回爐料破碎清潔系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

常州好迪機(jī)械有限公司 （江蘇 213125） 周 剛 盧俊平 胡迪棟 戴國(guó)敏

一、概述

目前，大多鑄造企業(yè)直接將澆冒口等回爐料經(jīng)落砂分離后直接用于熔煉，只有少數(shù)進(jìn)行清砂除銹處理。澆冒口處理主要使用履帶式拋丸機(jī)、擺床式拋丸機(jī)、滾筒式拋丸機(jī)等幾類清理設(shè)備，而吊掛式等其他種類拋丸機(jī)由于上件不方便，因此很少使用。以往把主要精力用于鑄件清理拋丸機(jī)的研究上，很少關(guān)注澆冒口等回爐料的清理，熔煉時(shí)帶砂及鐵銹的爐料會(huì)產(chǎn)生大量爐渣，在高溫環(huán)境下靠人工扒渣，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度與安全隱患。澆冒口清理有別于正常的鑄件清理，鑄件表面有更高的清潔度與表面粗糙度度要求，而澆冒口只需清除表面浮砂與鐵銹，同時(shí)要求生產(chǎn)能力大，設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)保養(yǎng)成本低，自動(dòng)化程度高，以及上下料方便。另外要求設(shè)備能源消耗少、丸料損耗低，降低設(shè)備運(yùn)行成本，如過分追求回爐料的清潔度，勢(shì)必造成設(shè)備投入的增加，能源及丸料消耗的提高，而帶來的經(jīng)濟(jì)效益是極其有限的。針對(duì)現(xiàn)代熔煉工藝的特點(diǎn)，澆冒口等回爐料及廢鋼必須進(jìn)行預(yù)處理，去除表面的浮砂、鐵銹及水漬。

新研發(fā)的回爐料破碎清潔系統(tǒng)主要用于澆冒口等回爐料的表面清砂與除銹，解決熔煉工藝過程中回爐料易產(chǎn)生大量爐渣的問題，有效改善鑄件品質(zhì)，大幅降低熔煉過程中產(chǎn)生的爐渣，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。回爐料破碎清潔系統(tǒng)滿足了澆冒口清理與生產(chǎn)能力的要求，運(yùn)行成本又較低，投入市場(chǎng)后受到客戶的一致好評(píng)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

回爐料破碎清潔系統(tǒng)的性能參數(shù)：型號(hào)ZD438-12/16，最大處理量8t/h，拋丸器數(shù)量4個(gè)，最大工件長(zhǎng)度1400mm，拋丸器驅(qū)動(dòng)功率22kW，首次加入丸料量5000kg。

1.主要組成部件

回爐料破碎清潔系統(tǒng)主要組成：破碎機(jī)1、爐料輸送振動(dòng)床2、拋丸振動(dòng)輸送床3、拋丸室4、拋丸器5、丸料閥6、丸料篩振動(dòng)床7、雙斗提升機(jī)8、轉(zhuǎn)換喇叭9、主磁選滾筒10、送砂螺旋11、副磁選12、風(fēng)選系統(tǒng)13、儲(chǔ)料斗14、膨脹箱15、丸料輸送螺旋16等（見圖1）。

