陶粒废砂再生陶粒砂设备及陶粒砂制备方法

摘要

本发明公开了一种铸造用陶粒废砂再生陶粒砂设备及陶粒砂制备方法，由破碎、进砂、预热焙烧、卸砂、冷却、碾磨、配料、除尘和电控等部件组成，设备整合较多的传感器，系统各组件采用连锁连动控制，可以通过控制器监测温度、压力、砂位、然气流量等信息，设备自动化及安全性程度较高。一般情况下，只需要单人操作，再生砂产能高，能源消耗少，并综合旋风除尘、布袋除尘、喷淋除尘、活性炭吸附装置，确保现场生产环境及污染物排放。本发明解决了陶粒废砂再生陶粒砂的过程人力、能耗多，及不利于环保的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及陶粒砂生产技术领域，具体涉及一种陶粒废砂再生陶粒砂设备及陶粒砂制备方法。

背景技术

目前对于陶粒废砂及铝土矿作为原料制备陶粒砂的制备设备及生产方法越来越多。陶粒废砂再生循环利用技术能实现废砂等固体废弃物的废物利用，还能减轻环境治理压力。现有的陶粒废砂制备陶粒砂存在耗费大量人力、能源，且产生较多的粉尘，对环境保护不利。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种陶粒废砂再生陶粒砂设备及陶粒砂制备方法，以解决现有的陶粒废砂再生陶粒砂的过程耗费人力、能力多，且不利于环保的问题。

为实现上述目的，提供一种陶粒废砂再生陶粒砂设备，包括：

用于粉碎陶粒废砂的破碎装置，所述破碎装置的出料口连接于分选机；

焙烧装置，所述焙烧装置包括焙烧炉和预热箱，所述焙烧炉的上部开设有进料口，所述焙烧炉的上部安装有预热箱，所述预热箱的内部形成有斜向设置的送料孔道，所述送料孔道的上端通过提升机连接于所述分选机的净料出口，所述送料孔道的下端连接于所述进料口，所述焙烧炉的内腔安装有天然气燃烧器和沸腾床，所述内腔通过排风管连通于所述送料孔道的下端，所述内腔安装有用于采集所述内腔中的焙烧后的陶粒废砂的砂位高度的传感器；

冷却装置，所述冷却装置的内部形成有冷却腔，所述冷却腔安装有沸腾冷却床和设置于所述沸腾冷却床的上方的冷却水管，所述焙烧炉的内腔底部通过卸料装置连通于所述冷却腔；

用于磨圆冷却后的陶粒砂的碾磨装置，所述碾磨装置通过第一输送机构连接于所述冷却腔；

配料装置，包括配料箱、安装于所述配料箱内的摇摆筛和用于将所述摇摆筛筛分出的陶粒砂按预设粒度配比混合的混料器，所述碾磨装置的输出口通过第二输送机构连接于所述摇摆筛；

除尘装置，所述除尘装置通过风管分别连接于所述冷却腔、所述配料箱、所述送料孔道的上端；以及

控制器，连接于所述破碎装置、所述磁力分选装置、所述提升机、所述天然气燃烧器、所述沸腾床、所述传感器、所述沸腾冷却床、所述碾磨装置、所述第一输送机构、所述摇摆筛和所述第二输送机构。

进一步的，所述分选机为磁力分选机。

进一步的，所述送料孔道包括倾斜设置的上通道和下通道，所述下通道的上端连通于所述上通道的下端，所述上通道的上端连接于所述提升机，所述下通道的下端连通于所述进料口。

进一步的，所述内腔的底部安装有振动筛，所述内腔的底部开设有卸料口，所述卸料口设置于所述振动筛的下方，所述第一输送机构连接于所述卸料口。

进一步的，所述沸腾冷却床为卧式沸腾冷却床。

进一步的，所述除尘装置为脉冲布袋除尘器。

本发明提供一种采用陶粒废砂再生陶粒砂设备的陶粒砂制备方法，包括以下步骤：

将陶粒废砂投入破碎装置中；

控制器开启所述破碎装置和分选机以粉碎所述陶粒废砂并经所述分选机去杂获得旧砂颗粒；

控制器开启提升机和焙烧装置，提升机将所述分选机的净料出口的旧砂颗粒输送至所述焙烧装置的预热箱的送料孔道的上端内，所述旧砂颗粒经由所述送料孔道排至所述焙烧装置的焙烧炉的进料口内，所述旧砂颗粒在所述送料孔道内经由所述焙烧炉的排出的热气流预热后排至所述焙烧炉的沸腾床并在天然气燃烧器的火焰燃烧加热至设定温度，使得所述旧砂颗粒的表面树脂膜烧去或烧焦失去粘结力；

传感器采集所述焙烧炉的内腔中积聚的燃烧后的旧砂颗粒的砂位高度，在所述砂位高度大于预设值时，所述控制器开启卸料装置以将所述焙烧炉的内腔的底部积聚的旧砂颗粒输送至冷却装置的冷却腔，所述冷却装置的沸腾冷却床和冷却水管对所述旧砂颗粒进行冷却；

