Регенерация отработанной смеси.

Серьёзной проблемой литейного производства остаётся экология, так как при производстве одной тонны литья из чёрных и цветных сплавов выделяется около 50 кг пыли, 250 кг окиси углерода, 1,5- 2,0 кг окиси серы, 1 кг углеводородов.

С появлением технологий формообразования с использованием смесей со связующими сделанными из синтетических смол разных классов особенно опасны выделения фенолов, ароматических углеводородов, формальдегидов, канцерогенного и аммиачного бензопирена. Усовершенствование литейного производства обязано быть направлено не только на разрешение экономических проблем, но и не в меньшей мере на создание условий для деятельности и проживания человека. По экспертной оценке, на сегодняшний день эти технологии создают до 70% загрязнений природы от литейных цехов.

Очевидно, в условиях литейного производства проявляется неблагоприятный кумулятивный эффект комплексного фактора, при котором вредное воздействие каждого отдельного ингредиента (пыли, газов, температуры, вибрации, шума) резко увеличивается.

Модернизирующие мероприятия в литейном производстве выделяют следующие:

  • замена вагранок индукционными печами низкой частоты (при этом размер вредных выбросов уменьшается: пыли и двуокиси углерода приблизительно в 12 раз, двуокиси серы в 35 раз)

  • внедрение в производство малотоксичных и не токсичных составов смесей

  • установка эффективных системам улавливания и нейтрализации выделяющихся вредных веществ

  • отладка эффективной работы вентиляционных систем

  • применение современного оборудования с пониженной вибрацией

  • регенерации отработанных смесей на местах их образования

Количество фенолов в отвальных смесях превышает содержание других токсичных веществ. Фенолы и формальдегиды образуются в процессе термодеструкции формовочных и стержневых смесей, в которых связующим являются синтетические смолы. Эти вещества хорошо растворимы в воде, что создает опасность попадания их в водоёмы при вымывании поверхностными (дождевыми) или грунтовыми водами.

Выбрасывать отработанную формовочную смесь после выбивки в отвалы является экономически и экологически невыгодно. Наиболее рациональным решением является регенерация холоднотвердеющих смесей. Основной целью регенерации является удаление пленок связующего с зерен кварцевого песка.

Наибольшее распространение получил механический способ регенерации, при котором происходит отделение пленок связующего от кварцевых песчинок за счет механического перетирания смеси. Пленки связующего разрушаются, превращаются в пыль и удаляются. Регенерированный песок поступает на дальнейшее использование.

Технологическая схема процесса механической регенерации:

  • выбивка формы (Залитая форма подается на полотно выбивной решетки, где происходит ее разрушение за счет вибрационных ударов.);

  • раздробление кусков формовочной смеси и механическое перетирание смеси (Прошедшая сквозь выбивную решетку смесь поступает в систему оттирочных сит: стальной грохот для крупных комков, сито с клинообразными отверстиями и мелкое оттирочное сито-классификатор. Встроенная система сит измельчает формовочную смесь до необходимого размера и отсеивает металлические частицы и другие крупные включения.);

  • охлаждение регенерата (Вибрационный элеватор обеспечивает транспортировку горячего песка в охладитель/обеспыливатель.);

  • пневмопередача регенерированного песка на участок формовки.

Технология механической регенерации обеспечивает возможность повторного использования от 60-70% (Альфа-сет процесс) до 90-95% (Фуран-процесс) регенерированного песка. Если для Фуран-процесса данные показатели являются оптимальными, то для Альфа-сет процесса повторное использование регенерата лишь на уровне 60-70% является недостаточным и не решающим экологический и экономический вопросы. Для увеличения процента использования регенерированного песка возможно использование термической регенерации смесей. Регенерированный песок по качеству не уступает свежему песку и даже превосходит его за счет активации поверхности зерен и выдувания пылевидных фракций. Печи для термической регенерации работают по принципу кипящего слоя. Нагрев регенерируемого материала производится боковыми горелками. Тепло дымовых газов используется для нагрева воздуха, поступающего на формирование кипящего слоя и на сжигание газа для нагрева регенерируемого песка. Для охлаждения регенерируемых песков используются установки кипящего слоя, снабженные водяными теплообменниками.

При термической регенерации происходит нагрев смесей в окислительной среде при температуре 750-950 ºС. При этом происходит выгорание пленок органических веществ с поверхности зерен песка. Несмотря на высокую эффективность процесса (возможно использование до 100% регенерированной смеси) у него имеются следующие недостатки: сложность оборудования, большой расход энергии, низкая производительность, высокая стоимость.

Все смеси перед регенерацией проходят предварительную подготовку: магнитную сепарацию (другие виды очистки от немагнитного скрапа), дробление (при необходимости), просев.

При внедрении процесса регенерации количество твердых отходов, выбрасываемых в отвал, в несколько раз сокращается (иногда они ликвидируются полностью). Количество вредных выбросов в воздушную атмосферу с дымовыми газами и запыленным воздухом из литейного цеха не увеличивается. Это связано, во-первых, с достаточно высокой степенью сгорания вредных компонентов при термической регенерации, во-вторых, с высокой степенью очистки дымовых газов и отработанного воздуха от пыли. Для всех видов регенерации используется двойная очистка дымовых газов и отработанного воздуха: для термической - центробежные циклоны и мокрые пылеочистители, для механической - центробежные циклоны и рукавные фильтры.

 

копирование материалов статьи запрещено без ссылки на источник (на эту страницу)