黃澤爾　張健　陳汝萱　陸全旗

【摘 要】針對鑄造行業(yè)水玻璃砂（舊砂）的回用問題，桂林鴻程礦山設(shè)備制造有限責(zé)任公司自主研發(fā)制造了高效的HCZ10水玻璃砂再生設(shè)備。該系統(tǒng)集破碎、篩分、分離、除塵、水洗為一體，解決了回用砂資源再利用的問題。同時，它有利于節(jié)能環(huán)保，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】水玻璃砂（舊砂）；破碎；篩分；分離；除塵；水洗

【中圖分類號】TG221 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）02-0042-03

0 引言

我國是鑄造生產(chǎn)大國，鑄造產(chǎn)品已居世界前列，其中砂型鑄造在鑄造業(yè)中占80%～90%。2014年，我國各類鑄件總產(chǎn)量為4 620萬t，較2013年增長3.8%。據(jù)統(tǒng)計，我國生產(chǎn)1 t合格鑄件可產(chǎn)生約1.2 t廢砂。一般廢砂回用率可達80%～90%，循環(huán)廢砂的10%～20%要不斷廢棄。目前，除了少量廢砂可再生利用外，大部分以丟棄為主。不僅對資源造成極大的浪費，而且還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，鑄造廢舊砂再生利用對我國鑄造業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重大的實際意義。

1 HCZ10水玻璃砂（舊砂）再生設(shè)備及系統(tǒng)工藝

1.1 系統(tǒng)工藝流程

HCZ10水玻璃砂（舊砂）再生系統(tǒng)設(shè)備包括破碎機、提升機、振動篩、螺旋機、皮帶給料機、除鐵器、儲料斗、振動給料機、砂粉分離機、脈沖收塵器、螺旋洗砂機、污水處理系統(tǒng)、電控柜和成品罐（如圖1所示）。

HCZ10水玻璃砂（舊砂）再生系統(tǒng)工藝流程（如圖2所示）：廢砂經(jīng)破碎機破碎后物料進入振動篩，振動篩篩分出粗細顆粒（注：振動篩出口處設(shè)置除鐵器，吸附廢砂中的鐵皮、鐵屑），大于4 mm的物料經(jīng)返料螺旋給料機輸送回破碎機重新破碎。顆粒為4 mm以下的物料輸送進砂粉分離機，經(jīng)砂粉分離機分離出砂粒和粉塵。粉塵由脈沖收塵器收集。砂粉分離機出料口設(shè)置2個出口，一個出口再生砂直接進成品罐，另一個出口的再生砂進入螺旋洗砂機，經(jīng)過螺旋洗砂機清洗后收集。污水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)后可以循環(huán)利用。

HCZ10水玻璃砂（舊砂）再生系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢：{1}粗、細砂分離，滿足鑄造用砂的要求。{2}設(shè)置脈沖除塵系統(tǒng)，減少了車間粉塵的排放。{3}降低50%以上新砂的使用量。

1.1.1 廢砂破碎

水玻璃砂是由原砂、水玻璃（黏合劑）和輔助材料（潰散劑、脫模劑）等構(gòu)成。水玻璃砂澆鑄后潰散性差，舊砂再生困難。HCZ10系統(tǒng)采用錘式破碎機PCD600×400（22 kW）集中破碎，出料粒度≤15 mm。

1.1.2 篩分

振動篩選型為直線型封閉式。振動篩進料口設(shè)置一根除塵管直接連接到脈沖除塵器，可以避免粉塵污染。振動篩處理能力為10 t/h，篩分的物料粒度為4 mm。經(jīng)破碎機破碎后的物料進入振動篩進行篩分，粒度≤4 mm的物料從振動篩出料口出來后經(jīng)過除鐵器后直接進入下一個工序。粒度大于4 mm以上的物料從振動篩的另一個出料口出來后經(jīng)過除鐵器，用返料螺旋返回破碎機重新破碎。振動篩的主要作用是保證再生砂顆粒的均勻性。

1.1.3 分離

這里所說的分離工藝是指把再生砂顆粒和灰塵分離?；覊m是再生砂生產(chǎn)過程最大的污染物之一。如果處理不當(dāng)，不僅會影響再生砂的質(zhì)量，而且還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1.1.3.1 砂粉分離機結(jié)構(gòu)

砂粉分離機主要由電動機、軸承座架、葉輪總成、隔套、砂粉分離機殼、卸料閥、出料管和進風(fēng)管等組成。

1.1.3.2 主要參數(shù)

