Navrhovaný spôsob spočíva v tom, že predbežné rozdrvenie východiskového materiálu sa vykonáva selektívne a cielene koncentrovanou silou od 900 do 1 200 J. cm2 / g. Inštalácia na implementáciu tejto metódy obsahuje drviace a triediace zariadenie vyrobené vo forme manipulátora s diaľkovým ovládaním, na ktorom je nainštalovaný hydraulicko-pneumatický nárazový mechanizmus. Inštalácia navyše obsahuje zapečatený modul komunikovaný so systémom na výber práškových frakcií, ktorý má prostriedky na spracovanie týchto frakcií na jemný prášok. 2 s a 2 h. str. f-kryštály, 4 dwg., 1 tab.
Vynález sa týka zlievarne a konkrétnejšie spôsobu spracovania liatej pevnej trosky vo forme hrudiek s kovovými inklúziami a zariadenia na úplné spracovanie týchto trosiek. Táto metóda a inštalácia umožňujú prakticky úplne využiť spracovanú trosku a výsledné konečné produkty - komerčnú trosku a priemyselný prach - je možné použiť v priemyselnej a občianskej výstavbe, napríklad na výrobu. stavebné materiály... Odpady vznikajúce pri spracovaní trosky vo forme kovu a drvenej trosky s kovovými inklúziami sa používajú ako vsádzkové materiály pre taviace jednotky. Spracovanie odliatkov z pevnej trosky, preniknutých kovovými inklúziami, je komplexná a pracovne náročná operácia, ktorá si vyžaduje jedinečné vybavenie, dodatočné náklady na energiu, takže trosky sa prakticky nepoužívajú a likvidujú sa na skládkach, čím sa zhoršuje životné prostredie a znečisťuje životné prostredie. životné prostredie... Osobitný význam má vývoj metód a zariadení na implementáciu úplného bezodpadového spracovania trosky. Je známych množstvo spôsobov a inštalácií, ktoré čiastočne riešia problém spracovania trosky. Zvlášť je známy spôsob spracovania hutníckej trosky (SU, A, 806123), ktorý spočíva v drvení a preosievaní týchto strusiek na malé frakcie v rozmedzí 0,4 mm, po ktorých nasleduje rozdelenie na dva produkty: kovový koncentrát a trosku. Tento spôsob spracovania hutníckych trosiek rieši problém v úzkom rozsahu, pretože je určený len pre trosky s nemagnetickými inklúziami. Technicky najbližšie k navrhovanej metóde je spôsob mechanickej separácie kovov zo trosky hutníckych pecí (SU, A, 1776202) vrátane drvenia hutníckej trosky v drviči a v mlynoch, ako aj separácia frakcií trosky a získané kovové frakcie rozdielom hustoty vo vodnom médiu v rozmedzí 0,5-7,0 mm a 7-40 mm s obsahom železa v kovových frakciách až 98%
Odpad z tejto metódy vo forme troskových frakcií po úplnom vysušení a triedení sa používa v stavebníctve. Táto metóda je účinnejšia z hľadiska množstva a kvality regenerovaného kovu, ale nerieši problém predbežného rozdrvenia východiskového materiálu, ako ani získanie vysokokvalitného frakčného zloženia komerčnej trosky na výrobu, napríklad stavebné výrobky. Na implementáciu týchto spôsobov je predovšetkým známe prietokové potrubie (SU, A, 759132) na separáciu a triedenie odpadovej hutníckej trosky, vrátane nakladacieho zariadenia vo forme podávača násypky, vibračných sít nad prijímacím zariadením násypky, elektromagnetické separátory, chladiace komory, bubnové sitá a zariadenia na pohyb vyťažených kovových predmetov. Táto výrobná linka však taktiež nezabezpečuje predbežné drvenie trosky vo forme troskových hrudiek. Je tiež známe zariadenie na triedenie a drvenie materiálov (SU, A, 1547864), vrátane vibračného sita a rámu s nainštalovaným drviacim zariadením, ktoré je vyrobené z dier a inštalované so schopnosťou pohybu vo zvislej rovine, a