾轮连续式混砂机(S17系列),

11、砂处理工艺设备,工作原理：同碾轮式混砂机 特点：连续混砂，生产率高 可通过调整卸砂门调整物料的混碾时间 要求回用砂的质量要稳定均匀 主要为单一型砂的造型线混制型砂 在所有的混砂机中，碾轮式混砂机的混砂质量最高，但其型砂的松散性较差。 （三）碾轮转子式混砂机(S13系列) 混砂机构：碾轮+松砂转子 工作原理： 利用碾轮对型砂的碾压、搓揉和拖抹作用以及转子对型砂的强烈的剪切、冲击、混合作用实现混砂,砂处理工艺设备,碾轮转子式混砂机,砂处理工艺设备,和碾轮式混砂机相比： 增加了中刮板； 将一个碾轮换成了松砂转子（松砂转子由行星齿轮传动） 特点： 保留了碾轮混砂的优点，混砂质量好。 由于混砂转子的存在

12、，强化了对型砂的搅拌作用，提高了工作效率，混砂周期短。 其混制的型砂松散性要好于碾轮式混砂机，但强度略低,砂处理工艺设备,（四）摆轮式混砂机(S12系列) 组成：转盘、摆轮、刮板 工作原理：摆轮对砂子的碾压作用+刮板对砂子的搅拌作用,砂处理工艺设备,（五）转子式混砂机 按底盘是否转动分：固定底盘、转动底盘 按转子轴线是否转动又分为：固定转子、行星转子 1.逆流转子式混砂机(德国Eirich公司产品，属高速转子混砂机) 底盘以610r/min的转速顺时针方向回转，刮砂器以2440r/min 转速逆时针方向转动，混砂转子以600r/min左右的转速逆时针方向转动,混砂原理：利用逆流转子对型砂的冲击

13、、剪切以及砂子之间的摩擦作用混砂。 特点：混砂速度快，生产率高，如在卸砂口装上圆盘给料机可布置成连续式混砂机，但其消耗功率大,砂处理工艺设备,2.低速转动刮板式混砂机 （BMD公司的CM混砂机 属低速混砂机 刮板转速在1324r/min,砂处理工艺设备,3. 转子式混砂机(S14系列) 工作原理： 低速回转的主轴带动刮板推动物料成为峰谷起伏的环流，为转子供料。中速回转的转子对型砂进行冲击、剪切。正是利用砂子间的碰撞、剪切、摩 擦作用达到混砂目的。 特点：一次加料量大，混砂周期短，结构简单，但型砂的质量比碾轮式混砂机稍差。,砂处理工艺设备,砂处理工艺设备,六、混砂过程的水分调节 1.利用紧实率调

14、节混砂机的加水量 紧实率和型砂的水分之间存在着固定的关系，可利用这种关系实现水分控制。 工作原理：型砂经取样器从混砂机中取出，然后经松散后由振动给料机送入槽轮，经槽轮和压料轮压实，在此过程中，因型砂的紧实率不同，压实轮上抬的距离不同，而发出电信号控制加水量,砂处理工艺设备,加水过程的控制 加水过程分为基本加水、粗加水和精加水 先加基本水，其量略低于应加水量的下限，这时紧实率低，传感器发出信号，使粗加水和精加水阀同时开启，待测出坚实率值接近设定的紧实率值时，粗加水阀关闭，最后由精加水阀补充少量的水，直到要求的紧实率。,砂处理工艺设备,2.利用测湿、测温实现自动加水,砂处理工艺设备,3.型砂的在线

15、自动检测 1）转台式型砂型砂在线自动检测 当制备好的型砂在带式输送机上输送时，取样气缸带动取样器下降取样并提升，推样气缸将砂子推入松砂装置，经松砂后加入样筒，在转台转动过程中将样筒中多余的砂子刮除，样筒转至第二工位测紧实率，转至第三工位测抗剪强度及剪切极限变形量，至第四工位，将样筒清理干净以准备进入下一循环。,1.取样气缸2.推样气缸3.松砂装置 4.加砂工位5.取样器6.转台驱动装置 7.转台8.抗剪强度测定工位 9.紧实率测定工位,a）原始位置b）加砂c）测定紧实率d）测定强度并推出砂样 1混砂机2取样门气缸3测定紧实率气缸4测定湿压强度及推出砂样气缸 5底板移动气缸6砂样筒移动气缸7标准砂样筒8底板9刮砂板,2）往复式型砂性能在线检测仪原理,思考题,说明常用永磁分离设备的特点及应用场合。 说明汽化增湿冷却的条件及工作原理。 说明双电机驱动的直线振动筛的直线振动原理。 说明弹簧加压装置的工作原理。 说明碾轮式混砂机的工作理。 说明转子式混砂机的工作原理。,