Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 69

3.6. РЕГЕНЕРАЦИЯ ФОРМОВОЧНЫХ ПЕСКОВ

Ежегодно в нашей стране расходуется более 20 млн.т чисто­го кварцевого песка. Наполнитель формовочных и стержневых смесей, как правило, является материалом одноразового исполь­зования. Это связано с тем, что в процессе заливки литейных форм жидким металлом происходят сложные физико-химические процессы взаимодействия расплавленного металла с материалом формы, которые изменяют свое строение и свойства. Под влияни­ем высокой температуры жидкого металла и быстрого нагревания зерна кварца претерпевают модификационные превращения и растрескиваются. Бентонит теряет химически связанную воду и частично шамотизируется. В форме одновременно происходят процессы размельчения и укрупнения зерновой основы за счет реакций компонентов смеси между собой и с окислами металла. Органические связующие вещества и специальные добавки, вхо­дящие в состав смесей и красок, разлагаются под действием тем­пературы заливаемого в форму металла. Продукты разложения фильтруются через поры формовочной смеси и осаждаются на поверхности зерен песка в виде углеродосодержащих пленок. В жидкостекольных смесях происходит спекание пленок силикатов натрия с поверхностью кварцевых зерен.

Наличие поверхностных пленок, образованных продуктами отверждения связующих материалов, снижает активность кварца. Поэтому повторное использование отработанного песка в составах формовочных и, особенно, стержневых смесей без тщательной его очистки приводит к резкому снижению технологических свойств последних и, как следствие, повышенному расходу связующих материалов.

Изыскание, исследование и внедрение новых высокоэффек­тивных методов регенерации формовочных и стержневых смесей является важной народнохозяйственной задачей, позволяющей решать вопросы, связанные с созданием в литейном производстве основ безотходных технологических процессов. Анализ показыва­ет, что весьма перспективным способом регенерации песка являет­ся процесс гидрорегенерации с использованием разрядно- импульсной технологии. При электрическом разряде в жидкости образуются высокие гидравлические давления, способствующие разрушению отработанных формовочных смесей и отслаиванию пленок связующих материалов с поверхности кварцевых зерен.

В настоящее время в мировой практике литейного произ­водства нашли применение сухой, термический, мокрый и ком­бинированные методы регенерации песка из отработанных фор­мовочных и стержневых смесей.

Сухая регенерация основана на механическом удалении с поверхности кварцевых зерен легко отделяемых при ударе пленок органических и неорганических связующих, пылевидных частиц песка и глины, а также на частичном удалении новообразований, появившихся на поверхности зерен и в их микротрещинах в ре­зультате высокотемпературных воздействий. Восстановление зер­нового состава регенерированного песка обеспечивается установ­ками для воздушной сепарации.

Сухая регенерация подраз­деляется на пневматическую и механическую и, как правило, предназначена для смесей, вы­биваемых из отливок без ис­пользования гидравлических камер. При пневморегенера­ции раздробленная отработан­ная смесь, увлекаемая воз­душным потоком, ударяется о конусообразный колпак (та- рель), что способствует удале­нию поверхностных пленок связующих материалов.

Установка (рис. 3.10) для пневморегенерации состоит из ряда последовательно соеди­ненных однотипных камер 1, в нижней части которой установ­лено сопло 5 (через него подается сжатый воздух), направляющего дифузора 3, отбойного колпака 2. Регенерируемая смесь поступает в установку по течке 4, захватывается потоком воздуха, выходяще­го из сопла и после разгона в диффузоре ударяется о колпак 2. В результате этого происходит дробление отдельных конгломератов и отделение пленок связующего от зерен наполнителя. Пылевидные частицы отсасываются и направляются в систему очистки, а реге­нерированный песок после обработки по течке 6 поступает в сле­дующую аналогичную камеру для дальнейшей обработки.