一种粘土旧砂三回程滚筒焙烧炉的制作方法

本实用新型涉及液态金属成型技术领域，具体地说是一种粘土旧砂三回程滚筒焙烧炉。

背景技术：

机械制造是我国的支柱产业，而铸造又是机械制造的基础行业。铸造生产中使用的铸型主要由砂型、陶瓷型、金属型、石膏型等，其中采用砂型铸造工艺生产的铸件占到铸件总产量的90％以上。砂型铸造工艺按所使用的粘结剂不同可分为粘土砂铸造工艺、树脂砂铸造工艺和水玻璃砂铸造工艺。粘土砂铸造工艺由于具有原材料价廉易得，易于处理，复用性强，适应造型方式的能力强，储存运输方便等优点，成为铸造生产中最常用的铸造工艺方法。

中国是铸件生产大国，2016年铸件产量达到4720万吨，初步估计其中约有50％的铸件为采用粘土砂铸造工艺生产，用粘土砂工艺生产的铸件约为2360 万吨。按照我国铸造行业的统计，每生产1吨铸件，将产生1吨的废砂，据此每年我国将产生粘土废砂2360多万吨，这不仅对自然资源造成巨大浪费，而且对环境也造成了极大的污染。为了减少铸造生产中粘土废砂的排放，对粘土废砂进行完全再生将成为铸件生产企业的必然选择。

粘土旧砂完全再生技术可分为湿法再生技术和干法再生技术，其中粘土旧砂干法再生技术由于工艺简单，耗能低等优点获得了铸造企业的青睐。粘土旧砂干法再生的工艺过程为废砂的破碎、筛分→焙烧→冷却→再生→去除再生砂中的微粉，其中焙烧为粘土旧砂干法完全再生的关键工艺过程之一，目的是将粘土旧砂焙烧至700℃左右，将塑性粘土膜转变为脆性粘土膜，并消除有机粘结剂带来的不利影响，以利于粘土旧砂的完全再生。为了将粘土旧砂加热到所需的温度，铸造科技工作者、铸造工程技术人员及有关设备制造厂商做了大量的工作。

目前对粘土旧砂进行完全再生前焙烧的焙烧炉有水平流化床式焙烧炉、立式焙烧炉、立式流化床式焙烧炉、立式多层流化床焙烧炉等，其中流化床式焙烧炉动力消耗大，运行成本高，立式炉结构庞大，制造和维护成本高，降低粘土旧砂焙烧炉的制造以及运行和维护成本成为粘土旧砂完全再生领域需要解决问题之一。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种粘土旧砂三回程滚筒焙烧炉，该焙烧炉结构紧凑，动力消耗少，降低了制造成本以及运行和维护的成本。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种粘土旧砂三回程滚筒焙烧炉，从左往右依次包括进料除尘室、炉体和燃烧室，其中所述的炉体以左高右低的方式倾斜设置；

所述炉体的下方设置底座，所述的底座和炉体之间设置有用于驱动炉体转动的驱动装置；

所述的炉体包括同轴布置的内滚筒、中间滚筒和外滚筒，且所述的内滚筒、中间滚筒和外滚筒固定连接为一个整体；

所述中间滚筒的左端设置有第一封板，所述第一封板上设置有延伸至内滚筒内的第一导料筒；

所述外滚筒的右端设置有第二封板，且所述的内滚筒穿过第二封板延伸至所述的燃烧室内，所述第二封板上设置有延伸至中间滚筒内的第二导料筒；

所述外滚筒的左端设置有送料筒；

所述的送料筒内设置有呈螺旋状的导料板，所述的中间滚筒内设置有呈螺旋状的第一推料板和多块沿圆周方向布置的第一扬料板，所述的外滚筒内设置有呈螺旋状的第二推料板和多块沿圆周方向布置的第二扬料板；

