专利名称：沸腾式流化焙烧炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废旧型砂或芯砂再生设备，尤其是一种沸腾式流化焙烧炉。
技术背景 在各种型砂或芯砂造型铸造工艺中，均会产生大量的废旧型砂或芯砂，废旧型(芯)砂成分复杂，种类多样，为了提高废旧型(芯)砂的再利用效率，几乎所有的树脂砂及潮模砂生产企业都将旧砂经机械摩擦方式再生后用于造型和制芯；这些处理方式很难去除旧砂砂粒表面所包覆的惰性膜和有机物，达到的再生效果有限，致使铸件质量降低、性能下降。多数企业经过几次回用以后就将旧砂抛弃，重新更换新砂，造成环境污染和成本提高。废旧型(芯)砂的回收再生利用，关系到铸造成本、资源节约及环境保护等方面，随着对铸件质量要求的提高，从经济和环保的角度来看，旧砂再生已成了铸造生产中不可缺少的组成部分。实践表明，利用潮模砂及树脂砂铸造所产生的旧砂，采用热法再生工艺可以较好的去除旧砂表面的有机物及惰性膜，再生效果较好，可使废旧型(芯)砂得到回用。热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到600-700°C，以除去旧砂表面可燃残留物的再生方法，热法再生对有机粘结剂砂的再生效果特别好，但成本较高，能耗较大，其使用受到一定的限制。随着我国大型机械装备的国产化，特别在发电、冶金、矿山、化工、船舶等行业，大型设备的铸件单件重量达数百吨，这就要求废旧型(芯)砂的再生处理量随之加大。现有的废旧型(芯)砂回收再利用设备普遍存在热效率较低的缺陷，而且处理能力有限，处理效果一般。申请号为2010101972375的中国专利申请公开了一种废旧型砂或砂芯再生设备，该设备包括流化焙烧炉，流化焙烧炉的炉体上设有焙烧进料口、焙烧出料口、进风通道和出风通道，流化焙烧炉的上方设有分砂加热装置，分砂加热装置包括分砂加热室及安装在分砂加热室内的分砂加热梁和布料锥，分砂加热室的顶部和底部开口，布料锥设置在分砂加热室的顶部开口处并固定在分砂加热梁的顶部上，分砂加热室上方安装有下砂斗，下砂斗与布料锥相连通；分砂加热室的底部开口与流化焙烧炉的焙烧进料口相连通，流化焙烧炉的炉体连接有流化风机，流化风机的进风口与分砂加热装置顶部设置的排烟管连通，流化风机的出风口与流化焙烧炉下部设置的、与流化焙烧炉的焙烧出料口连通的进风口连通；该设备在工作时，将待净化处理的物料(废旧型砂或砂芯)从所述下砂斗加入装置，被加入的物料首先经所述布料锥分散，经分散后的物料从布料锥的外周处下落至分砂加热梁，经分砂加热梁进一步分散并预热，最后下落至所述的流化焙烧炉中，在流态化状态下加热处理。需要指出的是，分砂加热装置对物料加热所需的热量是来自于流化焙烧炉的余热，工作过程中，流化风机不断的将设备排出的热量引回流化焙烧炉及分砂加热装置中。从其工作过程不难看出，上述设备将物料在流态化状态下处理、利用余热的预热程序均增加了对物料的处理效率，另外，利用余热来对物料进行预热处理也充分利用了能量，节约了资源，降低了成本。[0006]但是，上述废旧型砂或砂芯再生设备仍然存在着一些不足之处，首先，由于进入其下方的气体为设备上方排出的经过燃烧的余气，因此一方面会使得设备下方的经过焙烧的砂粒难以冷却，降低了对焙烧后的砂粒的收集效率，换言之，即上述设备虽然利用了余热，充分利用了能量，但是却降低了对处理过的砂粒的收集效率，难以从整体上提高设备的工作效率，另一方面，由于从设备下方引入的气体为经过燃烧的余气，因此也存在着其中的助燃气体(氧气)无法满足燃烧需要的问题，使得燃烧器中喷出的燃料难以充分燃烧，一方面造成对资源的浪费，另一方面会污染环境，余热的利用得不偿失；其次，由于加入设备中的物料经所述布料锥分散后均从布料锥 的外周处向下流动，这就使得设备内部在布料锥的正下方处形成一工作盲区，无法充分利用设备内部的空间，降低了其工作效率，再者，由于下砂斗与焙烧炉之间无过滤装置，因此物料中夹杂的杂质极有可能会破坏设备下部的流态化反应，降低反应效率。即上述设备仍然存在效率低的问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种沸腾式流化焙烧炉，以在充分利用能量的前提下加快经过焙烧的物料的冷却速度，从而提高现有的废旧型砂或砂芯再生设备的工作效率。为了解决上述问题，本实用新型的沸腾式流化焙烧炉采用以下技术方案沸腾式流化焙烧炉，包括炉体，所述炉体内具有位于上部的布料加热室及位于下部的焙烧加热室，焙烧加热室的室壁上设有燃烧器，布料加热室的上部设有布料锥，其特征在于，加热室的底部设有热交换区，所述燃烧器位于热交换区上方，炉体的下方固定设置有包含一个以上空气进口的汇气室，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，风管的上端位于所述热交换区且设有风帽。还包括放料管，所述放料管沿上下方向穿过汇气室并与汇气室的顶、底壁密封配
