回炉料破碎清洁系统的设计与应用

常州好迪机械有限公司 （江苏 213125） 周 刚 卢俊平 胡迪栋 戴国敏

一、概述

目前，大多铸造企业直接将浇冒口等回炉料经落砂分离后直接用于熔炼，只有少数进行清砂除锈处理。浇冒口处理主要使用履带式抛丸机、摆床式抛丸机、滚筒式抛丸机等几类清理设备，而吊挂式等其他种类抛丸机由于上件不方便，因此很少使用。以往把主要精力用于铸件清理抛丸机的研究上，很少关注浇冒口等回炉料的清理，熔炼时带砂及铁锈的炉料会产生大量炉渣，在高温环境下靠人工扒渣，增加了工人的劳动强度与安全隐患。浇冒口清理有别于正常的铸件清理，铸件表面有更高的清洁度与表面粗糙度度要求，而浇冒口只需清除表面浮砂与铁锈，同时要求生产能力大，设备简单可靠，维护保养成本低，自动化程度高，以及上下料方便。另外要求设备能源消耗少、丸料损耗低，降低设备运行成本，如过分追求回炉料的清洁度，势必造成设备投入的增加，能源及丸料消耗的提高，而带来的经济效益是极其有限的。针对现代熔炼工艺的特点，浇冒口等回炉料及废钢必须进行预处理，去除表面的浮砂、铁锈及水渍。

新研发的回炉料破碎清洁系统主要用于浇冒口等回炉料的表面清砂与除锈，解决熔炼工艺过程中回炉料易产生大量炉渣的问题，有效改善铸件品质，大幅降低熔炼过程中产生的炉渣，减轻操作工人的劳动强度。回炉料破碎清洁系统满足了浇冒口清理与生产能力的要求，运行成本又较低，投入市场后受到客户的一致好评。

二、系统结构及工作原理

回炉料破碎清洁系统的性能参数：型号ZD438-12/16，最大处理量8t/h，抛丸器数量4个，最大工件长度1400mm，抛丸器驱动功率22kW，首次加入丸料量5000kg。

1.主要组成部件

回炉料破碎清洁系统主要组成：破碎机1、炉料输送振动床2、抛丸振动输送床3、抛丸室4、抛丸器5、丸料阀6、丸料筛振动床7、双斗提升机8、转换喇叭9、主磁选滚筒10、送砂螺旋11、副磁选12、风选系统13、储料斗14、膨胀箱15、丸料输送螺旋16等（见图1）。

图1 回炉料破碎清洁系统原理

2.工作流程

浇冒口、回炉料等从破碎机（需破碎件）或者炉料输送振动床（无需破碎件）入口倒入，通过不断振动的炉料输送振动床让浇冒口等进入抛丸振动输送机进行抛丸清理。抛丸振动输送机一边将浇冒口往前输送一边使浇冒口不断翻转，以便各个角度都能很好地清理。来自抛丸器的丸料落入抛丸振动输送机后通过底部的空隙进入丸料筛分振动床，丸料筛分振动床通过振动电动机的不断振动将丸料与粗毛刺进行分离。粗废料等通过尾部出口落入废料筐中；丸料、细小毛刺及砂等通过过滤网进入丸料筛分振动床出口，进入与之相连接的双斗提机中矮段斗提底部。由矮段斗提机中料斗将丸料、砂等混合物提升到顶部后通过转换喇叭进入主磁选分离，含有少量砂的丸料落入风选，由风选将丸料和少量砂分离（通过与风选连接的除尘器将粉尘清除），干净丸料进入储料斗然后再进入双斗提升机高段斗提，由高段斗提机料斗将丸料倒入丸料输送螺旋，通过丸料控制阀控制丸料流量进入抛丸器进行抛丸工作；从主磁选分离出的另一部分废料由送砂螺旋输送到副磁选分离，分离后干净丸料落入双斗提机高端斗提（流程见图1）。

回炉料破碎清洁系统见图2。

图2 回炉料破碎清洁系统

3.主要部件介绍

（1）破碎机 有的浇冒口较长，分支也较多，抛丸时不翻转，需要将其破碎再进行清理，针对此类浇冒口研发了新型破碎机。

破碎机由前墙板、后墙板、支撑板、耐磨板、静齿板、动齿板、液压缸及液压站等组成。由液压站驱动液压缸伸缩来带动破碎机动齿板合拢与张开，浇冒口等在动齿板与静齿板之间的挤压下断裂，从而达到破碎的目的。动齿板与静齿板间的间隙与角度可通过外部手柄调节，以适应各种尺寸的浇冒口。