圖1 回爐料破碎清潔系統(tǒng)原理

2.工作流程

澆冒口、回爐料等從破碎機(jī)（需破碎件）或者爐料輸送振動(dòng)床（無需破碎件）入口倒入，通過不斷振動(dòng)的爐料輸送振動(dòng)床讓澆冒口等進(jìn)入拋丸振動(dòng)輸送機(jī)進(jìn)行拋丸清理。拋丸振動(dòng)輸送機(jī)一邊將澆冒口往前輸送一邊使?jié)裁翱诓粩喾D(zhuǎn)，以便各個(gè)角度都能很好地清理。來自拋丸器的丸料落入拋丸振動(dòng)輸送機(jī)后通過底部的空隙進(jìn)入丸料篩分振動(dòng)床，丸料篩分振動(dòng)床通過振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的不斷振動(dòng)將丸料與粗毛刺進(jìn)行分離。粗廢料等通過尾部出口落入廢料筐中；丸料、細(xì)小毛刺及砂等通過過濾網(wǎng)進(jìn)入丸料篩分振動(dòng)床出口，進(jìn)入與之相連接的雙斗提機(jī)中矮段斗提底部。由矮段斗提機(jī)中料斗將丸料、砂等混合物提升到頂部后通過轉(zhuǎn)換喇叭進(jìn)入主磁選分離，含有少量砂的丸料落入風(fēng)選，由風(fēng)選將丸料和少量砂分離（通過與風(fēng)選連接的除塵器將粉塵清除），干凈丸料進(jìn)入儲(chǔ)料斗然后再進(jìn)入雙斗提升機(jī)高段斗提，由高段斗提機(jī)料斗將丸料倒入丸料輸送螺旋，通過丸料控制閥控制丸料流量進(jìn)入拋丸器進(jìn)行拋丸工作；從主磁選分離出的另一部分廢料由送砂螺旋輸送到副磁選分離，分離后干凈丸料落入雙斗提機(jī)高端斗提（流程見圖1）。

回爐料破碎清潔系統(tǒng)見圖2。

圖2 回爐料破碎清潔系統(tǒng)

3.主要部件介紹

（1）破碎機(jī) 有的澆冒口較長(zhǎng)，分支也較多，拋丸時(shí)不翻轉(zhuǎn)，需要將其破碎再進(jìn)行清理，針對(duì)此類澆冒口研發(fā)了新型破碎機(jī)。

破碎機(jī)由前墻板、后墻板、支撐板、耐磨板、靜齒板、動(dòng)齒板、液壓缸及液壓站等組成。由液壓站驅(qū)動(dòng)液壓缸伸縮來帶動(dòng)破碎機(jī)動(dòng)齒板合攏與張開，澆冒口等在動(dòng)齒板與靜齒板之間的擠壓下斷裂，從而達(dá)到破碎的目的。動(dòng)齒板與靜齒板間的間隙與角度可通過外部手柄調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種尺寸的澆冒口。

（2）拋丸振動(dòng)輸送機(jī) 拋丸振動(dòng)輸送機(jī)由振動(dòng)電動(dòng)機(jī)、輸送槽、支架等組成。

拋丸過程中，丸料和澆冒口的混合物堆積在拋丸振動(dòng)輸送機(jī)上部，通過上部折彎板之間的間隙丸料和澆冒口毛邊流入丸料篩分振動(dòng)床，大的澆冒口則從振動(dòng)床出口處排出。

拋丸振動(dòng)輸送機(jī)分為三個(gè)功能區(qū)：

第一功能區(qū)，上部位置有階梯式臺(tái)階，這是為了澆冒口在進(jìn)行過程中實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而更加徹底全方位地清理澆冒口表面的廢砂。

第二功能區(qū)，拋丸區(qū)域均鋪設(shè)錳鋼板，正對(duì)拋丸區(qū)域?yàn)?5mm錳鋼板，流轉(zhuǎn)區(qū)域均為10mm厚的錳鋼板折彎而成。板與板之間留有一定量的間隙，以便丸料和細(xì)小飛邊從此縫隙中進(jìn)入溜槽。

第三功能區(qū)，底部位置為振動(dòng)輸送機(jī)的溜槽，丸砂混合物被輸送進(jìn)入丸料篩分振動(dòng)床。拋丸振動(dòng)輸送機(jī)本身就是拋丸室的一部分，在輸送澆冒口的同時(shí)，完成澆冒口的翻轉(zhuǎn)和丸料回收。澆冒口從入口連續(xù)進(jìn)入，在輸送的同時(shí)完成澆冒口清理，最后從出口排出澆冒口。

拋丸振動(dòng)床入口端帶有澆冒口光電檢測(cè)裝置，判別是否有澆冒口來料，只有檢測(cè)到拋丸區(qū)域有澆冒口時(shí)才打開拋丸器上丸料閥進(jìn)行拋丸，由于澆冒口通過拋丸振動(dòng)輸送床是先進(jìn)先出，前后兩組拋丸器上的丸料閥通過不同電磁閥控制，可以實(shí)現(xiàn)丸料閥不同的開啟時(shí)間，避免拋丸器空拋，確保丸料全部拋在澆冒口上而不是振動(dòng)床上，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少能源及丸料消耗。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，不需要人工輔助，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)能力強(qiáng)。

