Способ регенерации отработанных песчано-бентонитовых формовочных и песчано-смоляных стержневых смесей Советский патент 1988 года по МПК B22C5/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к термогидравлической регенерации песков из отработанных пссчано-бентонитовых формовочных и песчано-смоляных стержневых смесей в цехах мелкого и среднего литья в условиях крупносерийного и массового производства.

Цель изобретения - повышение качества регенерированного песка и сокращение энергозатрат.

Цель достигается тем, что согласн способу регенераодчи песчано-бентониг товых формовочных и песчано-смоляньгх стержневых смесей, включающему магнитную сепарацию, просеивание с выделением надрешетного продукта, подвергаемого дроблению, и подрешетного продукта, смешивание этих материалов окислительный обжиг, гидравлическую оттирку, промывку, обезвоживание и сушку, смешивание надрешетного и под решетного продуктов осуществляют после обжига надрешетного продукта при их соотношении 1:(5-20).

Способ осуществляют следующим образом.

Отработанную смесь подвергают магнитной сепарации с помощью подвесного железоотделителя и просеивают на вибрационном грохоте с размером отверстий 10-20 мм. Надрешетный продук грохота измельчают на роторной дробилке и подвергают обжигу при 700 - 800 С в обжиговой печи, далее полученный материал охлаждают и смешивают с подрешетньгм продуктом грохота в соотношении 1: (5-20). Смешанный материал направляют в бункер, откуда он поступает в барабанный скруббер для смешивания с водой, на промьшку в спиральном классификаторе. Затем материал направляют на гидравлическую оттирку на оттирочных маишнах (при плотности пульпы 50-73% по твердому) , на промывку в спиральном классификаторе и обезвоживание на ленточном вакуум-фильтре. Обезвоженный регенерированный песок сушат, охлаждают в сушилыю-охладительном агрегате кипящего слоя и подают системой пневмотранспорта на склад.

Осуществление окислительного обжига только надрешетного продукта необходимо потому, что большую его часть составляют куски бракованньгх стержней и не полностью прогоревшие стержни. Б пропессе обжига происхо

0

5

0

5

0

5

0

5

дит выгорание остатков смоляного связующего, что положительно влияет на качество получаемого регенерата, поскольку ликвидирует накопление я нем вредных органических примесей. Однако надрешетный продукт также содержит и куски формовочной.песчано- бентонитовой смеси. Находящийся в этой смеси активный бентонит в процессе окислительного обжига шамоти- зируется, что, в дальнейшем, ослабляет эффективность гидравлической регенерации и ведет к понижению ка- чества получаемого регенерата.

Практически было установлено, что смешивание надрешетного и подрешетного продуктов в соотношении 1:(5-20) является оптимальным, поскольку позволяет провести окислительный обжиг, с целью удаления органических связующих, и одновременно не ухудшает качества получаемого регенерата,.поскольку содержание шамотизированного бентонита в указанном количестве под- решетного продукта не оказывает на него существенного влияния.

Цри смешивании надрешетного продукта с подрешетным в соотношении более 1:5 качество регенерата ухудшается из-за увеличения в нем доли шамотизированного бентонита.

При окислительном обжиге только надрешетного продукта, количество которого в общей массе смеси составляет 5-20%,- энергозатраты сокращаются на 80-95%5 устраняется шамотиза- ция бентонита в подрешетном продукте и, таким образом, облегчается удаление остатков связующего с поверхности зерен песка в процессе гидрорегенерации.

Таким образом, предлагаемый спо- - соб регенерации позволяет повысить качество регенерата, улучшить физико- механические свойства стержневой сме- cir, приготовляемой на его основе, и при этом существенно снизить энергозатраты при термической и гидравли- ческой регенерации.

Пример. Представительную пробу отработанной смеси литейного завода КамАЗа цросеивают на сите 10 мм. Количество надрешетного продукта составляет 10%. В лабораторных условиях надрешетный продукт дробят на роторной дробилке и подвергают окисли- тель}юму обжигу при 800 С в лаборэ3

торной барабанной печи. После охлаждении песка до 20-3()С его смешивают с подрешетным продуктом в соотношении 1:10.

Смешанный продукт подвергают гидравлической pereeepaip H на лаборатор ном стенде, технологическая цепь которого моделирует комплекс гидравлической регенерации, установленный на литейном заводе КамАЗа, и включает операции оттирки зерен песка от остатков связующего, промьшку, обезвоживание и сушку материала.

