[发明专利]覆膜砂热法再生设备及其再生方法

说明书

技术领域

本发明属于能源工程技术领域，具体地说，涉及一种以立式流化床炉为主的覆膜砂热法再生设备及覆膜砂热法再生方法。

背景技术：

我国于20世纪50年代开始研究应用覆膜砂及壳(芯)的铸件工艺，近几年被大量采用。由于我国汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要，以及铸件国际市场的开发，对铸件品质的要求越来越高，覆膜砂的应用得到迅速增长，许多厂家年用量已达到数千吨，研究覆膜砂旧砂的再生回用已具有重大的现实意义，再生不仅能够提高覆膜砂的性能，而且还能节约成本，降低废旧物对环境的污染。目前常用的再生方法为机械再生与热法再生。机械再生的基本原理是利用约3500r/min高速回转轮的砂轮和慢速转动的回转框之间的5-10mm的间隙对旧砂进行磨擦，以达到去除旧砂表面的树脂和对旧砂进行整形的目的，所产生的粉尘则通过通风除尘设备进行处理。热法再生的基本原理是利用旧砂预处理和沸腾式热法再生炉设备，首先对旧砂进行振动破碎和磁分离，然后在沸腾式再生炉中焙烧，出砂后再经保温、冷却、筛分即可回用。经过高温焙烧后的砂子膨胀系数变小，更适用于如汽车发动机缸体、缸盖等复杂薄壁精密的铸铁件以及如集装箱角和火车刹车缓冲器壳体等高要求的铸钢件的生产，因此，热法再生受到越来越多的关注。我国现有的热法再生炉以沸腾式再生炉为主，也有移动床炉，主要以燃气、焦炭或煤的气化气为燃料，虽布置空气预热器但排烟温度高，炉膛侧面出料的再生后砂显热得不到回收，因此，普遍存在热效率低下、炉体寿命短等问题，再生炉没有形成标准化产品；扬尘、未燃尽的酚醛树脂热解物以及二氧化硫等组分的释放，也造成了对环境的二次污染，严重影响了其推广应用前景。

中国专利201110020516.9公开了一种全逆流热交换两段式铸造废砂焙烧炉，具有火焰废气阻断燃烧层，焙烧炉中加集砂斗和换热器，能充分利用废砂中的有机质和碳素在焙烧过程中所产生的热能，节省焙烧过程中的外需能源，有利于环境保护；中国专利201210192336.1公开了一种将废砂焙烧成覆膜砂用材料的工艺，包括：落砂—磁选—破碎—筛分—磁选—焙烧—除尘—冷却—储存，在对破碎磁选后的砂子进行焙烧时，需先将砂子送入预热器预热后再送进焙烧炉内进行焙烧，在预热器内，用于承载砂子的通道呈“阶梯”状，砂子在“阶梯”状通道上呈絮流状态，焙烧之前对砂进行预热，使砂子焙烧均匀，避免了惰性气体的产生，提高了焙烧再生砂的质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种能量利用率高、再生完善、操作简单的节能环保型覆膜砂热法再生设备及覆膜砂热法再生方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种覆膜砂热法再生设备，包括立式流化床炉、加料斗、对喷煤气喷嘴、烟道和排烟管道，所述加料斗设置在立式流化床炉的顶端，所述对喷煤气喷嘴为于立式流化床炉的炉腔中下部,所述立式流化床炉的炉腔通过烟道与排烟管道相连通，所述排烟管道的端部设有引风机；还包括间壁冷却器和空气预热器，所述间壁冷却器设置在所述立式流化床炉的下方，所述间壁冷却器的顶端通过落砂管与立式流化床炉连接；所述立式流化床炉的底部设有布风板，所述布风板的上方、下方分别为燃烧室和风室，所述落砂管的顶部贯通布风板；所述间壁冷却器的上方设有出风口，所述间壁冷却器的底部设有出砂口和进风口，所述进风口与鼓风机相连，所述出风口通过热风管I与空气预热器相连；所述空气预热器由输气管道和输气管道外的腔体组成，所述输气管道的入口与热风管I相连通，所述输气管道的出口通过热风管II与风室相连通，所述烟道通过所述空气预热器的腔体与排烟管道相连。

优选的是：所述烟道、排烟管道与空气预热器的连接处分别设有水冷盘管，所述水冷盘管通过循环水泵与水箱相连。

优选的是：所述立式流化床炉炉腔的顶部设有内固件，所述内固件为三角形或楔形。

优选的是：所述空气预热器的底部设有与腔体相连通的灰斗。

优选的是：所述立式流化床炉侧面设有侧出料口，侧出料口与立式流化床炉之间设有阀门。

优选的是：所述加料斗上设有条形孔板。

优选的是：落砂管与间壁冷却器之间设有流量调节阀。

优选的是：所述对喷煤气喷嘴与炉壁的夹角为20-30°。

优选的是：所述立式流化床炉的横截面为圆形或矩形。

一种热法覆膜砂热法再生方法，步骤为：

(1)启动：先小开度启动鼓风机和引风机，启动对喷煤气喷嘴进行立式流化床炉的烘炉，此时助燃空气为常温，助燃空气依次经过鼓风机、间壁冷却器、热风管一、空气预热器、热风管二进入风室，流过布风板和风帽后助燃；