在所述旧砂颗粒冷却后，所述控制器开启第一输送机构，所述第一输送机构将冷却后的所述旧砂颗粒输送至碾磨装置内；

在所述旧砂颗粒输送至所述碾磨装置内后，所述控制器开启所述碾磨装置，所述碾磨装置去除所述旧砂颗粒表面的黏合剂及氧化铁，提高所述旧砂颗粒的真圆度，降低角型系数以获得陶粒砂；

所述控制器开启第二输送机构，所述第二输送机构将所述陶粒砂输送至配料装置的摇摆筛内；

所述控制器开启所述摇摆筛以筛分所述陶粒砂获得不同粒径的陶粒砂；

所述控制器开启混料器，所述混料器基于预设粒度配比将不同粒径的所述陶粒砂混合获得成品陶粒砂，在生产所述成品陶粒砂的过程中，所述控制器开启除尘装置以吸除所述冷却腔、所述配料箱及所述送料孔道内的粉尘。

本发明的有益效果在于，本发明的陶粒废砂再生陶粒砂设备由破碎、进砂、预热焙烧、卸砂、冷却、碾磨、配料、除尘和电控等部件组成，生产自动化程度高，整合较多的传感器，可以通过控制器查看温度、压力、炉内砂位、料箱砂位等信息，一般情况下，只需要单人操作，再生砂产量高，消耗天然气，能源消耗少，通过除尘装置进行除尘，确保生产环境干净。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的陶粒废砂再生陶粒砂设备的结构示意图。

图2为本发明实施例的陶粒砂制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1和图2所示，本发明提供了一种陶粒废砂再生陶粒砂设备，包括：破碎装置1、焙烧装置2、冷却装置3、碾磨装置4、配料装置5、除尘装置6和控制器。

在本实施例中，破碎装置为破碎机。破碎装置具有一进料口和一出料口。陶粒废砂经由破碎装置的进料口进入破碎装置的内部，被粉碎呈成小粒径的旧砂颗粒。小粒径的旧砂颗粒经由破碎装置的出料口排出。本发明中的陶粒废砂为覆膜砂制芯后产生的碎砂粒。

破碎装置1的出料口连接于分选机。在本实施例中，小粒径的旧砂颗粒经由出料口排至分选机中。小粒径的旧砂颗粒经由分选机将其中的杂质去除，杂质包含但不限于金属类杂质。

在本实施例中，分选机为磁力分选机。

在本实施例中，焙烧装置2包括焙烧炉21和预热箱22。焙烧炉21的上部开设有进料口。焙烧炉21的上部安装有预热箱22。预热箱22的内部形成有斜向设置的送料孔道220。送料孔道220的上端通过提升机23连接于分选机的净料出口。送料孔道220的下端连接于进料口。焙烧炉21的内腔安装有天然气燃烧器和沸腾床。内腔通过排风管61连通于送料孔道220的下端。内腔安装有用于采集内腔中的焙烧后的陶粒废砂的砂位高度的传感器。

焙烧装置上面的预热箱采用立式逆流结构，预热箱内部设有倾斜设置的多块缓冲板。多块缓冲板之间形成所述送料孔道。旧砂颗粒从预热箱顶部进入，旧砂颗粒靠自重落下，下面焙烧炉的热气在内自下上升，使旧砂颗粒得到预热，热能被充分利用，预热箱无能源消耗。

送料孔道220包括倾斜设置的上通道和下通道。下通道的上端连通于上通道的下端。上通道的上端连接于提升机23。下通道的下端连通于进料口。

焙烧炉由炉体，燃烧器、鼓风机、罗茨风机、引风系统等组成。炉体内腔采用耐火材料砌成，底面为沸腾床。燃烧器使用天然气这种清洁能源，相对其它燃料，更加环保。引风系统作用是引走罗茨风机带来的风压，维持炉膛内压平衡，同时带走炉膛内的粉尘。

罗茨风机是安装于焙烧炉外部，用管道与焙烧炉气室连接，罗茨风机作业：提供高压风将焙烧炉内的砂沸腾，同时风通过炉内的螺旋风管冷却下沉的砂，管内的风吸热后沸腾上部砂，热能再冷利用。

旧砂颗粒从预热箱的送料孔道中均匀进入焙烧炉内，燃烧器的火焰与沸腾的旧砂颗粒直接接触，把旧砂颗粒加热到设定温度，使旧砂颗粒表面的树脂膜烧去或烧焦失去粘结力。

在本实施例中，焙烧炉的内腔的底部安装有振动筛。内腔的底部开设有卸料口。卸料口设置于振动筛的下方。第一输送机构连接于卸料口。热的旧砂颗粒靠自重进入炉底振动筛，进行初步筛选，去除大颗粒杂质。

在本实施例中，冷却装置3的内部形成有冷却腔。冷却腔安装有沸腾冷却床和设置于所述沸腾冷却床的上方的冷却水管。焙烧炉21的内腔底部通过卸料装置连通于冷却腔。当炉内砂位低于设定值，或炉内温度低于设定值时，能自动暂停卸砂，保持炉内砂位。

