[发明专利]铸件气动除砂以及砂再生的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对铸件集中进行落砂、除芯和旧砂热法再生铸造流态除砂炉以及流态除砂方法等工序的装置，较典型的可应用于汽车发动机零部件为主的组芯（精密造型）工艺铸造铸铁、蠕铁和铝合金缸体和缸盖以及潮模砂造型和金属型低压工艺铸造铸铁和铝合金缸体和缸盖的落砂、除芯和旧砂再生等工序。

背景技术

目前传统的砂型（包括组芯）铸造工艺都是在砂型浇注金属液后经过冷却后单独进行落砂、除芯和旧砂再生等工序，其中：

落砂——将铸件与型砂和芯砂尽可能的分离，以便后续加速冷却和进行浇冒口的分离。传统通用方法是机械振动，这会产生铸件裂伤、磕碰和大量粉尘，是铸造厂里工作环境最恶劣的工步，现代设计采用机械振动加人驾驶机械手配合完成。

除芯——为了去除铸件内部的芯砂，使铸件内腔清洁。传统的办法是使用机械振动式除芯机、抛丸和人工清理；同样会产生铸件裂伤、磕碰和大量粉尘，也是铸造厂里劳动强度大、工作环境最恶劣的工步。现代设计采用机器人上下料和振动除芯机配合完成。

砂再生——旧砂经过机械或热法再生系统的处理后回用于造型和制芯。传统的工艺方法是有破碎-磁选-机械再生（热法再生）-冷却-分级除尘加上多级输送组成的再生系统完成。根据传统工艺，100%化学粘结剂砂再生后75-85%可回用到造型和制芯，而100%粘土砂再生后90%可回用到造型，不能用于制芯；粘土砂与芯砂混合砂只能再生85%用于型砂或部分生产覆膜砂或20%用于制芯。

在传统的铸造生产工艺的引导下，铸造生产车间都是按工艺顺序进行工艺布置设计、选择各工序专用设备、再进行厂房及公用设施设计。因此设备多、厂房面积大、动力消耗大、排废多、人员多、工作环境差。总之生产投资大，运行成本高，导致铸件生产成本增高，破坏了人文和自然环境。

发明内容

本发明提供一种铸件气动除砂以及砂再生的装置与方法，将落砂、除芯和旧砂再生等工序集中于一个装置进行处理，可实现在封闭的环境下完成三个工序而铸件无伤害，不产生粉尘，无人操作，并能够解决下列技术问题：

1）代替传统的工艺设计和生产方法；

2）减少设备、人力、场地面积的投资，降低生产成本；

3）实现绿色、节能环保、智能化铸造生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种铸件气动除砂以及砂再生的装置，包括炉体，其特征在于：

所述炉体内设有封闭隔板，所述封闭隔板将所述炉体分为上层的流态床室和下层的浮腾压力室，所述封闭隔板上朝所述流态床室设有多个气嘴，使所述流态床室与所述浮腾压力室相互连通；

所述炉体外设有燃烧室，所述燃烧室设有燃气进口、入风口与出风口，所述入风口连通至一号高压风机，所述出风口连通至设于所述流态床室内的多个高温热风喷嘴；所述浮腾压力室连通二号高压风机。

所述的铸件气动除砂以及砂再生的装置，其中：还包括气冷室，所述气冷室中设有具有多个吹气嘴的封闭板，所述封闭板将所述气冷室分为下方的气压室与上方的分级室，所述气压室接三号高压风机，所述分级室与所述流态床室相通，所述分级室侧壁开门连通至出砂口，所述分级室顶部开门通过除尘管道接除尘器。

所述的铸件气动除砂以及砂再生的装置，其中：所述分级室侧壁开门与水冷室相通，所述水冷室中接有水冷盘管，水冷室一侧设有所述出砂口。

所述的铸件气动除砂以及砂再生的装置，其中：在所述除尘管道上设有热交换器，所述热交换器中穿设有余热利用管，所述余热利用管一端连通四号高压风机，另一端连接到余热利用设备。

所述的铸件气动除砂以及砂再生的装置，其中：所述一号高压风机与燃烧室之间的空气管从所述流态床室的上部蛇形穿过，以形成换热结构；所述二号高压风机与浮腾压力室之间的吹气管从所述流态床室的上部蛇形穿过，以形成换热结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：

一种铸件气动除砂以及砂再生的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将完成浇铸的砂型置入流态床室中；

2）燃烧室开始工作，并启动一号高压风机，将燃烧室中产生的高温气体吹向所述砂型，从而将砂型上的砂吹落；通过流态床室内的温度检测控制燃烧室的燃气量，使所述流态床室内的温度控制在600-900摄氏度；

3）启动二号高压风机，将气体吹入所述流态床室中，使所述流态床室内的砂成流态进行均匀加热并向出砂口流动，砂在流态床室停留的时间不少于15分钟。