回爐料破碎清潔系統的設計與應用

常州好迪機械有限公司 （江蘇 213125） 周 剛 盧俊平 胡迪棟 戴國敏

一、概述

目前，大多鑄造企業直接將澆冒口等回爐料經落砂分離后直接用于熔煉，只有少數進行清砂除銹處理。澆冒口處理主要使用履帶式拋丸機、擺床式拋丸機、滾筒式拋丸機等幾類清理設備，而吊掛式等其他種類拋丸機由于上件不方便，因此很少使用。以往把主要精力用于鑄件清理拋丸機的研究上，很少關注澆冒口等回爐料的清理，熔煉時帶砂及鐵銹的爐料會產生大量爐渣，在高溫環境下靠人工扒渣，增加了工人的勞動強度與安全隱患。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，同時要求生產能力大，設備簡單可靠，維護保養成本低，自動化程度高，以及上下料方便。另外要求設備能源消耗少、丸料損耗低，降低設備運行成本，如過分追求回爐料的清潔度，勢必造成設備投入的增加，能源及丸料消耗的提高，而帶來的經濟效益是極其有限的。針對現代熔煉工藝的特點，澆冒口等回爐料及廢鋼必須進行預處理，去除表面的浮砂、鐵銹及水漬。

新研發的回爐料破碎清潔系統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生大量爐渣的問題，有效改善鑄件品質，大幅降低熔煉過程中產生的爐渣，減輕操作工人的勞動強度。回爐料破碎清潔系統滿足了澆冒口清理與生產能力的要求，運行成本又較低，投入市場后受到客戶的一致好評。

二、系統結構及工作原理

回爐料破碎清潔系統的性能參數：型號ZD438-12/16，最大處理量8t/h，拋丸器數量4個，最大工件長度1400mm，拋丸器驅動功率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主要組成：破碎機1、爐料輸送振動床2、拋丸振動輸送床3、拋丸室4、拋丸器5、丸料閥6、丸料篩振動床7、雙斗提升機8、轉換喇叭9、主磁選滾筒10、送砂螺旋11、副磁選12、風選系統13、儲料斗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原理

2.工作流程

澆冒口、回爐料等從破碎機（需破碎件）或者爐料輸送振動床（無需破碎件）入口倒入，通過不斷振動的爐料輸送振動床讓澆冒口等進入拋丸振動輸送機進行拋丸清理。拋丸振動輸送機一邊將澆冒口往前輸送一邊使澆冒口不斷翻轉，以便各個角度都能很好地清理。來自拋丸器的丸料落入拋丸振動輸送機后通過底部的空隙進入丸料篩分振動床，丸料篩分振動床通過振動電動機的不斷振動將丸料與粗毛刺進行分離。粗廢料等通過尾部出口落入廢料筐中；丸料、細小毛刺及砂等通過過濾網進入丸料篩分振動床出口，進入與之相連接的雙斗提機中矮段斗提底部。由矮段斗提機中料斗將丸料、砂等混合物提升到頂部后通過轉換喇叭進入主磁選分離，含有少量砂的丸料落入風選，由風選將丸料和少量砂分離（通過與風選連接的除塵器將粉塵清除），干凈丸料進入儲料斗然后再進入雙斗提升機高段斗提，由高段斗提機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入拋丸器進行拋丸工作；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高端斗提（流程見圖1）。

回爐料破碎清潔系統見圖2。

圖2 回爐料破碎清潔系統

3.主要部件介紹

（1）破碎機 有的澆冒口較長，分支也較多，拋丸時不翻轉，需要將其破碎再進行清理，針對此類澆冒口研發了新型破碎機。

破碎機由前墻板、后墻板、支撐板、耐磨板、靜齒板、動齒板、液壓缸及液壓站等組成。由液壓站驅動液壓缸伸縮來帶動破碎機動齒板合攏與張開，澆冒口等在動齒板與靜齒板之間的擠壓下斷裂，從而達到破碎的目的。動齒板與靜齒板間的間隙與角度可通過外部手柄調節，以適應各種尺寸的澆冒口。