冷却装置有卧式沸腾冷却床、高压鼓风机、循环冷却水系统组成。热的旧砂颗粒从焙烧炉的炉底的振动筛进入冷却装置内的卧式沸腾冷却床。在高压鼓风机的作用下，经过直接风冷、间接水冷双重冷却降温。

碾磨装置4通过第一输送机构连接于冷却装置的冷却腔。碾磨装置4用于磨圆冷却后的陶粒砂。碾磨装置4对冷却后的旧砂颗粒进行机械碾磨，去除旧砂颗粒表面的黏合剂及氧化铁，提高旧砂颗粒的真圆度，降低角型系数。

配料装置5包括配料箱、摇摆筛和混料器。摇摆筛安装于配料箱内。碾磨装置4的输出口通过第二输送机构连接于摇摆筛。混料器用于将摇摆筛筛分出的陶粒砂按预设粒度配比混合获得成品陶粒砂。

具体的，混料器包括多个料斗、输料管和储料箱。料斗连接于摇摆筛的一级筛的出料口，摇摆筛筛选的每一级的陶粒砂落入一料斗中，料斗的底部安装有电动阀门，电动阀门通过输料管连接于储料箱。控制器通过控制电动阀门的开启时间以确定预设重量的一种粒级的陶粒砂经由输料管输入储料箱中。当多个料斗的预设重量的不同粒级的陶粒砂输入储料箱中后，在储料箱中经储料箱的搅拌轴搅拌混合均匀后获得预设粒度配比的成品陶粒砂。

在本实施例中，除尘装置6通过多根风管61分别连接于所述冷却腔、所述配料箱、所述送料孔道220的上端。除尘装置为脉冲布袋除尘器。

控制器连接于破碎装置1、磁力分选装置、提升机23、天然气燃烧器、沸腾床、传感器、沸腾冷却床、碾磨装置4、第一输送机构、摇摆筛和第二输送机构。卸料装置、第一输送机构和第二输送机构，可以是带式输送机。

结合图2，本发明提供一种陶粒砂制备方法，包括以下步骤：

S1：提供上述的陶粒废砂再生陶粒砂设备，并将陶粒废砂投入破碎装置1中。

S2：控制器开启破碎装置1和分选机以粉碎陶粒废砂并经分选机去杂（去除金属杂质）获得旧砂颗粒。

S3：控制器开启提升机23和焙烧装置2，提升机23将分选机的净料出口的旧砂颗粒输送至焙烧装置2的预热箱22的送料孔道220的上端内，旧砂颗粒经由送料孔道220排至焙烧装置2的焙烧炉21的进料口内，旧砂颗粒在送料孔道220内经由焙烧炉21的排出的热气流预热后排至焙烧炉21的沸腾床并在天然气燃烧器的火焰燃烧加热至设定温度，使得旧砂颗粒的表面树脂膜烧去或烧焦失去粘结力。

S4：传感器采集焙烧炉21的内腔中积聚的燃烧后的旧砂颗粒的砂位高度，在砂位高度大于预设值时，控制器开启卸料装置以将焙烧炉21的内腔的底部积聚的旧砂颗粒输送至冷却装置3的冷却腔，冷却装置3的沸腾冷却床和冷却水管对旧砂颗粒进行冷却；

S5：在旧砂颗粒冷却后，控制器开启第一输送机构，第一输送机构将冷却后的旧砂颗粒输送至碾磨装置4内。

S6：在旧砂颗粒输送至碾磨装置4内后，控制器开启碾磨装置4，碾磨装置4去除旧砂颗粒表面的黏合剂及氧化铁，提高旧砂颗粒的真圆度，降低角型系数以获得陶粒砂。

S7：控制器开启第二输送机构，第二输送机构将陶粒砂输送至配料装置5的摇摆筛内。

S8：控制器开启摇摆筛以筛分陶粒砂获得不同粒径的陶粒砂。

S9：控制器开启混料器，混料器基于预设粒度配比将不同粒径的陶粒砂混合获得成品陶粒砂，在生产成品陶粒砂的过程中，控制器开启除尘装置6以吸除冷却腔、所述配料箱及所述送料孔道220内的粉尘。

本发明的陶粒废砂再生陶粒砂设备由破碎、进砂、预热焙烧、卸砂、冷却、碾磨、配料、除尘和电控等部件组成，生产自动化程度高，整合较多的传感器，可以通过控制器查看温度、压力、炉内砂位、料箱砂位等信息，一般情况下，只需要1人操作，再生砂产量3吨/小时，消耗天然气0.045立方/小时，能源消耗少。

本发明的陶粒废砂再生陶粒砂设备的各工序单元内部，采用连锁控制，系统监测到任何一点设备有异常停机，会主动声光报警告知操作人员，并自动按顺序停止相关，有效减少能耗和避免其它相关设备故障。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。