中温加热干法再生系统及关键设备

由无锡锡南铸造机械有限公司开发的“水玻璃旧砂中温（220～350℃）加热—干法再生系统”，其主要的理论依据是相关研究成果表明“干法再生水玻璃旧砂前，经220～350℃的温度加热，可减小或消除旧砂中水和残留黏结剂的影响，干法再生砂质量较好，可作单一砂使用，且成本较低”。在此基础上，锡南铸机公司申请了旧砂中温加热装置二次余热利用及火焰灼烧技术的专利（中国实用新型专利号ZL 200420024084.4、中国发明专利号ZL 200410013830.4及美国专利号US7241139B2）。

中温加热干法再生系统框图如图10-11所示，其设备系统布置如图10-12所示。

图10-11 中温加热干法再生系统框图

图1O-12 中温加热-干法再生系统布置示意图

1—振动落砂机 2—除尘器 3—破碎机 4—筛分机 5—气力输送机 6—旧砂斗 7—给料机 8、11、14、22—斗提机（或双罐发送罐） 9—中温焙烧炉 1O—搓擦再生机 12—离心再生机 13—振动沸腾冷却床 15—砂温调节器 16、18、19、2O、21—气力输送系统 17—铬铁矿砂分离系统

该系统的关键设备是旧砂中温加热装置。中温焙烧炉的布置如图10-13所示，中温焙烧炉的内部结构如图10-14所示。通常，普通焙烧炉生产过程中会产生烟气余热，直接排放就会造成消耗能源、浪费资源并增加成本。而该系统中的中温焙烧炉的工作原理：将焙烧炉产生火焰余热收集起来，通过热交换器，让低温度的砂子提前预热，当砂子进入焙烧炉燃烧层时，火焰瞬间灼烧砂粒，砂粒表面膜脱水脆化，脱水率达100%，以确保旧砂温度达到220～350℃。

图10-13 中温焙烧炉布置示意图(www.zuozong.com)

图10-14 焙烧炉内部结构图

该工艺不仅提高了整套焙烧炉的生产效率、降低能耗、提高热效率、节约成本，也提高了旧砂再生的效果。

自2004年以来，首条“加热-干法再生水玻璃旧砂”生产线在苏州纽威阀门股份有限公司运行并通过省级技术鉴定。10多年来，由无锡锡南铸造机械制造公司生产的新型水玻璃砂设备系统在齐齐哈尔轨道交通、内蒙一机集团股份有限公司、鞍钢重型机械有限公司、马来西亚小天鹅铸造有限公司等国内外数十家著名公司及企业的技术与设备改造中中标并得到采用，为解决水玻璃旧砂再生难题和近年来酯硬化水玻璃自硬砂工艺在我国的应用推广做出了贡献。

多年的实践表明，采用中温加热干法再生时要注意如下事项：

1）加热温度控制在220～350℃范围，故称之为“中温加热”。

2）焙烧过的旧砂立即进行搓擦再生效果较好，否则冷却后的水玻璃膜可能有回韧现象，增加脱膜难度。

3）焙烧、再生后要配置高效的冷却设备。

另外，中温加热干法再生系统的旧砂除膜率可达25%～30%，可控制干法再生砂的残留Na₂O量≤0.5%（质量分数），干法再生砂的可使用时间接近新砂，干法再生砂能作单一砂循环使用。