第四講-砂處理工藝設備課件

鑄造設備及其自動控制1

第四講砂處理工藝設備2砂處理工藝設備第一節(jié)濕型砂制備系統(tǒng)

一個完善的砂處理工藝過程包括：舊砂處理，新砂、煤粉、粘土等原材料的處理，型砂的制備等子系統(tǒng)。一、舊砂的處理舊砂：經澆注落砂后的砂子

舊砂的特點：高溫、有部分砂團、混有鐵雜物及芯頭、含有一定的灰分舊砂的處理過程：落砂---磁選Ⅰ--破碎Ⅰ---磁選Ⅱ---篩分---冷卻----儲存?zhèn)溆?砂處理工藝設備二、新砂的處理

新砂的特點：水分高，混有雜物

新砂的處理：原新砂---篩分—烘干—冷卻—篩分—儲存?zhèn)溆妹悍?、粘土等材料一般對外購買，不需自行處理三、砂處理工藝流程4砂處理工藝設備第二節(jié)砂處理系統(tǒng)的工藝設備工藝設備：用于完成某一工藝過程的設備一、磁分設備按磁源分：永磁、電磁永磁分離設備的磁源為永磁塊，主要材料為鍶鐵氧體、鋁鐵硼材料。電磁分離設備的磁源為電磁鐵，通過螺旋管原理產生磁場。1、永磁分離滾筒(S95系列)

結構：非磁性筒體；固定磁極座；磁系包角150°工作過程：使用：用于設備的轉卸處，料層厚度一般為45~75mm5砂處理工藝設備2、永磁皮帶輪(S97系列)組成：筒體為非磁性材料—不銹鋼磁座為磁性材料—低碳鋼磁極和磁座之間采用非磁性螺栓聯(lián)接磁極為偶數(shù)工作原理使用：可做為皮帶機的頭輪在舊砂輸送過程中實現(xiàn)磁選，一般用于第二級磁選，分離厚度為70~140mm6砂處理工藝設備3、帶式永磁分離機(S99系列)組成：平面磁系；環(huán)形磁選皮帶；來料方向設有檔板使用：和皮帶輸送機垂直交叉安裝，當用于傾斜皮帶機上時，皮帶機的傾角不大于12°。一般用于第一級磁選，分離層厚度為80~120mm。7砂處理工藝設備帶式永磁分離機的布置形式8砂處理工藝設備二、篩分設備

按篩孔尺寸大小將顆粒狀物料進行機械分類的方法稱為篩分，其相應設備稱為篩分設備。按設備的工作特征分類：擺動篩、振動篩、滾筒篩（一）滾筒篩

滾筒篩因將其篩網(wǎng)作成了圓筒形、圓錐形或六棱錐形而得名。1.普通滾筒篩(S41系列)特點：工作平穩(wěn)可靠，但安裝落差較大。9砂處理工藝設備102.滾筒破碎篩(S42系列)

組成：托輪式傳動裝置；破碎用舉升板；螺旋輸送葉片

工作原理：篩分+破碎

使用：具有篩分和破碎雙重作用，多用于砂處理系統(tǒng)一級篩分破碎

11砂處理工藝設備（二）振動篩砂機分類：單軸慣性振動篩砂機、雙電機驅動的慣性振動篩砂機1.單軸慣性振動篩的原理(S46系列)工作原理：慣性振動，其軌跡是近似的圓使用：多傾斜安裝，用作小型砂處理系統(tǒng)12砂處理工藝設備2.雙電機驅動慣性振動篩(S45系列)振動篩的結構使用：工作可靠，篩分效率高，并可通過調整激振力調整設備的工作狀態(tài)，廣泛應用于砂處理系統(tǒng)中。13砂處理工藝設備1.廢料槽2.篩體3.振動電機4.篩網(wǎng)5.壓木6.篩網(wǎng)張緊裝置7.出砂口8.彈簧14砂處理工藝設備工作原理：雙電機同步反向旋轉，慣性力在兩電機軸線的聯(lián)線方向上相互抵消，在兩電機的軸線的垂線方向上相線疊加，使振動篩產生直線振動兩電機靠同步追逐原理實現(xiàn)同步反向旋轉15砂處理工藝設備三、冷卻設備（一）熱砂冷卻的工藝基礎1.熱砂的危害

當砂溫達到49℃時將影響型砂的緊實率、透氣性、濕強度和干強度，當高于60℃時，加入的水分會立即蒸發(fā)，很難控制型砂的水分，型砂的性能將無法保障。并且型砂中的水蒸汽會凝結在模型或砂斗壁上，造成型砂掛斗、掛模。2.熱砂冷卻的途徑風冷：砂子的熱容為920J/Kg，20℃空氣的熱容為1300J/m3℃，不經濟，每使1Kg砂子溫度降低1℃，需用0.7m3的空氣溫度升高1℃，很不經濟，并且效果不佳增濕冷卻：20℃水的蒸發(fā)潛熱為2.45×106J/Kg，每蒸發(fā)1%的水分可使砂子降低26.6℃，經濟，效果好。16砂處理

