《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》是中機中聯工程有限公司於2014年6月20日申請的專利，該專利的公布號為CN104001853A，授權公布日為2014年8月27日，發明人是唐榮聯、趙錦、褚銀玲。
《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》公開了一種鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式，包括砂再生焙燒爐，所述砂再生焙燒爐內設定有耐火隔層，所述耐火隔層將砂再生焙燒爐分隔成位於底部的燃燒室和位於上部的砂沸騰室，所述燃燒室設定有燃燒器口和沸騰風入口，所述燃燒器口設定有燃燒器，所述耐火隔層上設定有通氣孔，所述通氣孔上端設定有防止砂漏入燃燒室的熱風噴嘴；該發明利用燃燒室產生的均勻的熱風與舊砂強耦合換熱，避免了火焰與舊砂的直接接觸，能實現焙燒溫度的均勻性，保證再生砂的質量。
2020年7月14日，《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式
- 申請人：中機中聯工程有限公司
- 申請日：2014年6月20日
- 申請號：2014102825672
- 公布號：CN104001853A
- 公布日：2014年8月27日
- 發明人：唐榮聯、趙錦、褚銀玲
- 地址：重慶市高新區石橋鋪渝州路17號
- Int. Cl.：B22C5/00(2006.01)I
- 代理機構：北京同恆源智慧財產權代理有限公司
- 代理人：趙榮之
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2014年前，中國是世界上最大的鑄件生產國家。據統計：每生產1噸鑄件要排放1噸廢砂，並且要加入1噸新砂。2010年中國鑄件總產量超過3500萬噸。而中國鑄造廠的現狀是：鑄造車間（廠）的舊砂排放量占固體廢物總排放量首位，達70％多。因此，對舊砂進行再生回用，不僅可以節約寶貴的新砂資源，減少舊砂拋棄引起的環境污染，還可節省成本（新砂的購置費和運輸費），具有巨大的經濟和社會效益。舊砂再生已成為現代化鑄造車間不可缺少的組成部分。
舊砂再生是利用機械式，加熱焙燒等方式去除舊砂中的雜質，使舊砂得以循環利用。熱法再生就是利用加熱焙燒的方式去除舊砂中的雜質，再回收利用舊砂。機械再生砂的質量不夠穩定，殘留在砂粒凹坑處的樹脂膜，影響型芯砂的性能。相反，熱法再生砂質量穩定，砂粒形貌圓整，砂粒表面的樹脂膜去除乾淨，且消除了砂粒相變應力。因此，2014年前熱法再生技術是砂處理的主流。
但是2014年前中國國內鑄造車間（廠）的舊砂熱法再生工藝中，無論是中國國內自主開發砂處理工藝還是由中國國外引進的工藝，舊砂的熱法再生過程大多都是通過火焰與舊砂的直接接觸，燃燒掉在舊砂表面的樹脂等有機物。但燃燒火焰局部溫度過高，進爐舊砂由於溫度突然升高而炸裂粉化，增加不可用砂量。當溫度超過一定值時，還會造成舊砂發生不可逆晶相變化，舊砂玻化而結團。因此，火焰與舊砂的直接接觸的砂再生加熱方式會影響到實際再生砂的質量。
發明內容
專利目的
《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》的目的是提供一種鑄造舊砂熱法再生工藝的非火焰直接接觸的加熱裝置及其加熱方式，該發明的加熱裝置利用燃燒室產生的均勻的熱風與舊砂強耦合換熱，避免了火焰與舊砂的直接接觸，能實現焙燒溫度的均勻性，保證再生砂的質量。
技術方案
《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》的目的是通過以下技術方案實現的：
一種鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，包括砂再生焙燒爐，所述砂再生焙燒爐內設定有耐火隔層，所述耐火隔層將砂再生焙燒爐分隔成位於底部的燃燒室和位於上部的砂沸騰室，所述燃燒室設定有燃燒器口和沸騰風入口，所述燃燒器口設定有燃燒器，所述耐火隔層上設定有通氣孔，所述通氣孔上端設定有防止砂漏入燃燒室的熱風噴嘴；
進一步，所述砂再生焙燒爐呈L形，所述L形砂再生焙燒爐的一側壁為階梯側壁，所述燃燒器口和沸騰風入口設定在L形砂再生焙燒爐底部的階梯側壁上；
進一步，所述熱風噴嘴為冠型或叉形；
進一步，所述熱風噴嘴均勻的設定在耐火隔層上；
進一步，所述熱風噴嘴用耐磨、耐高溫材料燒結製成；
進一步，所述耐火隔層由多層不同種類的耐火材料澆注而成；
進一步，所述耐火隔層的下端面呈拱形。
利用該發明加熱裝置的加熱方式為：首先，利用沸騰風入口向燃燒室內引入沸騰風；然後，使沸騰風與燃燒熱風在燃燒室內均勻混合；接著，利用熱風噴嘴向砂沸騰室內噴射混合後的高溫熱風；最後，高溫熱風對砂進行加熱的同時使砂在爐內沸騰運動完成砂的再生過程。
有益效果
1、高溫熱風與舊砂間接接觸加熱，而不是火焰直接接觸，減少了由於溫度過高而造成的舊砂的炸裂粉化，還可避免舊砂出現不可逆晶相變化而結團，進一步提高了再生砂的質量。
