消失模铸造砂处理系统的技术经济分析

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1、消失模铸造砂处理系统的技术经济分析贾柏林、苏继勇、王骊（运城市关铝设备材料有限公司，山西永济044501）摘要：根据选矿和化工热交换原理进行工艺流程设计，对负压实型铸造型砂处理系统的设备布局，进行优化组合、设置，并对设备进行了技术改造。在设备投资少、运行成本较低的情况下，解决了型砂处理中除尘和冷却两个重要工艺技术问题，同时对滚筒式砂冷却系统的经济实用性作了分析和论证。关键词：负压实型铸造；除尘；投资收益率中图分类号：TG249文献标识码：B文章编号：1004-6178(2006)04-0035-02目前，在国内消失模铸造生产线的运行中，模型制作

2、、冶炼、浇注、铸造毛坯的处理等方面差异不大，其主要差异在于型砂的处理方式、方法上。对型砂的处理，采用的方法大致有：气动沸腾床冷却、管道风动式冷却和人工摊晒凉砂自然冷却三种方式。其中管道风动式冷却由于摩擦损坏大、故障率高，已基本被淘汰；气动沸腾床冷却由于普遍采用袋式除尘器配套，造成设备投资大、噪音大，生产运行成本高；而人工摊晒凉砂自然冷却工人劳动强度大，工作环境差，占地面积大，不能满足大规模、高效的型砂处理需要。本着经济实用的原则，运城市关铝设备材料有限公司结合以上三种方式的特点，合理地对本公司消失模负压实型铸造生产线的设置布局进行调整。根据化工

3、喷淋板式冷却器原理进行热交换计算和结构设计，采用机械式除尘，为型砂处理流水线配套设计制作了消失模负压实型铸造型砂处理系统--滚筒式砂冷却系统。该系统的设置解决了负压实型铸造型砂处理系统普遍存在的问题，从砂处理系统的主体设计上从减少粉尘出发，大大降低了治理粉尘污染的投资，从根本上降低了砂处理系统的设备故障率与生产运行成本。1滚筒式砂冷却系统介绍根据消失模负压实型铸造生产线运行工艺技术参数的要求，我们认为：沸腾床法的主要问题是气流与砂的接触时间短，而砂的导热系数小，使砂的温度冷却达不到要求的指标。虽然在后续工序上也有或增设了冷却装置，但砂处于静止状

4、态，难以与冷却器充分接触，在砂处理量大时，特别时夏季天气炎热时就更难达到降温要求。而管道风动式的最大问题是弯管部位最易被砂流磨损，造成设备损坏、维修量大、不便维修、噪音也大。同时凡采用气动法对砂进行处理的系统配套设备普遍采用袋式除尘器，保证生产现场的环境技术指标要求，但带来设备投资大，能耗高，生产运行成本高的弊端。因此，公司根据型砂处理的目标任务和要求，对型砂的处理中各设备的使用功能进行仔细地分析、试验、论证后，采用化工热交换原理中的喷淋板式换热器结构设计制造了滚筒式砂冷却器。选用循环冷却水做换热介质，以机械式除尘为主，风动除尘为辅的矿山选矿和

5、化工生产工艺除尘法进行除尘。对型砂处理工艺及设备进行合理地设计制造、选用及工艺布局，为年产5000t负压实型铸造生产线设置了配套的型砂处理系统的冷却、除尘两个重要的工艺技术要求，从根本上减少每吨型砂处理的能耗，降低了生产运行成本。其型砂处理工艺设计见参考文献。2滚筒式砂冷却系统的技术特点分析2.1滚筒式砂冷却处理系统的特点该系统可根据生产铸件的生产工艺技术要求，有效地调节型砂的使用温度，从而满足铸件产品质量要求的需要，在设备投资低、生产运行成本低的情况下，解决了型砂处理系统中存在的投资大、能耗高、噪音大、维修量大，维修不便的弊端。其主要特点有：

6、1）对待处理型砂所含温度值的范围要求较宽；2）采用机械式除尘，减少了粉尘收集处理的难度和投资；3）增加了预处理环节、喷淋冷却效果和冷却降温能力的储备；4）型砂处理后的型砂使用温度可控制在10℃—45℃之间，在夏季天气炎热时，砂温可控制在35℃—45℃之间。5）系统设备投资低，生产运行费用低。2.2经济性和技术性能与其他几种冷却系统由于冷却降温原理及除尘方式的不同，使其投资、运行费、占地空间都明显减少，见下表1表1经济性对比项目指标类型投资运行费用占地粉尘治理投资沸腾床冷却大高大大管道风动式冷却中高中大滚筒式冷却小低小小2）技术性能滚筒式砂冷却系

7、统在几种冷却方式的基础上，依据化工喷淋式冷却器的热交换原理，采用板式动力输送，增大了型砂在换热面上的接触、翻滚、摩擦、简易实用的传输系统，使型砂的热交换更彻底，且将粉尘的飞扬度降低低，从而减轻了环境治理的难度，提高了项目的综合效益。技术性能见表2表2技术性能项目指标类型进砂温度粉尘指数砂摩擦损耗故障率沸腾床冷却＜350℃高中高管道风动式冷却＜350℃高高高滚筒式冷却＜450℃低低低3滚筒式砂冷却系统的经济性分析由于型砂处理系统是消失模负压实型铸造生产线中的一个子系统，其投入产出的经济分析离不开整个主铸造生产线系统能力的发挥。为了尽量接近实际生产

8、运行情况，以我公司年产3000t-5000t铸铁铸钢件的消失模负压实型铸造生产线配套型砂处理系统生产运行参数为依据进行测算。1)条件确定(1)投资a—