drviace zariadenie je vyrobené vo forme klinov s hlavami v ich horných častiach, ktoré sú inštalované s možnosťou pohybu v otvoroch rámu, pričom priečny rozmer hláv je väčší ako priečny rozmer otvorov rámu. V trojstennej komore sa rám pohybuje pozdĺž zvislých vodítok, v ktorých sú nainštalované drviace zariadenia voľne visiace na hlavách. Plocha obsadená rámom zodpovedá oblasti vibračného sita a drviace zariadenia pokrývajú celú plochu roštu vibračného sita. Pohyblivý rám pomocou elektrického pohonu na koľajniciach sa valcuje na vibračné sito, na ktorom je nainštalovaná hrudka trosky. Drviace zariadenia prechádzajú cez blok so zaručenou vôľou. Keď je vibračná mriežka zapnutá, drviace zariadenia spolu s rámom klesnú bez toho, aby sa stretli s prekážkami, po celú posuvnú dĺžku až 10 mm od vibračného sita, pričom ostatné časti (kliny) drviaceho zariadenia narazia na prekážka vo forme povrchu hrudky trosky, zostávajú vo výške prekážky. Každé drviace zariadenie (klin), keď narazí na hrudku trosky, nájde s ním svoj kontaktný bod. Vibrácie z revu sa prenášajú cez troskovú hrudku, ktorá na ňom leží v miestach dotyku klinov drviacich zariadení, ktoré tiež začínajú rezonančne vibrovať vo vodidlách rámu. Nedochádza k deštrukcii troskovej hrudky a dochádza len k čiastočnému obrusovaniu trosky na klinoch. Bližšie k riešeniu navrhovanej metódy je vyššie uvedené zariadenie na separáciu a triedenie odpadu a zlievarenskej trosky (RU, A, 1547864) vrátane systému na dodávanie zdrojového materiálu do zóny pred drvením, ktorý vykonáva zariadenie na triedenie a drviace materiály, vyrobené vo forme záchytnej násypky, nad ktorou je nainštalovaná vibračná obrazovka a zariadenia na priame drvenie trosky, vibračné drviče na ďalšie drvenie materiálu, elektromagnetické separátory, vibračné sito, zásobníky na triedenú trosku s dávkovače a prepravné zariadenia. V systéme podávania trosky je k dispozícii sklápací mechanizmus, ktorý zaisťuje príjem trosky s chladenou hrudkou trosky v nej umiestnenej a jej prívod do zóny vibračného sita, pričom zrazí hrudku trosky na vibračné sito a vráti prázdnu trosku do svoju pôvodnú polohu. Vyššie uvedené metódy a zariadenia na ich implementáciu využívajú možnosti drvenia a zariadenia na spracovanie trosky, pri prevádzke ktorých sa emitujú nevyužiteľné prachové frakcie znečisťujúce pôdu a vzduch, čo výrazne ovplyvňuje ekologickú rovnováhu životného prostredia. Vynález je založený na úlohe vytvoriť spôsob spracovania trosky, v ktorom sa predbežné drvenie východiskového materiálu, po ktorom nasleduje jeho triedenie podľa zmenšujúcich sa veľkostí frakcií a výber výsledných prachových frakcií, uskutočňuje tak, že že bude možné úplne využiť spracované trosky a tiež vytvoriť zariadenie na implementáciu tejto metódy. Tento problém je vyriešený spôsobom spracovania trosky zlievareň vrátane predbežného drvenia východiskového materiálu a jeho následného triedenia na klesajúce frakcie na získanie komerčnej trosky so súčasným výberom výsledných práškových frakcií, v ktorom sa podľa vynálezu predbežné drvenie vykonáva selektívne a orientuje sa koncentrovanou silou od 900 až 1 200 J a vybrané práškové frakcie sa uzatvoria v uzavretom objeme a pôsobia na ne mechanicky, kým sa nezíska jemný prášok so špecifickým povrchom najmenej 5 000 cm2 / g. Odporúča sa použiť jemný prášok ako účinnú látku do stavebných zmesí. Táto implementácia metódy vám umožňuje úplne spracovať trosku zlievárne, čo má za