[发明专利]一种铸造厂砂冷却器的加水方法及智能加水系统

说明书

本发明公开了一种铸造厂砂冷却器的加水方法及智能加水系统，加水方法是在砂冷却器入口检测砂湿度C1和温度T1，砂冷却器出口检测砂湿度C2和温度T2，根据所测湿度、温度和砂通过量计算加水量，进行分布式加水，加水量计算公式如下：W＝We+Wm，其中，W为总加水量；We为蒸发水量，We＝T1至T2的温度补偿系数×Ws；Wm为增湿水量，Wm＝(C2－C1)×Ws；Ws为砂通过量。智能加水系统为上述方法配套的系统。该系统和方法应用了传感器物理感知和智能控制形成自适应系统，使旧砂在连续处理的过程中由入口变化的物理状态变为出口趋于恒定的物理状态，满足对旧砂温度和湿度的要求：出口砂温50℃，湿度≈2.0％。

技术领域

本发明涉及铸造砂处理技术领域，具体涉及一种铸造厂砂冷却器的加水方法，及智能加水系统。

背景技术

潮模砂是由石英砂、膨润土和煤粉与水混制而成的。膨润土又称蒙脱石，是天然的矿物质，遇水后能膨胀成糊状，有很好的粘结力，体积能够膨胀至20-30倍，由于其具有很好的吸水膨胀性能和分散性，可替代淀粉作粘结剂，被广泛用在铸造型砂中。

在潮模砂处理生产线设备中，砂冷却器是承担旧砂增湿降温的功能。所谓的增湿降温就是落砂后高温、低湿的旧砂在循环使用过程中通过砂冷却器进行增加水分和降低温度处理的工艺过程，一般国内对冷却器的技术要求是在满足通过能力的同时，砂温降到45℃，而湿度增加到2％。

增湿降温是铸造型砂处理控制中的重要步骤，是对砂量、砂温、加水量及分配和除尘风量进行逻辑控制，最为复杂，实现难度最大。增湿降温的目的是将旧砂残留的活性膨润土及早激活，并达到最佳砂型使用温度。增湿降温是通过冷却器实现的，型砂面部在浇铸后受高温铁水的影响大量的水分被蒸发(残留0.2％)，砂温升高(最高到130℃)，落砂后旧型砂经过回砂皮带和多角筛到达砂冷却器完成增湿降温。

增湿的目的之一是润化，因为旧砂里还含有一定量的活性膨润土而面砂表面高温干燥。膨润土粒度小，吸水过程是润化过程，需要一定的时间，砂子表面也需要润化才可更好地与粘结剂结合，也会增强混砂时水分的扩散性，因此希望旧砂中残留的活性膨润土在混砂之前被活化，参与砂型的粘结和膨胀作用，必须要在混砂前至少2-4小时实施加水，我们称为在冷却器或回砂皮带上加水为增湿，工艺要求旧砂含水量达到2％！

增湿的目的之二是降温，旧砂温度高对粘土砂铸造的危害性极大：1)造成型砂水分的不稳定性，进而导致紧实率的不稳定性，形成砂型缺陷如破裂、粘模、砂团等，直接造成废品率上升；2)砂温过高，铸件常出现针孔、夹杂、冲砂和表面粗糙等缺陷；3)高温造成水分凝结吸住粉料并粘结在冷却器内壁、砂库、斗提机和皮带上，造成砂输送困难。因此砂温一般要控制在50℃以下。

降温的最有效的办法就是加水，通过水分的蒸发带走旧砂表面热量，如何有效地促成水分的高效蒸发是砂冷却器要解决的主要问题之一，目前沸腾床和双盘冷却器是砂处理中增湿降温的主要设备，100℃的砂降到50℃要蒸发3.5％的水分。不论哪种冷却器，都还承担着砂输送的功能，加水过多，有“粘床”的危险，加水过少则砂温降不下来，因此砂冷却器的加水控制和加水方法是增湿降温的关键技术，目前行业要求大型砂处理设备必须配备冷却器完成增湿冷却，达到砂温降到50℃，水分保持在2％以下，目前国内品牌中只有江阴三铸通过使用我们的加水系统可以达到，其他少有能达到这个指标要求。