（2）抛丸振动输送机 抛丸振动输送机由振动电动机、输送槽、支架等组成。

抛丸过程中，丸料和浇冒口的混合物堆积在抛丸振动输送机上部，通过上部折弯板之间的间隙丸料和浇冒口毛边流入丸料筛分振动床，大的浇冒口则从振动床出口处排出。

抛丸振动输送机分为三个功能区：

第一功能区，上部位置有阶梯式台阶，这是为了浇冒口在进行过程中实现翻转，进而更加彻底全方位地清理浇冒口表面的废砂。

第二功能区，抛丸区域均铺设锰钢板，正对抛丸区域为15mm锰钢板，流转区域均为10mm厚的锰钢板折弯而成。板与板之间留有一定量的间隙，以便丸料和细小飞边从此缝隙中进入溜槽。

第三功能区，底部位置为振动输送机的溜槽，丸砂混合物被输送进入丸料筛分振动床。抛丸振动输送机本身就是抛丸室的一部分，在输送浇冒口的同时，完成浇冒口的翻转和丸料回收。浇冒口从入口连续进入，在输送的同时完成浇冒口清理，最后从出口排出浇冒口。

抛丸振动床入口端带有浇冒口光电检测装置，判别是否有浇冒口来料，只有检测到抛丸区域有浇冒口时才打开抛丸器上丸料阀进行抛丸，由于浇冒口通过抛丸振动输送床是先进先出，前后两组抛丸器上的丸料阀通过不同电磁阀控制，可以实现丸料阀不同的开启时间，避免抛丸器空抛，确保丸料全部抛在浇冒口上而不是振动床上，从而延长设备的使用寿命，减少能源及丸料消耗。整个过程实现全自动控制，不需要人工辅助，生产效率高，生产能力强。

（3）抛丸室 抛丸室由进口锰钢板制作而成。顶部共布置了两组4个抛丸器，分别对准不同角度分两次抛射，入口端一组抛丸器抛射浇冒口上表面，待浇冒口向前输送离开入口端热抛区后，丸料从抛丸振动输送机泄落到回收溜槽，同时通过特殊的床面构造，完成浇冒口上下翻身，到达后抛丸区再次抛丸，保证浇冒口抛丸无死角，可确保抛丸效果。

为了便于检修，抛丸室测面设置了一个大的检修门，工作时检修门应处于锁紧状态，顶部的吸尘罩与合适的除尘管道相连接便可去除抛丸室内部的灰尘。抛丸室进出口与振动输送机之间带橡胶密封装置，防止丸料泄漏。选择不同的抛丸功率与振动输送速度，可以满足不同的生产能力，由于设备结构简单，维护使用方便，可靠性高。

（4）丸料阀 主要由调节丸料量的调节螺栓、与气缸连接的推杆、进料口、气缸及磁性开关等组成。气缸在压缩空气的带动下使推杆转动，从而调节丸料阀内出口的大小实现丸料量调节。

（5）双斗提机 主要由矮段斗提壳体、高段斗提壳体、输送带料斗、橡胶帘、导流板、检修门、张紧架、张紧螺栓、带轮、减速电动机及速度检测装置组成。矮段斗提通过斗提头轮上的电动机驱动带动输送带上的斗子将底部丸料等输送到主磁选中高段斗提并将干净丸料输送到丸料输送螺旋中。驱动电动机带有制动器，防止意外断电后或输送带打滑导致料斗反转造成事故。斗提机尾轮装有速度检测装置，以检测输送带是否打滑或断裂。

（6）炉料输送振动床、丸料筛分振动床 两振动床都由输送槽、筛网、粗废料出口、丸砂出口、振动电动机，以及带空心橡胶弹簧支撑架组成。炉料输送振动床用来输送回炉料等。丸料筛分振动床用于将丸料输送至双斗提机中的矮段斗提。

（7）储料斗 由磁选和风选分离出的干净丸料储存在储料斗中，经过料管向抛丸器供丸料，以确保丸料循环的连贯性。

三、设备应用环境

该设备采用了破碎与抛丸一体技术，结构简单，并且在抛丸室上不同位置各布置了两个抛丸器。同时配备抛丸振动输送机带动浇冒口前进与翻转。因此浇冒口清理量大，处理能力强，适合各种浇冒口、回炉料的清理，实现一机多用的效果，节约生产成本。采用智能化控制系统，操作简单，可控性强，提高劳动效率。

浇冒口处理前后的效果对比见图3、图4。

图3 浇冒口处理前

图4 浇冒口处理后

四、结语

针对我国目前铸造行业回炉料处理状况，解决了回炉料熔炼时清砂除锈处理的难题。系统实现全程自动化控制，操作简单，维护方便，节约成本，因此该类型回炉料清理系统具有推广意义。