Способ термической регенерации огнеупорного наполнителя из отработанной формовочной смеси Советский патент 1991 года по МПК B22C5/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии регенерации огнеупорного наполнителя из отработанных формовочных и стержневых смесей.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение физико-механических свойств формовочных смесей на основе регенерата

Способ термической регенерации отработанных формовочных материалов заключается в измельчении и последующем обжиге материала в высокотемпературных установках псевдокипящего слоя, при этом отработанный формовочный материал вводят в поле высокочастотного плазменного разряда и подвергают термоудару при температурах на 50-100°С ниже температуры плавления огнеупорного наполнителя, а

затем проплавляют при температурах на 50°С выше температуры плавления и на 150°С ниже температуры кипения (разложения) упомянутого наполнителя

За счет термоудара из-за разницы в коэффициентах термического расширения огнеупорного наполнителя примесэй и связующего происходит скалывание пленок связующего и примесей с поверхности частиц наполнителя При этом увеличивается поверхность испарения пленок связующего, что повышает эффективность регенерации

Если частицы отработанной формовочной смеси подвергают термоудару при температурах ниже Тпл - ЮО°С, то происходит неполная регенерация Если термоудар производят при температуре выше ТПл - 50°С то возможно высокотемпературное

сл Ю о

Ю Ю

диффузионное взаимодействие связующего и огнеупорного наполнителя. Кроме того, в последнем случае при соударении нагретых частиц друг с другом происходит их спекание, что приводит к изменению зернового состава огнеупорного наполнителя.

Проплавление частиц огнеупорного ;,о полнителя существенно повышает физико-механические свойства материала, в частности снижает коэффициент термического расширения, удаляет кристаллическую влагу и нежелательные примеси. Кроме того, частицы огнеупорного наполнителя, проплавляясь при температурах ТПл + + 50°С...Ткип(р) - 150°С, под воздействием сил поверхностного натяжения приобретают сферическую форму, что способствует снижению насыпного веса материала и повышению газопроницаемости литейных форм на основе регенерата. При температурах ниже Тпл + 50°С вследствие малого времени пребывания частиц в рабочей зоне плазменного разряда полного проплавле- ния их не происходит. При температурах выше Ткип(р) - 150°С происходит изменение зернового состава огнеупорного наполнителя вследствие интенсивного испарения с поверхности частиц. Кроме того, в этом случае в частицах огнеупорного наполнителя образуются газовые включения, отрица-- тельно влияющие на технологические свойства формовочных смесей на основе регенерата;

Предлагаемый способ регенерации отработанных формовочных смесей реализуют следующим образом.

В разрядной камере ВЧ-плазмотронз создают высокотемпературный плазменный разряд, температуру которого регулируют расходом плазмообразующего газа и мощностью, вкладываемой в разряд. Затем в зону ВЧ-разряда с помощью транспортирующего газа непрерывным потоком вводят регенерируемую смесь. Место ввода регенерируемого материала расположено таким образом, что сначала частицы подвергаются термоудару со стороны набегающего потока плазмы, приводящему к удалению с поверхностей частиц огнеупорного наполнителя пленок связующего и примесей вследствие их термической диссоциации и газовой эрозии, при температурах на 50-100°С ниже температуры плавления огнеупорного наполнителя. Затем при температурах на 50°С выше температуры плавления и на 150°С ниже температуцы кипения (разложения) огнеупорного наполнителя частицы проплавля-- ются и под действием сил поверхностного натяжения принимают сферическую форму.

Закалка (охлаждение) частиц происходит в водоохлаждаемой камере реактора ВЧ- плазмотрона. Регенерированный огнеупорный наполнитель накапливается в нижней

части реактора, откуда его удаляют пневмо- или виброспособом с последующим транспортированием в бункеры-накопители , где материал охлаждается до комнатной температуры. Образующиеся в процессе

0 регенерации газообразные продукты дожигаются в высокотемпературной зоне плазменного разряда и, проходя через каскадный фильтр мокрой очистки, в виде эле- ментарных частиц выбрасываются в

5 воздушную среду, а пылевидные составляющие конденсируются в системе охлаждения и электрофильтрации.

Способ опробован при регенерации отработанной формовочной смеси, содержа0 щей, мас.%: люберецкий песок марки ОБ К02 А-100; ортофосфорная кислота 0,15 - 2,5; борная кислота 0,25; карбамидная смола ВК-1 2,5 - З ,0; вода до 2. Расход плазмообразующего газа устанавливали в диапазоне

5 40-70 м3/ч, мощность, вкладываемую в разряд, - в пределах 60-85 кВт, расход транспортирующего газа 1,0 м3/ч.

Температурные параметры процесса регенерации и физико-механические свой0 ства формовочых смесей на регенерате приведены в таблице.

Исследования, проведенные на сканиру- ioaieM микрорентгеноспёктральном анализаторе ISM-840, показали, что основным и

5 единственным породообразующим минералом в регенерированном материале является плавленный аморфный кварц (SI02), связующее и примеси щелочноземельных металлов и их оксидов отсутствуют.

0 Использование предлагаемого способа

регенерации отработанных формовочных

материалов по сравнению с известными

рпособами позволяет полностью удалить

с поверхности зерен огнеупорного на5 полнителя пленки связующего и примеси легкоплавких окислов щелочных и щелочноземельных металлов, значительно повы- рить физико-механические свойства огнеупорного наполнителя за счет его про0 плавления и сфероидизации частиц, что, в свою очередь, обуславливает высокую химическую инертность к металлическим расплавам.

5 Фор мула изобретения

Способ термической регенерации огне- , упорного напол нителя из отработанной формовочной смеси, включающий дезинтеграцию смеси до зерновой основы, сепарацию, классификацию и термическую

обработку наполнителя а псевдоожижен- ном слое с последующим охлаждением, о т- лмчающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения физико-механических свойств формовочных смесей на основе регенерата, термическую обработку огнеупорного наполнителя осуществляют в поле высокочастотного плазменного разряда, подвергая его термоудару при температуре на 50 - 100°С ниже температуры плавления огнеупорного наполнителя, а затем проплавляя при температуре на50°С выше температуры плавления и на 150°С ниже температуры кипения (разложения) упомянутого наполнителя.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии регенерации песков из отработанных смесей литейных цехов Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение физико-технических свойств формовочных смесей на основе регенерата Для этого вводят дезинтегрированную и от- сепарированную смеси, а отработанный формовочный материал - в поле высокочастотного плазменного разряда и подвергают термоудару при температурах на 50-100°С ниже температуры плавления диоксида кремния, затем аморфизируют при температуре на 50°С выше температуры плавления и на 150°С ниже температуры кипения диоксида кремния 1 табл 1Л