následok dve Konečný produkt obchodná troska a komerčný prach používané na stavebné účely. Problém je tiež vyriešený inštaláciou na implementáciu metódy, vrátane systému dodávania zdrojového materiálu do zóny pred drvením, zariadenia na drvenie a triedenie, vibračných drvičov s elektromagnetickými separátormi a prepravných zariadení, ktoré drvia a triedia materiál na klesajúce frakcie, klasifikátory hrubých a jemných frakcií a systémový výber práškových frakcií, v ktorých je podľa vynálezu zariadenie na drvenie a triedenie vyrobené vo forme manipulátora s diaľkovým ovládaním, na ktorom je hydraulicko-pneumatický je nainštalovaný nárazový mechanizmus a v zariadení je namontovaný zapečatený modul, komunikovaný so systémom na zber prachových frakcií, ktorý má prostriedky na spracovanie týchto frakcií na jemný prášok ... Ako prostriedok na spracovanie práškových frakcií je výhodné použiť kaskádu postupne usporiadaných závitovkových mlynov. Jeden z variantov vynálezu uvádza, že zariadenie má systém na vracanie spracovaného materiálu, inštalovaný v blízkosti klasifikátora hrubej frakcie, na jeho dodatočné mletie. Takáto konštrukcia zariadenia ako celku umožňuje recyklovať zlievarenský odpad s vysokým stupňom spoľahlivosti a účinnosti a bez vysokej spotreby energie. Podstata vynálezu je nasledovná. Odlievaná troska zo zlievarne sa vyznačuje pevnosťou, to znamená odolnosťou proti lomu, keď dôjde k vnútornému napätiu v dôsledku akéhokoľvek zaťaženia (napríklad pri mechanickom stlačení), a možno ju pripísať konečnej pevnosti v tlaku (kompresii) horninám média sila a sila ... Prítomnosť kovových inklúzií v troske posilňuje monolitickú hrudku a posilňuje ju. Predtým popísané metódy ničenia nezohľadňovali pevnostné charakteristiky pôvodného zničeného materiálu. Lomovú silu charakterizuje hodnota P = sf F, kde P je tlaková lomová sila, F oblasť pôsobiacej sily, bola výrazne nižšia ako pevnostné charakteristiky trosky. Navrhovaná metóda je založená na zmenšení oblasti pôsobenia sily F na rozmery určené pevnostnými charakteristikami materiálu použitého nástrojom a voľbou frekvencie sily P. ktorá vo všeobecnosti zvyšuje účinnosť metódy. Empiricky boli parametre frekvencie a energie úderu zvolené v rozmedzí 900-1200 J s frekvenciou 15-25 úderov za minútu. Takáto drviaca technika sa v navrhovanej inštalácii vykonáva pomocou hydropneumatického nárazového mechanizmu namontovaného na manipulátore zariadenia na drvenie a triedenie trosky. Manipulátor počas svojej činnosti vytvára tlak na predmet deštrukcie hydropneumatického nárazového mechanizmu. Riadenie aplikovanej drviacej sily hrudkových škvŕn sa vykonáva diaľkovo. Troska je zároveň materiálom s potenciálnymi adstringentnými vlastnosťami. Schopnosť ich stvrdnúť sa objavuje hlavne pod pôsobením aktivačných prísad. Existuje však taký fyzikálny stav trosky, keď sa potenciálne väzbové vlastnosti prejavujú po mechanických účinkoch na spracované frakcie trosky, kým sa nezískajú určité rozmery charakterizované špecifickým povrchom. Získanie vysokého špecifického povrchu drvenej trosky je zásadným faktorom pri získavaní chemickej aktivity. Vykonané laboratórne štúdie potvrdzujú, že významné zlepšenie kvality trosky použitej ako spojivo sa dosiahne počas mletia, keď jej špecifický povrch presiahne 5 000 cm 2 / g. Takýto špecifický povrch je možné získať mechanickým pôsobením na vybrané prachové frakcie uzavreté v uzavretom objeme (uzavretý modul). Tento efekt sa vykonáva