所述的进料除尘室上设置有进料斗，且所述的进料斗通过导料管与所述的送料筒相连通，所述进料除尘室的上端设置有排烟口；

所述的燃烧室上设置有燃烧器和出料口。

进一步地，所述的驱动装置包括固定设置于底座上的电机，所述的电机通过传动机构与所述的外滚筒相连。

进一步地，所述的传动机构包括与所述电机的输出轴相连的转轴，所述的转轴上设置有托轮，所述的外滚筒上设置有与所述的托轮相配合的轮带。

进一步地，所述的内滚筒内设置有间隔布置的第一耐火砖和第二耐火砖，且所述的第一耐火砖和第二耐火砖共同形成了齿形结构。

进一步地，所述第一导料筒的悬空端设置有堵板。

进一步地，所述第二导料筒的悬空端抵靠在所述的内滚筒上。

进一步地，所述内滚筒的左端与所述的第一封板之间的距离为M。

进一步地，所述中间滚筒的右端与所述第二封板之间的距离为N。

进一步地，所述炉体的轴线与水平面之间的夹角为2°～8°。

本实用新型的有益效果是：

1、该焙烧炉全为机械传动，且只需要一台电机带动炉体回转即可，不仅工作可靠，而且动力消耗少。

2、焙烧过程中，宏观上是逆流对流热交换，微观上为叉流对流热交换，换热效率高，并且砂子和设备之间进行传导换热，这样不仅保证了焙烧的完全性，还降低了能源消耗。

3、在内滚筒和中间滚筒之间，以及中间滚筒和外滚筒之间，可以对砂子进行预热，使砂子的温度逐步提高，热效率高，进一步地降低了能源消耗。

4、砂子在炉体内行走了三个行程，和单层滚筒相比缩短了滚筒的长度，结构更加紧凑，占地面积小。

5、该三回程焙烧炉不仅适用于粘土旧砂的焙烧，还适用于低温下不结块的任何非腐蚀性颗粒状物料的焙烧。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为进料除尘室、炉体和燃烧室之间的连接结构示意图；

图3为炉体的内部结构示意图；

图4为图3中A部分的放大结构示意图；

图5为图3中B部分的放大结构示意图；

图6为外滚筒的立体结构示意图；

图7为内滚筒的截面示意图。

图中：1-进料除尘室，11-进料斗，12-导料管，13-排烟口，2-炉体，21- 送料筒，211-导料板，212-进料口，22-内滚筒，221-第一耐火砖，222-第二耐火砖，23-中间滚筒，231-第一封板，232-第一导料筒，2321-堵板，233- 第一推料板，234-第一扬料板，24-外滚筒，241-第二封板，242-第二导料筒， 243-第二推料板，244-第二扬料板，3-燃烧室，31-燃烧器，32-出料口，4- 底座，51-电机，52-托轮，53-轮带，54-转轴。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种粘土旧砂三回程滚筒焙烧炉从左往右依次包括进料除尘室1、炉体2和燃烧室3。

如图1所示，所述炉体2的下方设置底座4，所述的底座4和炉体2之间设置有用于驱动所述炉体2转动的驱动装置。所述的炉体2以左高右低的方式倾斜设置，优选的，所述的炉体2的轴线与水平面之间的夹角为2°～8°。

如图2和图3所示，所述的炉体2包括同轴布置的内滚筒22、中间滚筒 23和外滚筒24，且所述的内滚筒22和中间滚筒23固定连接，所述的中间滚筒23和外滚筒24固定连接。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的内滚筒22和中间滚筒23之间设置有多个沿圆周方向均布的第一连接柱(图中未视出)，所述的内滚筒22和中间滚筒23通过第一连接柱固定连接。所述的中间滚筒23和外滚筒24之间设置有多个沿圆周方向均布的第二连接柱(图中未视出)，所述的中间滚筒23和外滚筒24通过第二连接柱固定连接。

如图3所示，所述中间滚筒23的左端设置有用于封闭所述中间滚筒23 左端的第一封板231，作为一种具体实施方式，如图5所示，本实施例中所述的第一封板231和中间滚筒23之间通过法兰连接件固定连接。如图5所示，所述内滚筒22的左端与所述的第一封板231之间具有一定的距离M。

如图2和图3所示，所述外滚筒24的右端设置有第二封板241，且所述的内滚筒22穿过所述的第二封板241延伸至所述的燃烧室3内。所述的第二封板241上设置有用于容纳所述内滚筒22的通孔。作为一种具体实施方式，如图4所示，本实施例中所述的第二封板241分别通过法兰连接件与所述的外滚筒24和内滚筒22固定连接。如图4所示，所述中间滚筒23的右端与所述第二封板241之间具有一定的距离N。

如图3所示，所述外滚筒24的左端设置有与所述的外滚筒24同轴布置的送料筒21，所述的送料筒21和外滚筒24之间通过法兰件固定连接。

如图3所示，所述的送料筒21内设置有呈螺旋状的导料板211。

如图3所示，所述的中间滚筒23内设置有第一推料板233和多块第一扬料板234，所述的第一推料板233呈螺旋状结构，所述的第一扬料板234为沿径向布置的平板，且沿圆周方向均布。

如图3和图6所示，所述的外滚筒24内设置有第二推料板243和多块第二扬料板244，所述的第二推料板243呈螺旋状结构，所述的第二扬料板244 为沿径向布置的平板，且沿圆周方向均布。