2、舊砂在爐內以強耦合的流化床的方式加熱，爐內砂溫均勻性好，傳熱效率高，舊砂處理的時間加快，能提高砂再生的產量。
3、由於爐內運動劇烈，砂與砂之間，砂與熱風之間相互搓擦，進一步加強了舊砂表面有機物脫膜的效率。
4、由於熱風溫度可根據處理砂的種類進行相應的調整，而砂在爐內又沸騰運動，不易結團，基本能處理全部種類的鑄造用舊砂。
5、舊砂沸騰室與燃燒室之間的耐火材料平台為多層不同澆注料形成，利用不同澆注料不同的熱膨脹性質，防止出現統一裂縫而砂泄漏至燃燒室。
附圖說明
圖1為《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》結構示意圖。
圖1
技術領域
《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》屬於鑄造舊砂的熱法再生工藝領域，具體涉及一種鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式。
權利要求
1.一種鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，包括砂再生焙燒爐，其特徵在於：所述砂再生焙燒爐內設定有耐火隔層，所述耐火隔層將砂再生焙燒爐分隔成位於底部的燃燒室和位於上部的砂沸騰室，所述燃燒室設定有燃燒器口和沸騰風入口，所述燃燒器口設定有燃燒器，所述耐火隔層上設定有通氣孔，所述通氣孔上端設定有防止砂漏入燃燒室的熱風噴嘴。
2.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述砂再生焙燒爐呈L形，所述L形砂再生焙燒爐的一側壁為階梯側壁，所述燃燒器口和沸騰風入口設定在L形砂再生焙燒爐底部的階梯側壁上。
3.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述熱風噴嘴為冠型或叉形。
4.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述熱風噴嘴均勻的設定在耐火隔層上。
5.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述熱風噴嘴用耐磨、耐高溫材料燒結製成。
6.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述耐火隔層由多層不同種類的耐火材料澆注而成。
7.根據權利要求1所述的鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，其特徵在於：所述耐火隔層的下端面呈拱形。
8.利用權利要求1-7任一所述加熱裝置進行加熱的方式，其特徵在於：首先，利用沸騰風入口向燃燒室內引入沸騰風；然後，使沸騰風與燃燒熱風在燃燒室內均勻混合；接著，利用熱風噴嘴向砂沸騰室內噴射混合後的高溫熱風；最後，高溫熱風對砂進行加熱的同時使砂在爐內沸騰運動完成砂的再生過程。
實施方式
如圖所示，一種鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置，包括砂再生焙燒爐，其特徵在於：所述砂再生焙燒爐內設定有耐火隔層7，所述耐火隔層將砂再生焙燒爐分隔成位於底部的燃燒室6和位於上部的砂沸騰室1，所述燃燒室設定有燃燒器口和沸騰風入口4，所述燃燒器口設定有燃燒器5，所述耐火隔層上設定有通氣孔3，所述通氣孔上端設定有防止砂漏入燃燒室的熱風噴嘴2。
該實施例中，均勻的熱風與舊砂強耦合換熱，避免了火焰與舊砂的直接接觸，能實現焙燒溫度的均勻性，保證再生砂的質量。
該實施例中，所述砂再生焙燒爐呈L形，所述L形砂再生焙燒爐的一側壁為階梯側壁，所述燃燒器口和沸騰風入口設定在L形砂再生焙燒爐底部的階梯側壁上；該實施例的結構便於沸騰風與燃燒熱風均勻混合。
該實施例中，所述熱風噴嘴為冠型或叉形；熱風噴嘴為冠型或叉形，可以防止砂通過噴嘴漏入燃燒室，當然在不同的實施例中熱風噴嘴還可以採用其他防止砂漏入燃燒室的結構。
該實施例中，所述熱風噴嘴均勻的設定在耐火隔層上；熱風噴嘴進行均勻排布，保證了熱風噴出的均勻性，並且不會相互影響。
該實施例中，所述熱風噴嘴用耐磨、耐高溫材料燒結製成；耐熱溫度高，耐磨性能好。
該實施例中，所述耐火隔層由多層不同種類的耐火材料澆注而成；舊砂沸騰室與燃燒室之間的耐火隔層為多層不同澆注料形成，利用不同澆注料不同的熱膨脹性質，防止出現統一裂縫而使砂泄漏至燃燒室。
該實施例中，所述耐火隔層的下端面呈拱形，隔層平台為拱形，能承受一定重量的舊砂。
利用該實施例加熱裝置的加熱方式為：首先，利用沸騰風入口向燃燒室內引入沸騰風；然後，使沸騰風與燃燒熱風在燃燒室內均勻混合；接著，利用熱風噴嘴向砂沸騰室內噴射混合後的高溫熱風；最後，高溫熱風對砂進行加熱的同時使砂在爐內沸騰運動完成砂的再生過程。
榮譽表彰
2020年7月14日，《鑄造舊砂熱法再生工藝的加熱裝置及其加熱方式》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
