郝志江，李懷明，郝 禮

（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450007）

樹脂砂砂處理工部除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郝志江，李懷明，郝 禮

（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450007）

介紹了樹脂砂處理工部除塵系統(tǒng)的劃分和主要生產(chǎn)設(shè)備除塵罩的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)論述了除塵系統(tǒng)二的設(shè)計(jì)方案和設(shè)備選型，給出了設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)和改進(jìn)意見。

樹脂砂；除塵系統(tǒng)；砂再生

1 砂處理工部工藝流程及設(shè)備布置

某公司鑄造車間以生產(chǎn)大型鑄鋼件為主，主要采用呋喃樹脂砂工藝，其造型材料面砂采用鉻鐵礦砂，背砂采用樹脂自硬砂。砂再生生產(chǎn)線中的砂處理系統(tǒng)主要生產(chǎn)設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，其除塵設(shè)備皆由國(guó)內(nèi)配套，生產(chǎn)線主要由落砂機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)、懸掛磁選分離機(jī)、磁選帶式輸送機(jī)、斗提機(jī)、破碎機(jī)、機(jī)械摩擦再生機(jī)、風(fēng)選機(jī)、砂溫調(diào)節(jié)器、鉻鐵礦砂分選裝置、氣力輸送裝置及電控系統(tǒng)組成。各主要設(shè)備之間設(shè)物料存儲(chǔ)砂斗，砂斗總?cè)萘繚M足一個(gè)星期的使用量。圖1為車間砂處理工部工藝流程圖。

2 砂處理工部除塵系統(tǒng)的劃分和除塵罩的設(shè)計(jì)

目前呋喃樹脂砂處理除塵，多采用集中的方式，將砂處理工部生產(chǎn)設(shè)備上的所有除塵點(diǎn)連成一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行除塵，在砂處理除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須按生產(chǎn)設(shè)備的工藝路線、設(shè)備運(yùn)行時(shí)段結(jié)合除塵設(shè)備的安裝場(chǎng)地等綜合考慮。若系統(tǒng)太少，其吸口多、管道長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作中相互牽制，各吸口的吸塵效果不平衡。若系統(tǒng)分得太多，則除塵設(shè)備分散、相對(duì)占地面積大，除塵器規(guī)格多、備件種類多、管理麻煩。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分三個(gè)除塵系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)，可節(jié)約使用成本。

（1）除塵系統(tǒng)一

圖1 砂處理工藝流程圖

從落砂機(jī)開始到塊砂斗入口，包括了落砂機(jī)、振動(dòng)輸送槽、懸掛磁選機(jī)、磁選帶式輸送機(jī)（耐熱型）和斗式提升機(jī)等整個(gè)落砂回砂系統(tǒng)，主要是考慮到該系統(tǒng)可能與砂再生設(shè)備系統(tǒng)不同時(shí)工作，將不同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的揚(yáng)塵點(diǎn)分系統(tǒng)除塵，這樣操作靈活，管理方便。這一系統(tǒng)吸口較少，只有四處，但是管路較長(zhǎng)，砂溫較高。

落砂機(jī)除塵罩一般可使用固定式半密閉罩和移動(dòng)式密閉罩，考慮到落砂機(jī)臺(tái)面尺寸較大，適合采用移動(dòng)式密閉罩，可降低設(shè)計(jì)除塵風(fēng)量。振動(dòng)輸送槽至帶式輸送機(jī)處轉(zhuǎn)卸點(diǎn)采用密閉罩，此處還設(shè)有一級(jí)懸掛磁選機(jī)，非標(biāo)密閉罩將懸掛磁選機(jī)、輸送槽出料端和皮帶機(jī)受料端完全封閉，密閉罩頂部直接接除塵管道。帶式輸送機(jī)頭部卸料處自帶除塵接口。塊砂斗頂部除塵口的位置要遠(yuǎn)離氣力輸送管道卸料口，避免抽走物料。

（2）除塵系統(tǒng)二

從塊砂斗下的振動(dòng)輸送槽開始到再生砂庫(kù)，包括了破碎再生裝置、搓擦再生裝置、除風(fēng)選分級(jí)機(jī)外的砂溫調(diào)節(jié)裝置和鉻鐵礦砂分選裝置。這一系統(tǒng)的除塵點(diǎn)最多，管路最長(zhǎng)最復(fù)雜，總除塵風(fēng)量大，單點(diǎn)除塵風(fēng)量較小，最大的振動(dòng)破碎再生機(jī)受料口除塵風(fēng)量為3000m3/h，最小的砂溫調(diào)節(jié)器除塵風(fēng)量為500m3/h。

破碎再生機(jī)受料口和出料口采用柔性密閉罩，用鋼板固定一定長(zhǎng)度的軟質(zhì)橡膠板組裝成矩形狀的密閉罩，罩在設(shè)備的受料口和出料口上方，收料口處振動(dòng)輸送槽從側(cè)邊給料，除塵管道接口設(shè)置在頂部；而出料口處的密閉罩則用銷孔連接方式固定在其后的緩沖斗上，像合頁(yè)一樣可向上開啟，方便破碎機(jī)檢修和篩網(wǎng)的更換，因此其除塵口設(shè)在側(cè)邊。其它設(shè)備都是自帶除塵接口。

（3）除塵系統(tǒng)三

風(fēng)選分級(jí)機(jī)單獨(dú)設(shè)一套除塵系統(tǒng)。此設(shè)備是去除機(jī)械再生完舊砂微粉的關(guān)鍵設(shè)備，且設(shè)備上裝有負(fù)壓表，雖然除塵風(fēng)量不大，只有1萬(wàn)m3/h，但是負(fù)壓要求比較嚴(yán)格，因此考慮單獨(dú)設(shè)置一套除塵系統(tǒng)。