工藝設備3.熱砂汽化增濕冷卻的條件：1）水和砂子充分接觸并分布均勻2）蒸發(fā)出的水蒸汽應迅速排走（二）熱砂冷卻設備按工作特征分類：雙盤攪拌冷卻機、沸騰冷卻機、冷卻提升機1.雙盤攪拌冷卻機(S83系列)組成：變截面風箱；轉向相反的十字頭；重錘控制的出砂門工作原理：汽化冷卻及對流換熱17特點：●工作可靠，冷卻效果好●此工藝過程中加入新砂，可對砂子起到冷卻和預混的作用。18砂處理工藝設備2.振動沸騰冷卻裝置(S86系列)1）流化床(沸騰床)的概念

氣體通過固體顆粒流動，使固體顆粒呈現(xiàn)出類似于液體的狀態(tài)?！窆潭ù病耦A流化床●流化床19砂處理工藝設備2）振動沸騰冷卻床（S86系列）原理：汽化冷卻及對流換熱20砂處理

工藝設備3.冷卻提升機(S87系列)組成工作原理：汽化冷卻及對流 換熱工作過程：通過調節(jié)擋料板 調節(jié)返回物料的量， 調節(jié)冷卻效果特點：●具有提升和冷卻雙重作用●對舊砂有一定的再生作用●舊砂在機內停留時間短，和空氣作用不充分，冷卻效果差21砂處理工藝設備四、破碎設備

落砂后的舊砂中含有一定數(shù)量的砂團，需要將這部分砂團破碎以提高砂子的回用率。1、片擊式破碎機(S37系列)工作原理：利用對砂團的沖擊、切割作用實現(xiàn)破碎。1.電動機2.三角皮帶3.機殼4.轉盤5.葉片6.銷軸7.傳動軸22砂處理工藝設備2、反擊式破碎機(S38系列)工作原理：

利用板錘和反擊板對砂團的沖擊作用實現(xiàn)破碎1.轉子2.板錘3、4.反擊板5.固定篩板23砂處理工藝設備五、烘干設備

除去砂子中的水分三回程烘干滾筒(S62系列)工作原理：利用對流換熱及熱傳導實現(xiàn)烘干特點：熱交換形式多，即有對流換熱又有熱傳導熱交換時間長，整個過程約4~5min熱效率高24第四章砂處理生產線25砂處理工藝設備26砂處理工藝設備六、混砂設備

機械化砂處理是以混砂機為核心的型砂制備與處理系統(tǒng)，型砂質量除與原材料的性能有關外，混砂是影響型砂質量的關健因素。分類：按工作性質分：間歇式、連續(xù)式

按混砂機構的特征分：碾輪式、轉子式、碾輪轉子式、擺輪式（一）碾輪式混砂機(S11系列)27砂處理工藝設備1.碾輪式混砂機的工作原理28砂處理工藝設備通過碾輪對造型材料的碾壓、搓揉以及刮砂板的攪拌作用達到混砂的目的。2.強化碾輪式混砂機混砂過程的措施●強化混砂過程的途徑：增加碾壓力、增加碾壓次數(shù)、增加砂粒之間的相對運動?！癫扇〉拇胧禾岣呋焐皺C的主軸轉速；增加碾壓力；增強對型砂的攪拌作用3.彈簧加減壓裝置工作原理：將彈簧力施加到碾輪上，在不增加碾輪質量的前提下，增加碾輪的碾壓力29砂處理工藝設備彈簧加壓裝置的特點：

●在保持一定碾壓力的情況下減輕了碾輪的質量，從而可以提高主軸轉速?！衲雺毫呻S著混砂過程以及混砂機中物料的多少而自行調節(jié)，隨混碾時間的延長，型砂強度提高，砂層變厚，碾輪上抬，彈簧加壓，碾壓力增加，當卸料時，隨砂層變薄，碾輪下降，碾壓力減小。30砂處理工藝設備彈簧加壓裝置的結構31砂處理工藝設備4.碾輪式混砂機的結構32砂處理工藝設備混砂機的結構特點：灰綠巖鑄石底板彈簧式加壓裝置抽屜式卸砂門帶有松砂棒的碾輪帶快速取樣器帶回轉接頭的加水器33砂處理