（2）拋丸振動輸送機 拋丸振動輸送機由振動電動機、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輸送機上部，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床，大的澆冒口則從振動床出口處排出。

拋丸振動輸送機分為三個功能區：

第一功能區，上部位置有階梯式臺階，這是為了澆冒口在進行過程中實現翻轉，進而更加徹底全方位地清理澆冒口表面的廢砂。

第二功能區，拋丸區域均鋪設錳鋼板，正對拋丸區域為15mm錳鋼板，流轉區域均為10mm厚的錳鋼板折彎而成。板與板之間留有一定量的間隙，以便丸料和細小飛邊從此縫隙中進入溜槽。

第三功能區，底部位置為振動輸送機的溜槽，丸砂混合物被輸送進入丸料篩分振動床。拋丸振動輸送機本身就是拋丸室的一部分，在輸送澆冒口的同時，完成澆冒口的翻轉和丸料回收。澆冒口從入口連續進入，在輸送的同時完成澆冒口清理，最后從出口排出澆冒口。

拋丸振動床入口端帶有澆冒口光電檢測裝置，判別是否有澆冒口來料，只有檢測到拋丸區域有澆冒口時才打開拋丸器上丸料閥進行拋丸，由于澆冒口通過拋丸振動輸送床是先進先出，前后兩組拋丸器上的丸料閥通過不同電磁閥控制，可以實現丸料閥不同的開啟時間，避免拋丸器空拋，確保丸料全部拋在澆冒口上而不是振動床上，從而延長設備的使用壽命，減少能源及丸料消耗。整個過程實現全自動控制，不需要人工輔助，生產效率高，生產能力強。

（3）拋丸室 拋丸室由進口錳鋼板制作而成。頂部共布置了兩組4個拋丸器，分別對準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后，丸料從拋丸振動輸送機泄落到回收溜槽，同時通過特殊的床面構造，完成澆冒口上下翻身，到達后拋丸區再次拋丸，保證澆冒口拋丸無死角，可確保拋丸效果。

為了便于檢修，拋丸室測面設置了一個大的檢修門，工作時檢修門應處于鎖緊狀態，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部的灰塵。拋丸室進出口與振動輸送機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輸送速度，可以滿足不同的生產能力，由于設備結構簡單，維護使用方便，可靠性高。

（4）丸料閥 主要由調節丸料量的調節螺栓、與氣缸連接的推桿、進料口、氣缸及磁性開關等組成。氣缸在壓縮空氣的帶動下使推桿轉動，從而調節丸料閥內出口的大小實現丸料量調節。

（5）雙斗提機 主要由矮段斗提殼體、高段斗提殼體、輸送帶料斗、橡膠簾、導流板、檢修門、張緊架、張緊螺栓、帶輪、減速電動機及速度檢測裝置組成。矮段斗提通過斗提頭輪上的電動機驅動帶動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。驅動電動機帶有制動器，防止意外斷電后或輸送帶打滑導致料斗反轉造成事故。斗提機尾輪裝有速度檢測裝置，以檢測輸送帶是否打滑或斷裂。

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

（7）儲料斗 由磁選和風選分離出的干凈丸料儲存在儲料斗中，經過料管向拋丸器供丸料，以確保丸料循環的連貫性。

三、設備應用環境

該設備采用了破碎與拋丸一體技術，結構簡單，并且在拋丸室上不同位置各布置了兩個拋丸器。同時配備拋丸振動輸送機帶動澆冒口前進與翻轉。因此澆冒口清理量大，處理能力強，適合各種澆冒口、回爐料的清理，實現一機多用的效果，節約生產成本。采用智能化控制系統，操作簡單，可控性強，提高勞動效率。

澆冒口處理前后的效果對比見圖3、圖4。

圖3 澆冒口處理前

圖4 澆冒口處理后

四、結語

針對我國目前鑄造行業回爐料處理狀況，解決了回爐料熔煉時清砂除銹處理的難題。系統實現全程自動化控制，操作簡單，維護方便，節約成本，因此該類型回爐料清理系統具有推廣意義。