pomocou kaskády závitovkových mlynov umiestnených v sérii v zapečatenom module, pričom sa tento materiál postupne prevádza na jemný prášok so špecifickým povrchom viac ako 5 000 cm2 / g. Navrhovaný spôsob a zariadenie na spracovanie trosky teda umožňujú ich prakticky úplné využitie, v dôsledku čoho sa získa predajný výrobok, ktorý sa používa najmä v stavebníctve. Integrované používanie trosky výrazne zlepšuje životné prostredie a tiež uvoľňuje výrobné oblasti používané na skládkach. V súvislosti so zvýšením stupňa využitia spracovanej trosky sa znižujú náklady na vyrobený výrobok, čo podľa toho zvyšuje účinnosť použitého vynálezu. Obr. 1 schematicky znázorňuje závod na uskutočnenie spôsobu spracovania trosky podľa vynálezu v pôdoryse; na obr. 2 rez a-a na obr. jeden;
Obr. 3 pohľad B na obr. 2;
Obr. 4 rez b-b na obr. 3. Navrhovaný spôsob umožňuje úplné bezodpadové spracovanie trosky na získanie obchodovateľnej drvenej trosky požadovaných frakcií a práškových frakcií spracovaných na jemný prášok. Okrem toho sa získa materiál s kovovými inklúziami, ktorý sa znova použije v taviacich jednotkách na lineárnu a metalurgickú výrobu. Za týmto účelom sa odliata hrudka kusu s kovovými inklúziami predbežne rozdrví koncentrovanou silou od 900 do 1 200 J na vibračnom site s poruchovou mriežkou. Kov a troska s kovovými inklúziami, ktorých rozmery sú väčšie ako veľkosti otvorov na poruchovom rošte vibračnej obrazovky, sa vyberú pomocou magnetickej žeriavovej platne a uložia sa do nádoby a kusy trosky zostávajúce na vibračnej clone sa odoslané na jemnejšie drvenie do vibračného drviča umiestneného v bezprostrednej blízkosti vibračného sita. Drvený materiál, ktorý spadol cez poruchový rošt, je transportovaný systémom vibračných drvičov s extrakciou kovu a trosky s kovovými inklúziami elektromagnetickými separátormi na ďalšie drvenie a triedenie. Veľkosť kusov, ktoré neprešli cez poruchový rošt, sa pohybuje od 160 do 320 mm a tých, ktoré prešli od 0 do 160 mm. V nasledujúcich fázach sa troska rozdrví na frakcie s veľkosťou 0-60 mm, 0-12 mm a odoberie sa troska s kovovými inklúziami. Potom sa drvená troska privádza do triediča hrubých frakcií, kde sa vyberá materiál s veľkosťou 0-12 a viac ako 12 mm. Hrubší materiál je odoslaný do vratného systému na prebrúsenie a materiál s veľkosťou 0-12 mm je odoslaný hlavným prúdom procesu do triediča jemných frakcií, kde je prachová frakcia veľkosti 0-1 mm odobratý, ktorý sa zhromaždí v zapečatenom module na následnú expozíciu a získa sa jemne dispergovaný prášok so špecifickým povrchom viac ako 5 000 cm2 / g, ktorý sa používa ako aktívne plnivo pre stavebné zmesi. Materiál vybraný na klasifikátor jemných frakcií s veľkosťou 1-12 mm je komerčná troska, ktorá sa odosiela do skladovacích nádrží na následnú prepravu k zákazníkovi. Zloženie tejto komerčnej trosky je uvedené v tabuľke. Vybrané frakcie trosky s kovovými inklúziami sa vracajú do taviarne na pretavenie pomocou dodatočného technologického toku. Obsah kovu v drvenej troske vybranej magnetickou separáciou sa pohybuje v rozmedzí 60-65%