口 o所述炉体的焙烧加热室中设有保护内衬，保护内衬的外壁面与炉体的对应位置处的内壁面之间设有隔热夹层。 所述炉体上设有用于检测炉体内温度的热电偶。所述炉体的上部和下部各设有检修门。炉体中于布料锥的下方设有至少一层倒锥形筛，倒锥形筛具有接纳从上方下落的物料的接砂口。所述倒锥形筛的筛孔从上到下逐渐增大。所述倒锥形筛有两层以上且自上而下依次设置，当位于两相邻的倒锥形筛上的两筛孔在其各自所在的倒锥形筛上的高度位置相同时，该两筛孔中位于下方的倒锥形筛上的一个大于另一个。所述倒锥形筛有两层以上且自上而下依次设置，相邻两层倒锥形筛中位于下方的筛孔大于位于上方的一个的筛孔。由于本实用新型的沸腾式流化焙烧炉在其加热室的底部设有热交换区，燃烧器位于热交换区上方，炉体的下方固定设置有包含一个以上空气进口的汇气室，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，风管的上端位于所述热交换区且设有风帽；因此，在使用的过程中加入炉内的物料(旧砂)在炉顶经过布料锥时，首先被炉内上升的烟气余热加热，实现热交换，同时，旧砂被分散为流态，均匀、缓慢的进入炉膛，旧砂被燃烧器进一步焙烧加热，表面有机物燃烧；焙烧后的砂粒经过与风管中的空气进行热交换，力口快焙烧过的沙砾的冷却，方便收集；同时，焙烧后热砂加热风管中的空气，使其变为热空气进入炉膛内，使炉膛的旧砂燃烧，实现热交换，综上所述，本实用新型的沸腾式流化焙烧炉不仅可以充分的利用能量，而且可以加快经过处理的沙砾的冷却、收集效率；在充分利用能量的前提下加快经过焙烧的物料的冷却速度，从而提高了现有的废旧型砂或砂芯再生设备的工作效率。
图I是本实用新型的沸腾式流化焙烧炉的实施例I的结构示意图；图2是图I的俯视图；图3是图2的A-A剖视图；图4是图I的B-B剖视图；图5是图I的C-C剖视图；图6是图3的D-D剖视图。
具体实施方式
本实用新型的沸腾式流化焙烧炉的实施例1，如图1-6所示，包括炉体11，炉体11的顶部设有排烟管12，排烟管12包括与炉体11固连在一起的竖直段和与竖直段垂直固连的水平段，所述竖直段和水平段之间互通，另外，竖直段的顶部设有加料斗13，加料斗13的出料口连通有一导料管，导料管的下端延伸至炉体11的内腔中；炉体11的内腔中具有位于上部的布料加热室和位于下部的焙烧加热室，所述布料加热室中通过支架14固定设置有布料锥15，布料锥15的下方设有倒锥形筛16，本实施中，倒锥形筛16有三层且从上到下依次排布，其中每个倒锥形筛上的筛孔均从上到下逐渐增大，当位于两相邻的倒锥形筛上的两筛孔在其各自所在的倒锥形筛上的高度位置相同时，该两筛孔中位于下方的倒锥形筛上的一个大于另一个，这是为了防止物料在经过倒锥形筛下落的过程中发生堵塞现象，另外，由于倒锥形筛16的存在，可使得物料在进入焙烧加热室时从中间向外围布满焙烧加热室，充分利用焙烧加热室中的空间，提高焙烧炉的工作效率，再者从布料锥15上流下的物料在经过三级倒锥形筛过滤后也更易均匀的流化，有助于下一步流态化的形成；焙烧加热室中设有保护内衬17，保护内衬17由耐火砖形成，炉体11在焙烧加热室处的内壁面与保护内衬17之间设有隔热夹层18，隔热夹层18可有效地防止炉内热量的流失，充分利用能量，另外，焙烧加热室的室壁的中间部分设有燃烧器19，燃烧器19进气端设置有天然气比例调节阀20及助燃空气电动蝶阀30，本实施例中燃烧器有四个，四个燃烧器在同一高度绕炉体的中心线均布在焙烧加热室的室壁上，每个燃烧器的中心线在高度方向与炉体11倾斜设置，在水平方向与炉体11呈设定夹角，这样可以使燃烧器19喷出的火焰均匀的分布在焙烧加热室中，有助于对物料的均匀加热；焙烧加热室的下部设有热交换区，热交换区的下方设有汇气室21，汇气室21具有进气口并通过进气口连接有进气管22，进气口及进气管22的数量可根据需要设置，汇气室21的顶壁上固定的设置有风管23，风管23的进风口位于下端，风管23的下端位于汇气室中，其上端穿过汇气室的顶壁后进入焙烧加热室并设有风帽24，至此风管形成热交换器，在焙烧炉工作时，从进风管进入汇气室中的冷空气经由风管进入焙烧加热室中，从而与经过燃烧器加热并沉积在热交换区的物料换热，一方面可以加快物料的冷却，方便对物料的收集，另一方面可通过物料的余热对进入焙烧加热室中的空气进行加热，实现能量的循环利用；汇气室的下方设有卸料仓25，卸料仓25通过放料管26与焙烧加热室连通，放料管26沿上下方向贯穿汇气室的顶、底壁并与之密封配合，炉体的上、中、下部分别设有热电偶27，另外，炉体的上、下部还分别设有检修门28、中部设有观察窗29。