По мере увеличения доли надрешет- ного продукта в составе отработанной смеси с соотношения 1:10 до 1:20 качество регенерированного песка немно го снижается. Прочность на разрыв после 30 с отверждения уменьшается с 0,30 до 0,27 МПа в горячем состоянии и с 2,43 до 2,25 МПа в холодном состоянии. Это объясняется отрицательным влиянием шайотизированного бентонита, образовавшегося в процессе многократных заливок формовочной смеси.

При уменьшении доли надрешетного продукта до отношения 1:25 качество регенерированного песка заметно понижается. Прочность стержневой смеси после 30 с отверждения снижается до 0,18 МПа в, горячем состоянии и до 1,85 МПа в холодном состоянии.

Увеличение доли надрешетного продукта в составе отработанной смеси свыше отношения 1:5, например 1:1,5, указывает на наличие в составе надрешетного продукта значительного содержания формовочной песчано-бенто- нитовой смеси. Поступление указанной смеси в надрешетный продукт указывает на повышенную влажность песчано- бентонитовой смеси, затрудняющую грохочение по зерну 10-20 мм. Попадание значительного количества песчано-бен тонитовой смеси в надрешетный продукт, подвергаемый в дальнейшем обжигу, приводит к снижению качества получаемого рег енерированного песка.

Так прочность стержневой смеси, приготовленной на регенерированном песке, полученном из отработанной смеси с отношением надрешетного к подрешетному продукту 1:1,5, снижается до значений 0,2 МПа в горячем состоянии и 1,64 МПа в холодном состоянии.

4336324

Из гсолученных регенерированных песков готовят стержневую смесь и изготавливают образ1Ц 1 для определения прочностей на разрыв. Стержневая смесь имеет следующий состав,%: песок 100; окись железа 0,5; смесь смол КФ- 90 и ФПР-24 в соотношении 2:1-2; катализатор на основе Cu(NOj)2 0,5.

Q Установлено, что образцы из регенерата, полученного известным способом, имеют низкие прочности после . 10 с нагревания в стержневом ящике. Образцы из регенерата, полученного

5 предлагаемым способом, имеют большую начальную прочность, а прочности образцов, полученных при больших выдержках в стержневом ящике, выше соответствующих прочностей образцов,

20 изготовленных известным способом, на 30-40%. При этом текучесть и живучесть стержневых смесей одинакова и удовлетворяет промьшшенным требованиям.

25 Улучшение качества и улучшение физико-механических свойЕтв регенерата, получаемого предлагаемым способом, по сравнению с качеством и свойствами регенерата, получаемого из- 30 вестным способом, позволяет использовать его для частичной замены свежего песка при изготовлении стержней по горячим ящикам. Если регенерат, получаемый известным способом, использовали только для освежения формовочной песчано-бентонитовой смеси, то регенерат, получаемый предлагаемым способом, можно использовать в стержневой смеси на 30-50%,

Q Согласно известному способу при окислительном обжиге в печи применяемой конструкции расходуют 68 м природного газа на 1 т регенерата. В предлагаемом способе количество пог требляемого газа снижается до 20 м на 1 т регенерата.

35

0

Формула изобретения

Способ регенерации отработанных песчано-бентонитовых формовочных и песчано-смоляных стержневых смесей, включающий магнитную сепарацию, просеивание с выделением надрешетного продукта, подвергаемого дроблению, и подрешетного продукта, смешивание этих материалов, окислительный отжиг, гидравлическую оттирку И промьшку, обезвоживание и сушку, отличающийся тем, что, с целью повы514336326

шения качества регенерированного пес- продукта осуществляют после обжига ка и сокращения энергозатрат, смеши- надрешетного продукта при их соотно- вание надрешетного и подрешетнрго шенни 1:(5-20).

Изобретение относится к литейному производству, конкретно к термогидравлической регенерации песков из отработанных песчано-бентонитовых формовочных и песчано-смо 1яных стержневых смесей в цехах мелкого и среднего литья в условиях крупносерийного и массового производства. Цель изобретения - повышение качества регенерированного песка и сокращение энергозатрат. Способ регенерации смесей предусматривает их магнитную сепарацию, просеивание с наделением надрешетного продукта, подвергаемого окислительному обжигу, и подрешет- ного продукта, смешивание этих продуктов в соотношении 1:(5-20), соответственно гидравлическую оттирку, промывку, обезвоживание и сушку. (Л G: 00 00 9: со to