工藝設備帶壁刮板內刮板工作特點：間歇式工作應用：混砂質量好，可用于各種類型粘土砂的混制，有時也用于水玻璃砂、合脂砂的混制。

生產中應避免負載起動。34砂處理工藝設備（二）雙碾輪連續(xù)式混砂機(S17系列)35砂處理工藝設備工作原理：同碾輪式混砂機特點：①連續(xù)混砂，生產率高②可通過調整卸砂門調整物料的混碾時間③要求回用砂的質量要穩(wěn)定均勻④主要為單一型砂的造型線混制型砂

在所有的混砂機中，碾輪式混砂機的混砂質量最高，但其型砂的松散性較差。（三）碾輪轉子式混砂機(S13系列)混砂機構：碾輪+松砂轉子工作原理：

利用碾輪對型砂的碾壓、搓揉和拖抹作用以及轉子對型砂的強烈的剪切、沖擊、混合作用實現(xiàn)混砂36砂處理工藝設備碾輪轉子式混砂機37砂處理

工藝設備和碾輪式混砂機相比：增加了中刮板；將一個碾輪換成了松砂轉子（松砂轉子由行星齒輪傳動）特點：①保留了碾輪混砂的優(yōu)點，混砂質量好。②由于混砂轉子的存在，強化了對型砂的攪拌作用，提高了工作效率，混砂周期短。③其混制的型砂松散性要好于碾輪式混砂機，但強度略低38砂處理工藝設備（四）擺輪式混砂機(S12系列)組成：轉盤、擺輪、刮板工作原理：擺輪對砂子的碾壓作用+刮板對砂子的攪拌作用39砂處理工藝設備（五）轉子式混砂機按底盤是否轉動分：固定底盤、 轉動底盤按轉子軸線是否轉動又分為：固定轉子、行星轉子1.逆流轉子式混砂機(德國Eirich公司產品，屬高速轉子混砂機)

底盤以6~10r/min的轉速順時針方向回轉，刮砂器以24~40r/min轉速逆時針方向轉動，混砂轉子以600r/min左右的轉速逆時針方向轉動40混砂原理：利用逆流轉子對型砂的沖擊、剪切以及砂子之間的摩擦作用混砂。特點：混砂速度快，生產率高，如在卸砂口裝上圓盤給料機可布置成連續(xù)式混砂機，但其消耗功率大砂處理

工藝設備412.低速轉動刮板式混砂機（BMD公司的CM混砂機屬低速混砂機刮板轉速在13～24r/min42砂處理工藝設備3.轉子式混砂機(S14系列)工作原理：

低速回轉的主軸帶動刮板推動物料成為峰谷起伏的環(huán)流，為轉子供料。中速回轉的轉子對型砂進行沖擊、剪切。正是利用砂子間的碰撞、剪切、摩擦作用達到混砂目的。特點：一次加料量大，混砂周期短，結構簡單，但型砂的質量比碾輪式混砂機稍差。4344砂處理

工藝設備45砂處理工藝設備六、混砂過程的水分調節(jié)1.利用緊實率調節(jié)混砂機的加水量

緊實率和型砂的水分之間存在著固定的關系，可利用這種關系實現(xiàn)水分控制。工作原理：型砂經取樣器從混砂機中取出，然后經松散后由振動給料機送入槽輪，經槽輪和壓料輪壓實，在此過程中，因型砂的緊實率不同，壓實輪上抬的距離不同，而發(fā)出電信號控制加水量46砂處理工藝設備加水過程的控制加水過程分為基本加水、粗加水和精加水先加基本水，其量略低于應加水量的下限，這時緊實率低，傳感器發(fā)出信號，使粗加水和精加水閥同時開啟，待測出堅實率值接近設定的緊實率值時，粗加水閥關閉，最后由精加水閥補充少量的水，直到要求的緊實率。47砂處理工藝設備2.利用測濕、測溫實現(xiàn)自動加水48砂處理

工藝設備3.型砂的在線自動檢測1）轉臺式型砂型砂在線自動檢測當制備好的型砂在帶式輸送機上輸送時，取樣氣缸帶動取樣器下降取樣并提升，推樣氣缸將砂子推入松砂裝置，經松砂后加入樣筒，在轉臺轉動過程中將樣筒中多余的砂子刮除，樣筒轉至第二工位測緊實率，轉至第三工位測抗剪強度及剪切極限變形量，至第四工位，將樣筒清理干凈以準備進入下一循環(huán)。1.取樣氣缸2.推樣氣缸3.松砂裝置4.加砂工位5.取樣器6.轉臺驅動裝置7.轉臺8.抗剪強度測定工位9.緊實率測定工位

49a）原始位置b）加砂c）測定緊實率d）測定強度并推出砂樣1－混砂機2－取樣門氣缸3－測定緊實率氣缸4－測定濕壓強度及推出砂樣氣缸5－底板移動氣缸6－砂樣筒移動氣缸7－標準砂樣筒8－底板9－刮砂板2）往復式型砂性能在線檢測儀原理50經