除塵細度分級范圍為3～75 μm；生產(chǎn)能力為8～10 t；電機功率為11 kW。

1.1.3.3 工作原理

砂粉分離機具有立式柵欄狀錐形轉(zhuǎn)子，周邊共有24個傾斜分布的葉片。在主軸的帶動下，沿所確定的方向旋轉(zhuǎn)。物料進大頂蓋的進料口從入砂粉分離機后，物料在氣流吸力和轉(zhuǎn)子離心力的共同作用下，處于兩力相等的微細顆粒為切割點：小于切割點顆粒的微細粉隨氣流通過葉片間隙進入產(chǎn)品收集器，大于切割點的顆粒在較強離心力的作用下被葉片打向砂粉分離機筒壁落下。砂粉分離機轉(zhuǎn)子與大頂蓋之間采用氣密封加機械密封的方式防止粗顆粒混入。砂粉分離機電機用變頻器調(diào)速，用戶按物料成品粒度選擇相應(yīng)的砂粉分離機轉(zhuǎn)速，砂粉分離機轉(zhuǎn)速越高，收塵粒度越細。

1.1.4 除塵

HCZ10再生砂系統(tǒng)用的收塵設(shè)備是桂林鴻程礦山設(shè)備制造有限責(zé)任公司自主研發(fā)的BZ250脈沖收塵器（可根據(jù)客戶要求配其他型號的脈沖收塵器）。

1.1.4.1 BZ250脈沖除塵器的結(jié)構(gòu)

脈沖除塵器由殼體、儲氣罐、脈沖閥、噴吹管、褶式濾袋、集風(fēng)帽、下錐體、卸料閥、支撐架、爬梯、蓋板、高壓風(fēng)機和消聲器等組成。BZ250脈沖除塵器適用于處理≤75μm的粉體，處理風(fēng)量為10 000～15 000 m3/h。采用的濾芯材料為褶式濾袋，其主要特點是除塵器結(jié)構(gòu)緊湊，相對體積小，安裝方便，使用維護工作量小，特殊情況下可以離線清灰，在線更換濾袋。

1.1.4.2 主要參數(shù)（見表1）

1.1.4.3 工作原理

含塵氣體由除塵器中部或下部進風(fēng)口進入箱體內(nèi)，因流速降低，一部分較粗顆粒的粉塵由于受到重力等因素的作用，沉降到灰斗內(nèi)，另一部分粉塵隨氣流經(jīng)濾袋過濾被阻留附著在濾袋的外表面上，潔凈的氣體則透過濾袋，從上箱體的出氣口排出，完成塵氣分離。隨著濾袋上的粉塵積聚不斷增加，除塵器濾袋阻力上升，當(dāng)除塵器達到預(yù)定的阻力范圍時，脈沖控制儀指令電磁脈沖閥工作，并向各排濾袋進行噴吹。脈沖閥開啟后，在極短的時間內(nèi)（0.1～0.5 s）向濾袋內(nèi)噴入壓縮空氣，使濾袋膨脹變形，在逆向氣流的沖刷下，附著在濾袋外表的粉塵被剝離落入集灰斗，經(jīng)卸料閥排出。電磁脈沖閥的脈沖噴吹寬度和脈沖間隔由脈沖控制儀自動控制連續(xù)進行。

1.1.5 洗砂

從砂粉分離機分離出來的物料分2個走向：一個走向是再生砂經(jīng)過提升機進入成品罐；另一個走向是再生砂進入螺旋洗砂機清洗后再收集。HCZ10再生砂系統(tǒng)選用的是螺旋式洗砂機。其主要參數(shù)見表2。

工作原理：電動機啟動后通過減速機聯(lián)軸節(jié)（或磨輪）傘磨輪帶動螺旋體旋轉(zhuǎn)。物料進入水槽中，槽前部形成一個深沉池，此時由于螺旋體不停地旋轉(zhuǎn)，物料受到攪拌的影響，小顆粒浮于表面，從溢流堰流出水槽，而大顆粒的礦砂則沉于槽底，被轉(zhuǎn)動的螺旋體葉片推向槽體尾部，通過出料口排出。

1.1.6 污水處理系統(tǒng)

廢水處理流程包括pH調(diào)節(jié)和混凝沉淀，處理流程如下：廢水投加H2SO4調(diào)節(jié)pH，采用水泵混合投加混凝劑聚合氯化鋁（PAC），再投加助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）到混凝沉淀罐。

2 結(jié)語

鑄造廢舊砂是鑄造企業(yè)的寶貴資源，再生產(chǎn)回用鑄造廢舊砂不僅可以節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本，還可以減少鑄造生產(chǎn)帶來的排放污染，是鑄造工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。HCZ10水玻璃砂再生設(shè)備及工藝解決了回用砂資源再利用的問題，有利于節(jié)能環(huán)保，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

[1]中國鑄造協(xié)會耐磨材料與鑄件分會.2014年中國鑄件產(chǎn)量發(fā)布[EB/OL].http：//www.wearcasting.net/，2015-

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[2]郭景純，郭思福.鑄造舊砂再生利用及污染治理[M].廣州：中山大學(xué)出版社，2001.

[3]謀艷秋，巴吾東，劉世森，等.鑄造廢砂再利用[J].鑄造技術(shù)，2010（10）.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]