铸造车间实习——砂处理篇

第三篇砂处理、制芯

一、砂处理系统

砂处理系统由回砂系统、配料系统、混砂系统、供砂系统四个系统组成。各个系统独立、相互紧密联系形成完成的砂处理系统，确保东久线用砂的正常秩序。

1、回砂系统

（1）当造型机砂型浇铸完成后，砂型通过爬坡振动输送槽进入回砂系统中的振动输送式落砂机中，开始旧砂的回收利用。

（2）在振动输送式落砂机上铸件与砂子分离。

（3）在旧砂中加水进行第一次降温增水处理。

（4）旧砂经磁选将掺杂的碎铁吸出后，由斗提机送到精细六角筛，在精细六角筛内将砂中大砂块或砂芯筛出。

（5）筛好的旧砂经皮带机送至沸腾冷却床，并在振动沸腾冷却床前加水(冬季除外)，在床内蒸发水分降温冷却。

（6）冷却后的砂子经斗提机和皮带机运至料仓保存。

2、配料系统

(1)由圆盘给料机将存于料仓中的旧砂经皮带机、斗提机输送至混砂机上方的旧砂斗内。

(2)新砂及辅料（煤粉、膨润土等）由人工加至各个料仓。

3、混砂系统

配料系统将各种原料准备好后，按工艺要求以一定的重量比通过圆盘给料机将旧砂、新砂、煤粉、膨润土等加入至混砂机内，混合搅拌，并根据设定好的紧实率自动调整加水量。

4、供砂系统

混制好的砂子经圆盘给料机及皮带传送至造型机上方料斗，如此料斗料满时给料机会自动停止供料。

二、砂处理系统设备状况

砂处理系统是与生产效率180箱/小时的东久造型线相匹配，主要设备为德国爱立许公司制造的混砂机、在线型砂性能检测控制仪、双盘冷却器等。全套系统通过中央PC控制，主要参数通过显示器显示，菜单更改设置，其中混砂机为高速转子式，生产能力为60吨/小时，辅料、水采用电子秤定量自动加入；旧砂回收系统采用：三级磁选、两级滚筒破碎筛分，通过双盘冷却器对旧砂增湿、冷却、预混，通过中间砂库对冷却后旧砂“熟化”。

砂处理系统流程见图3-1所示。

铸件

散落砂 旧砂

废铁

废铁

新砂

铸件下线 S202自动增湿装置 旧砂进入双斗料仓 S213、S214

圆盘给料机 S215带式输送机 S212气动双侧犁式卸料器 S204废铁单轨吊 S102振动输送式落砂机

S103磷板输送机 S203带式磁选机

S201带式输送机Y338C(带磁选头轮) S104

皮带输送机 AMFV-IV07R 造型线砂处理流程图煤粉、膨润土 S216斗式提升机S211带式输送机 S228带式输送机

TOKYU 造型线 S227圆盘给料机 S222转子混砂机 S217皮带给料机 S226橡胶斗 S209振动沸腾冷却床 S218 S219螺旋给料机 S220 S208卧式单轮松砂机

S221螺旋给料机 S210斗式提升机

S207带式输送机

S205斗式提升机 S206精细六角筛 新砂 铸型

1、磁分离装置

磁分离是旧砂处理的重要工序。从大量的旧砂中分离出少量的铁料，以达到保护设备和回收铁料等目的。磁分离工序一般是在破碎、筛分和进斗式提升机之前进行；要求高的车间，磁分离要进行2~3次，我公司则采用一次永磁带式磁分离装置进行分离，能够有效去除旧砂中铁料等杂质。该装置相比其他分离装置具有结构较复杂，价格贵，需另设安装架等不足，但具有分离效果好的优势，因此我公司采用一次磁分离，其实物如图2-3。

图2-3

2、精细六角筛

旧砂中夹杂一些木块，碎耐火砖块等非金属夹杂物以及大的砂块，需用筛分装置将其清除。在大量生产的砂处理系统中，旧砂的过筛多采用滚筒筛，滚筒筛的断面形状有圆形及角锥形二种，我公司则采用六角筛。

当滚筒筛绕其转动轴旋转时，加入的物料被带动在筛面上上下翻滚，进行筛分。细小的物料穿过筛孔掉在筛子下方的斗中，粗大的物料不穿过筛孔而从卸料端排出。

圆筒形滚筒筛的中轴需斜放，便于砂子在滚筒中按一定方向流动，其输出速度由倾角大小来决定。斜角一般为5︒~7︒。

图3-2 精细六角筛

3、振动沸腾冷却床

采用风冷+水冷方式降温。沸腾床内的沸腾板采用先进合理的防堵塞机构，并且清理方便。；该机设置双重冷却装置（水冷、风冷），经过破碎后的砂子，其残留的温度远远高于工艺要求的温度（室温±100C），尤其是在工件大、循环浇注周期短或夏季的生产情况下，由于受砂箱、场地、浇注周期等条件限制，浇注后的砂型得不到进一步的自然冷却，落砂时的砂温温度可达200~4000C左右，经过一次振动输送冷却及破碎吸尘降温之后，其余温仍可达90-1500C左右。所以要进行必要的砂温调节，其工作原理是；经过破碎后的砂子通过入料口进入沸腾冷却床，首先落在有循环水的管道上，然后被高压吹入的冷风将砂子呈沸腾状抛起向前运动，被上面的回弹板反弹落入第二道风箱，经过与循环水管接触传热，再次被冷风抛起前进反弹，周而复始，经过多级水、风的接触完成热交换过程。在沸腾过程中，砂子被多次抛起、反弹、水管接触，呈沸腾波浪状前进的同时，又进一步净化砂子的性能。热量、粉尘由吸尘点被吸走，从而达到降温除尘、净化砂粒的目的。

4、混砂机

型砂的物理性能和机械性能主要决定于混砂过程，因此，混砂机就成为铸造车间的关键设备之一。对型砂处理的基本要求是：①各成分均匀；②粘结剂有效地附在砂粒表面；③型砂松散无团块。

我公司混砂机选用转子式混砂机，该混砂机完全抛弃了传统的混砂装置——碾轮，采用了两个高速旋转饿混砂转子。适用于混制高压造型用砂，生产率高，可满足大型高压造型线的需要。高压造型用饿型砂水分低，粘土不能像中、低压造型用砂那样在砂粒表面形成薄膜，因此采用高速“抛击”的方法，使型砂中的各成分均匀化。

图3-5 混砂机

三、湿型铸造特点

粘土砂型根据在合箱和浇注的状态不同可分为湿型、干砂型和表干型。三者之间的主要差别在于：湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型进行烘干；表干型只是在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度。