该焙烧炉在工作时，加入炉内的物料(旧砂)在炉顶经过布料锥时，首先被炉内上升的烟气余热加热，实现热交换，同时，旧砂被 分散为流态，均匀、缓慢的进入炉膛，旧砂表面有机物燃烧，旧砂被燃烧器进一步加热；通过三层热电偶测温可以控制炉体内各个区域的温度；焙烧后的砂粒经过风管与冷空气进行热交换，温度降低并通过放料管下落到卸料仓内，同时，焙烧后热砂加热风管中的冷空气，使其变为热空气进入炉膛内，使炉膛的旧砂燃烧，实现热交换，不仅可以提高设备的热利用率，而且热空气还可以使旧砂在炉膛下部达到沸腾、搅动状态，使砂温均匀，燃烧充分，提高再生效果。该设备结构通过两级热交换，有效提高设备的热利用率，降低了成本，且脱膜效果好。在本实用新型的沸腾式流化焙烧炉的其它实施例中，上述实施例I中所述的倒锥形筛还可以只具有一层；各层倒锥形筛的筛孔大小还可以相等，此种情况下，可使相邻两层倒锥形筛中位于下方的筛孔大于位于上方的一个的筛孔。
权利要求1.沸腾式流化焙烧炉，包括炉体，所述炉体内具有位于上部的布料加热室及位于下部的焙烧加热室，焙烧加热室的室壁上设有燃烧器，布料加热室的上部设有布料锥，其特征在于，焙烧加热室的底部设有热交换区，所述燃烧器位于热交换区上方，炉体的下方固定设置有包含一个以上空气进口的汇气室，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，风管的上端位于所述热交换区且设有风帽。
2.根据权利要求I所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，还包括放料管，所述放料管沿上下方向穿过汇气室并与汇气室的顶、底壁密封配合。
3.根据权利要求I所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，所述炉体的焙烧加热室中设有保护内衬，保护内衬的外壁面与炉体的对应位置处的内壁面之间设有隔热夹层。
4.根据权利要求I所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，所述炉体上设有用于检测炉体内温度的热电偶。
5.根据权利要求I所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，所述炉体的上部和下部各设有检修门。
6.根据权利要求1-5任一项所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，炉体中于布料锥的下方设有至少一层倒锥形筛，倒锥形筛具有接纳从上方下落的物料的接砂口。
7.根据权利要求6所述的沸腾式硫化焙烧炉，其特征在于，所述倒锥形筛的筛孔从上到下逐渐增大。
8.根据权利要求7所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，所述倒锥形筛有两层以上且自上而下依次设置，当位于两相邻的倒锥形筛上的两筛孔在其各自所在的倒锥形筛上的高度位置相同时，该两筛孔中位于下方的倒锥形筛上的一个大于另一个。
9.根据权利要求6所述的沸腾式流化焙烧炉，其特征在于，所述倒锥形筛有两层以上且自上而下依次设置，相邻两层倒锥形筛中位于下方的筛孔大于位于上方的一个的筛孔。
专利摘要本实用新型涉及一种废旧型砂或芯砂再生设备，尤其是一种沸腾式流化焙烧炉；沸腾式流化焙烧炉包括炉体，所述炉体内具有位于上部的布料加热室及位于下部的焙烧加热室，焙烧加热室的室壁上设有燃烧器，布料加热室的上部设有布料锥，其特征在于，加热室的底部设有热交换区，所述燃烧器位于热交换区上方，炉体的下方固定设置有包含一个以上空气进口的汇气室，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，风管的上端位于所述热交换区且设有风帽；在充分利用能量的前提下加快经过焙烧的物料的冷却速度，从而提高了现有的废旧型砂或砂芯再生设备的工作效率。
文档编号F27B15/00GK202792956SQ201220492389
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者刘小龙, 曹红范, 王玉辉, 李曦, 胡群芳, 钮本庆, 黄旭东 申请人:机械工业第四设计研究院, 山西三联铸造有限公司