如图3和图7所示，所述的内滚筒22内设置有间隔布置的第一耐火砖221 和第二耐火砖222，且所述的第一耐火砖221和第二耐火砖222共同形成了齿形结构。

如图2所示，进料除尘室1的左侧设置有进料斗11，所述进料斗11的出口端设置有导料管12，且所述的导料管12穿过所述的进料除尘室1延伸至所述的送料筒21内。优选的，所述的送料筒21为左端封闭右端开口的筒状结构，所述送料筒21的左端(即封闭端)设置有用于容纳所述导料管12的进料口212。所述进料除尘室1的上端设置有排烟口13。

如图2所示，所述燃烧室3的右侧设置有燃烧器31，燃烧器31采用现有技术，在此不再赘述。所述燃烧室3的下端设置有出料口32。

如图1所示，所述的驱动装置包括固定设置于所述底座4上的电机51，所述的电机51通过传动机构与所述的外滚筒24相连。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的传动机构包括与所述电机51的输出轴相连的转轴54，所述转轴54的左、右两端分别设置有托轮52，所述的外滚筒24上设置有与所述的托轮52相配合的轮带53。所述的托轮52和轮带53之间通过摩擦力实现动力传递。

所述的传动机构也可以采用齿轮传动、同步带传动或是链传动。

进一步地，为了方便内滚筒22和中间滚筒23之间的砂子顺利的落入内滚筒22内，如图3和图5所示，所述第一封板231的右侧面上设置有从左往右直径逐渐减小的呈圆锥台状的第一导料筒232，且所述第一导料筒232的悬空端延伸至所述内滚筒22的内部。

进一步地，为了避免砂子在下落的过程中落入第一导料筒232内，如图3 和图5所示，所述第一导料筒232的悬空端设置有用于封闭所述第一导料筒232的堵板2321。所述的第一封板231、第一导料筒232和堵板2321共同形成一个封闭的空间。

进一步地，为了方便中间滚筒23和外滚筒24之间的砂子顺利的落入中间滚筒23和内滚筒22之间，如图3和图4所示，所述第二封板241的左侧面上设置有从左往右直径逐渐增大的第二导料筒242，且所述第二导料筒242 的悬空端延伸至所述中间滚筒23的内部，并抵靠在所述的内滚筒22上。

工作过程：

炉体2通过轮带53支撑在托轮52上，电动机驱动托轮52，利用托轮52 与轮带53之间的摩擦力驱动炉体2回转。

燃烧器31燃烧产生的热气流进入内滚筒22，并沿内滚从右向左流动，穿过内滚筒22后进入到内滚筒22和中间滚筒23之间，并沿中间滚筒23从左向右流动，穿过中间滚筒23后进入到中间滚筒23和外滚筒24之间，并最终穿过送料筒21右进料除尘室1的排烟口13排出，完成从内滚筒22到中间滚筒23再到外滚筒24的三个行程。

砂子由进料斗11和导料筒导入送料筒21内，随着送料筒21的转动将砂子送入外滚筒24内。在外滚筒24中，外滚筒24中的第二推料板243将砂子从左往右推送(即沿图3中的箭头方向)，同时外滚筒24中的第二推料板243 和第二扬料板244共同形成的举升斗将输送中的砂子举升到一定高度，然后砂子在重力作用下呈雨淋状下落。当砂子运动到外滚筒24的右端部时，砂子从外滚筒24落到第二导料筒242上，在第二导料筒242的作用下进入中间滚筒23。同理，中间滚筒23中的第一推料板233和第一扬料板234将砂子从右往左推送(即沿图3中的箭头方向)，并在推送的过程中将输送中的砂子举升到一定高度，然后在重力作用下砂子呈雨淋状下落。当砂子运动到中间滚筒 23的左端部时，砂子从中间滚筒23落到第一导料筒232上，在第一导料筒 232的作用下进入内滚筒22。进入内滚筒22的砂子一方面不断重复着被内滚筒22表面砌筑的耐火材料举升到一定高度后呈雨淋状下落的过程，另一方面在重力作用下从左向右移动(即沿图3中的箭头方向)，并最终从燃烧室3的出料口32排出，完成了从外滚筒24至中间滚筒23再到内滚筒22的三个回程。

在外滚筒24和中间滚筒23之间，以及中间滚筒23和内滚筒22之间，砂子和热气流间进行对流换热，和设备之间进行传导换热，砂子得到预加热。在内滚筒22内，砂子被热气流加热到700℃左右，将塑性粘土膜转变为脆性粘土膜，并消除有机粘结剂带来的不利影响，以利于粘土旧砂的完全再生。