（3）拋丸室 拋丸室由進(jìn)口錳鋼板制作而成。頂部共布置了兩組4個(gè)拋丸器，分別對(duì)準(zhǔn)不同角度分兩次拋射，入口端一組拋丸器拋射澆冒口上表面，待澆冒口向前輸送離開入口端熱拋區(qū)后，丸料從拋丸振動(dòng)輸送機(jī)泄落到回收溜槽，同時(shí)通過特殊的床面構(gòu)造，完成澆冒口上下翻身，到達(dá)后拋丸區(qū)再次拋丸，保證澆冒口拋丸無死角，可確保拋丸效果。

為了便于檢修，拋丸室測(cè)面設(shè)置了一個(gè)大的檢修門，工作時(shí)檢修門應(yīng)處于鎖緊狀態(tài)，頂部的吸塵罩與合適的除塵管道相連接便可去除拋丸室內(nèi)部的灰塵。拋丸室進(jìn)出口與振動(dòng)輸送機(jī)之間帶橡膠密封裝置，防止丸料泄漏。選擇不同的拋丸功率與振動(dòng)輸送速度，可以滿足不同的生產(chǎn)能力，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)使用方便，可靠性高。

（4）丸料閥 主要由調(diào)節(jié)丸料量的調(diào)節(jié)螺栓、與氣缸連接的推桿、進(jìn)料口、氣缸及磁性開關(guān)等組成。氣缸在壓縮空氣的帶動(dòng)下使推桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)丸料閥內(nèi)出口的大小實(shí)現(xiàn)丸料量調(diào)節(jié)。

（5）雙斗提機(jī) 主要由矮段斗提殼體、高段斗提殼體、輸送帶料斗、橡膠簾、導(dǎo)流板、檢修門、張緊架、張緊螺栓、帶輪、減速電動(dòng)機(jī)及速度檢測(cè)裝置組成。矮段斗提通過斗提頭輪上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)輸送帶上的斗子將底部丸料等輸送到主磁選中高段斗提并將干凈丸料輸送到丸料輸送螺旋中。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶有制動(dòng)器，防止意外斷電后或輸送帶打滑導(dǎo)致料斗反轉(zhuǎn)造成事故。斗提機(jī)尾輪裝有速度檢測(cè)裝置，以檢測(cè)輸送帶是否打滑或斷裂。

（6）爐料輸送振動(dòng)床、丸料篩分振動(dòng)床 兩振動(dòng)床都由輸送槽、篩網(wǎng)、粗廢料出口、丸砂出口、振動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及帶空心橡膠彈簧支撐架組成。爐料輸送振動(dòng)床用來輸送回爐料等。丸料篩分振動(dòng)床用于將丸料輸送至雙斗提機(jī)中的矮段斗提。

（7）儲(chǔ)料斗 由磁選和風(fēng)選分離出的干凈丸料儲(chǔ)存在儲(chǔ)料斗中，經(jīng)過料管向拋丸器供丸料，以確保丸料循環(huán)的連貫性。

三、設(shè)備應(yīng)用環(huán)境

該設(shè)備采用了破碎與拋丸一體技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在拋丸室上不同位置各布置了兩個(gè)拋丸器。同時(shí)配備拋丸振動(dòng)輸送機(jī)帶動(dòng)澆冒口前進(jìn)與翻轉(zhuǎn)。因此澆冒口清理量大，處理能力強(qiáng)，適合各種澆冒口、回爐料的清理，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果，節(jié)約生產(chǎn)成本。采用智能化控制系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，提高勞動(dòng)效率。

澆冒口處理前后的效果對(duì)比見圖3、圖4。

圖3 澆冒口處理前

圖4 澆冒口處理后

四、結(jié)語

針對(duì)我國(guó)目前鑄造行業(yè)回爐料處理狀況，解決了回爐料熔煉時(shí)清砂除銹處理的難題。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，節(jié)約成本，因此該類型回爐料清理系統(tǒng)具有推廣意義。