由設(shè)備制造廠家提供專業(yè)設(shè)備除塵風(fēng)量表并結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定各主要設(shè)備揚(yáng)塵點(diǎn)的除塵風(fēng)量如表1所示。

表1 主要設(shè)備揚(yáng)塵點(diǎn)排風(fēng)量

3 除塵系統(tǒng)二設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括確定各排風(fēng)點(diǎn)的位置、管道系統(tǒng)和除塵設(shè)備的布置、排風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)管管徑和壓力損失，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配。并確定除塵器、離心風(fēng)機(jī)的型號(hào)和規(guī)格以及動(dòng)力消耗[1]。砂再生工部共設(shè)計(jì)三套除塵系統(tǒng)，其中除塵系統(tǒng)二是除塵點(diǎn)最多、管路最復(fù)雜的一套。下面著重針對(duì)該除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行闡述，有兩種方案可供選擇。

方案一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用樹狀結(jié)構(gòu)，在某一高度沿著整個(gè)砂再生系統(tǒng)敷設(shè)一根主管道，到設(shè)備除塵點(diǎn)用支管連接。

方案二，根據(jù)設(shè)備高度分三層沿著整個(gè)砂再生系統(tǒng)并行敷設(shè)三根支管道，三根支管再靠近除塵器處合并后進(jìn)除塵器。

比較以上兩個(gè)方案，方案一的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，無需設(shè)置大量管道，管道占用空間小；缺點(diǎn)是管道管徑大小和長(zhǎng)度相差較大，管道阻力平衡較難控制，即使通過調(diào)節(jié)風(fēng)量閥也難以達(dá)到平衡風(fēng)量的效果，且主干管施工安裝和維修比較困難。方案二克服了方案一系統(tǒng)壓力損失不容易平衡的缺點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)在不同高度并行敷設(shè)三條管道，系統(tǒng)能在有限的空間內(nèi)得到合理的安排。由于管道總長(zhǎng)度增加，施工安裝成本較方案一高，設(shè)計(jì)比方案一略微復(fù)雜。

綜合考慮以上分析，選擇方案二。整個(gè)系統(tǒng)分三層進(jìn)行布置，最高處是砂斗頂部除塵點(diǎn)，第二層為鉻鐵礦砂分選裝置第一、二級(jí)磁選畫出除塵系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 除塵系統(tǒng)方案一

根據(jù)以上各揚(yáng)塵設(shè)備的位置，分三層進(jìn)行布置，最高處是砂斗頂部除塵點(diǎn)，第二層為鉻鐵礦砂分選系統(tǒng)的永磁分離滾筒和振動(dòng)沸騰分離槽除塵點(diǎn)，最下層為其他設(shè)備除塵點(diǎn)，除塵系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖3所示。

圖3 除塵系統(tǒng)方案二

4 設(shè)備選型

袋式除塵器效率高、阻力小、維護(hù)簡(jiǎn)單、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，完全可滿足煙氣除塵穩(wěn)定可靠運(yùn)行的需要。本次設(shè)計(jì)選用氣箱脈沖袋式除塵器，各除塵系統(tǒng)設(shè)備選型見表2。

5 注意事項(xiàng)

由于工廠地處北方，冬季最低日平均溫度達(dá)到-25.7℃。為防止除塵管道及濾袋結(jié)露影響使用效果，一是需要將除塵器就近放置在廠房?jī)?nèi)，這樣可以避免雨雪對(duì)氣動(dòng)、電器元件的侵蝕和正常使用，影響使用壽命；二是要保證反吹壓縮空氣的潔凈，該設(shè)計(jì)對(duì)空壓系統(tǒng)配備了空氣冷干機(jī)及過濾器等。

風(fēng)選分級(jí)機(jī)和上部振動(dòng)篩之間的空隙有時(shí)候冒灰嚴(yán)重，因?yàn)榇颂幨浅龎m盲點(diǎn)，振動(dòng)篩頂部有除塵口，能去除篩網(wǎng)上部的揚(yáng)塵，而風(fēng)選分級(jí)機(jī)在機(jī)身中部設(shè)置除塵口，能除去風(fēng)選分級(jí)機(jī)頂板下部的揚(yáng)塵，這就造成振動(dòng)篩篩網(wǎng)下部和風(fēng)選分級(jí)機(jī)頂板上部之間無負(fù)壓，舊砂落到頂板，揚(yáng)塵四處擴(kuò)散導(dǎo)致冒灰，解決辦法是采用柔性橡膠墊將此處縫隙密封，再增加一個(gè)除塵管就能達(dá)到很好的效果。

結(jié)合試運(yùn)行情況，各除塵系統(tǒng)使用過程中要定時(shí)及時(shí)除灰，否則會(huì)堵塞除塵器，影響除塵效果。除塵器的關(guān)鍵零部件脈沖閥質(zhì)量一定要保證，如無法正常工作且沒有及時(shí)更換，也會(huì)對(duì)除塵效果帶來很大的影響。

表2 除塵系統(tǒng)設(shè)備選型表

林江.鑄造砂處理工部多點(diǎn)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].杭州應(yīng)用工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，1999（12）：191-196.

Precipitation System Design for Sand Treatment Working Department of Resin Sand HAO Zhi-jiang, Li Huai-ming, HAO Li

(SIPPR Engineering Group Co., Ltd, Zhengzhou 450007, China)

The paper presents the partition of dust collecting system of resin sand treatment working department and the dust collecting cover design for main production equipment, particularly explicates the design scenario and equipment model selection of dust collecting system II, and presents the attention matters and improvement opinions in design course.

resin sand; dust collecting system; sand regeneration

X701.2

A

1006-5377（2014）07-0018-03