一种节能型塔风冷却式铸造砂快速焙烧再生系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造废砂再生系统，尤其是一种节能型铸造砂的高温快速焙烧再生系统，属于铸造设备技术领域。
【背景技术】
[0002]随着我国机械行业制造水平的不断提升，对铸造行业的铸件表面质量要求越来越高，覆模砂和树脂砂等新型型砂的使用比例越来越高。产品铸造完毕后，上述的型砂即成为铸造废砂。铸造废砂的循环回用能够使铸造企业有效降低能源消耗、节约型砂资源，从根本上防止废旧型砂对环境的污染问题。
[0003]铸造废砂再生回用的关键技术问题是，实现两类材料的有效分离，即型砂基体与型砂表面残余的大量起粘结作用的材料相互脱离，如各种树脂材料、水玻璃等。
[0004]目前，铸造废砂的再生方法主要有机械再生法和热法再生，其中热法再生是对铸造废砂进行加热、灼烧去除砂粒表面包裹的覆膜或树脂等有机物，再生效果较好。但是，热法再生过程中，铸造废砂连续进入砂处理设备后迅速升温，使砂粒表面有机物分离去除，然后迅速冷却进入再生过程。但是经过冷却再生过程后得到的再生砂往往具有较高的温度，一方面产生能源浪费，另一方面对再生砂的输送、存储造成困难。
[0005]为了解决能源浪费的问题，申请号为2010101972375的中国专利申请公开了一种废旧型砂或型芯再生设备，该设备将对流换热技术与沸腾流化加热技术结合，应于废旧型(芯)砂的热法再生。即将焙烧炉上部的出烟口通过烟道与流化室连通，从焙烧炉上部的出烟口排出的高温烟气通过烟道进入到流化室内，用于砂粒的流化加热再生，从而使热能得以充分利用，排烟损失降低。利用此种方法虽然可以使部分高温烟气的热量得以利用，但是也存在着一些不足。首先，由于进入流化室内的气体为设备上方排出的经过燃烧后的烟气，温度很高，因此会使得设备下方的经过焙烧的砂粒难以冷却，从而对再生砂粒的收集和运输带来不便，影响设备的再生效率;其次，经过燃烧后的烟气存在着氧气含量低的问题，无法满足燃烧的需要，使得燃烧器中喷出的燃料无法充分燃烧，这样不仅会造成能源浪费，还会对环境造成污染。
[0006]针对申请号为2010101972375的中国专利提供的一种废旧型砂或型芯再生设备存在的再生砂粒的收集和运输带来不便的问题，申请号为201210360433.9的中国专利提供了一种沸腾式流化焙烧炉，该焙烧炉在炉体的下方固定设置有一个汇气室，汇气室的顶壁上固定设置有风管，所述风管的下端位于汇气室中，风管的上端位于热交换区且设置有风帽。在实用过程中焙烧后的砂粒经过与风管中的空气进行热交换，一方面，可以加快砂粒的冷却；另一方面，使风管中的空气变位热空气进入炉膛内，帮助炉膛内旧砂的燃烧。但是该方案中，经过焙烧的高温烟气仍然直接排放到大气中，没有充分利用高温烟气中的热量，造成能源的浪费。
【发明内容】
[0007]针对现有的铸造废砂热法再生过程中存在的能源浪费以及输送、存储困难的问题，本发明提供一种节能型塔风冷却式铸造砂快速焙烧再生系统，使铸造废砂的表面有机物充分剥落，实现型砂的再生过程，同时，充分利用再生过程的能量，提高再生设备的工作效率，避免能源浪费。
[0008]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
[0009]—种节能型风管冷却式铸造砂快速焙烧再生系统，包括预热单元和焙烧再生单元，所述焙烧再生单元包括炉体，所述炉体内由上到下依次设置有布料室、燃烧室、热交换室和集砂室，所述炉体的顶部分别设置有第二进料口和主排烟管道，所述炉体的底部设置有第二出料口，所述第二出料口上设置有出砂阀门，
[0010]所述预热单元设置于焙烧再生单元的外部；
[0011]所述预热单元包括第一换热器，所述第一换热器上分别设置有第一进料口、第一出料口、第二进烟口和第二出烟口；
[0012]所述第一进料口与旧砂自动给料装置相连，所述第一出料口与设置于焙烧再生单元上的第二进料口相连；
[0013]所述热交换室包括一级热交换室和二级热交换室，所述一级热交换室设置于所述二级热交换室的上方；
[0014]所述一级热交换室内设置有换热箱，所述换热箱包括上圆板、下圆板和侧围板，所述上圆板、下圆板和侧围板共同组成了一个圆形的中空结构，所述侧围板上设置有第二进气口，所述上圆板和所述下圆板上对应设置有通孔且相对两通孔之间通过漏砂管相连接，所述上圆板上设置有第二出气口，所述第二出气口上设置有于第二出气口贯通的第一风管，所述第一风管上端位于上圆板上侧且设置有第一风帽；
[0015]所述二级热交换室包括塔式换热器、第二鼓风机和托板，所述塔式换热器通过托板与炉体相连，所述炉体与所述塔式换热器之间的托板上设置有筛孔，所述塔式换热器包括集气室、第二风管和设置于集气室顶端的导流板，所述集气室为下端开口、上端封闭的塔式结构，且集气室开放设置的下端与托板固定连接，所述托板上与集气室相对应的位置上设置有第三进气口，所述第三进气口通过管道与第二鼓风机相连，所述集气室的侧壁上设置有若干层第二风管，所述第二风管向上倾斜设置；
[0016]所述焙烧再生单元的外部还设置有高温烟气处理单元；
[0017]所述高温烟气处理单元包括第二换热器和第一鼓风机；
[0018]所述第二换热器上分别设置有第一进烟口、第一出烟口、第一进气口和第一出气P；
[0019]所述第一进烟口与所述炉体顶部的主排烟管道相连，所述第一出烟口与所述第一换热器上的第二进烟口相连；
[0020]所述第一进气口与所述第一鼓风机相连，所述第一出气口分别与所述焙烧单元的燃烧室和一级热交换室相连。
[0021 ]根据本发明的一个【具体实施方式】，所述布料室内设置有布料锥和布料筛板，所述布料锥位于所述布料筛板的上方，所述布料锥呈圆锥状结构，所述布料筛板呈倒置的圆台状结构，所述布料锥通过连接杆与炉体固定连接，所述布料筛板的直径较大的一端与炉体固定连接，所述布料锥和布料筛板的锥面上均设置有沿炉体轴向方向的均布的筛孔。
[0022]进一步的地，布料锥的下端的直径大于所述布料筛板的直径较小的一端的直径。
[0023]根据本发明的另一个【具体实施方式】，所述第一换热器采用超导换热器，所述超导换热器包括箱体和超导换热管，所述箱体内设置有隔板，所述隔板将箱体分为冷砂室和热风室，所述隔板上设置有超导换热管，所述第一进料口和第一出料口分别设置于冷砂室的上端和下端，所述第二进烟口和第一进烟口分别设置于热风室的上端和下端。
[0024]进一步地，所述超导换热管以一定的斜度安装在所述隔板上，其中较低的一端位于冷砂室内，较高的一端位于热风室内。
[0025]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述第二换热器采用管式换热器，所述管式换热器包括壳体、换热管、第一进烟口、第一出烟口、第一进气口和第一出气口，所述换热管的一端与第一进气口相连，所述换热管的另一端与第一出气口相连。
[0026]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述的燃烧室的炉体侧壁上设置有若干个燃烧器，且所述燃烧器在同一高度上围绕炉体的轴线均匀布置，每个燃烧器在水平方向和竖直方向上均与炉体呈一定的角度。
[0027]本发明的有益效果是:
[0028]本发明提供的一种节能型塔风冷却式铸造砂快速焙烧再生炉系统，
[0029]第一，通过设置旧砂预热器可以利用燃烧后烟气的热量预先将旧砂的温度迅速提升。
[0030]第二，通过设置外置的箱式换热器，将经过换热过程得到的低温烟气与旧砂预热器连通，对旧砂进行与热处理，经过换热过程得到的加热空气分别通入到燃烧室和一级热交换室内，有利于保持燃烧室内的温度，节约燃料，使焙烧炉排出的高温烟气得以充分的利用。
[0031 ]第三，通过设置二级热交换室，从炉内底部二级热交换室鼓入空气，一方面对下落的砂粒起到搅拌和托举作用，使热交换室上下平面位置处的砂粒保持沸腾状态，使颗粒之间相互摩擦，减少焙烧后的颗粒表面残留物，另一方面为燃料区提供充足