Použitý ako aktívne plnivo je v zložení spojiva zahrnutý napríklad jemný prášok, napríklad na výrobu betónu, kde je plnivom drvená zlievarenská troska s veľkosťou frakcie 1-12. Štúdia kvalitatívnych charakteristík získaného betónu naznačuje zvýšenie jeho pevnosti pri teste mrazuvzdornosti po 50 cykloch. Vyššie opísaný spôsob spracovania trosky je možné úspešne reprodukovať na zariadení (obr. 1-4) obsahujúcom systém na dodávanie trosky z taviarne do zóny pred drvením, kde je naklápač 1, vibračná clona 2 s zlyhal nemagnetický rošt 3 a manipulátor 4, ovládaný diaľkovo z diaľkového ovládača (C). Manipulátor 4 je vybavený hydropneumatickým nárazovým mechanizmom vo forme sekáča 5. Aby sa zaistilo spoľahlivejšie rozdrvenie východiskového materiálu na požadovanú veľkosť, v blízkosti vibračného sita sú umiestnené vibračný zásobník 6 a drvič čeľustí. drvený materiál pomocou systému prepravných zariadení, najmä pásových dopravníkov 9, sa pohybuje po hlavnom technologickom toku (znázornenom na obr. 1 obrysovou šípkou), na ktorého ceste vedú vibračné čeľuste 10 a elektromagnetické separátory 11 sa postupne montujú a poskytujú drvenie a triedenie trosky v klesajúcich frakciách na špecifikované veľkosti. Na ceste hlavného prúdu procesu sú namontované triediče 12 a 13 na hrubú a jemnú frakciu drvenej trosky. Inštalácia tiež predpokladá prítomnosť dodatočného technologického prúdu (znázorneného trojuholníkovou šípkou na obr. 1), ktorý obsahuje systém na vracanie materiálu nerozdrveného na požadovanú veľkosť, umiestnený v blízkosti triediča 12 pre hrubú frakciu a pozostávajúci z dopravníkov a drvič čeľustí umiestnený kolmo na seba a drvič čeľustí 14 a tiež systém 15 na odstraňovanie magnetizovaných materiálov. Na výstupe z hlavného technologického prúdu sú nainštalované akumulátory 16 získanej obchodnej trosky a uzavretý modul 17 spojené so systémom zberu prachu vytvoreným vo forme kontajnera 18. Vo vnútri modulu 17 je kaskáda závitovkových mlynov 19 sa sekvenčne nachádza na spracovanie prachových frakcií na jemný prášok. Zariadenie funguje nasledovne. Troska 20 s chladenou troskou je privádzaná napríklad nakladačom (nie je znázornený) do prevádzkovej oblasti zariadenia a je umiestnená na vozíku vyklápacieho stroja 1, ktorý ho prevracia na rošt 3 vibračného sita 2, vyrazí hrudku trosky 21 a vráti trosku do pôvodnej polohy. Potom sa prázdna troska odstráni z vyklápača a na jej miesto sa nainštaluje ďalšia troska. Potom sa manipulátor 4 privedie na vibračné sito 2 na drvenie hrudky trosky 21. Manipulátor 4 má kĺbovú šípku 22, na ktorú je zavesená drážka 5, ktorá drví hrudku trosky na kúsky rôznych veľkostí. Telo manipulátora 4 je namontované na pohyblivom nosnom ráme 23 a otáča sa okolo zvislej osi, čím sa spracováva hrudka v celej oblasti. Manipulátor pritlačí pneumatický nárazový mechanizmus (sekáč) na hrudku trosky vo vybranom bode a vydá sériu sústredených a koncentrovaných úderov. Drvenie sa vykonáva na také veľkosti, ktoré zaisťujú maximálny priechod kusov otvormi v poruchovom rošte 3 vibračného sita 2. Po dokončení drvenia sa manipulátor 4 vráti do svojej pôvodnej polohy a vibračné sito spustí činnosť 2. odpad zostávajúci na povrchu vibračného sita vo forme kovu a trosky s kovovými inklúziami sa odoberá magnetickou doskou žeriava 8 a kvalita výberu je zaistená inštaláciou na vibračnú clonu 2 poruchovým roštom 3 magnetický materiál. Vybraný materiál je uložený v kontajneroch. Ďalšie veľké kusy trosky s nízkym obsahom kovu narážajú na zrútenie roštu do čeľusťového drviča 7, odkiaľ drviaci produkt vstupuje do hlavného technologického prúdu. Frakcie trosky prechádzajúce otvormi drezového roštu 3 vstupujú do vibračného bunkra 6, z ktorého je pásový dopravník 9 napájaný do systému vibračných drvičov 10 s elektromagnetickými separátormi 11. Drvenie a triedenie frakcií trosky je zabezpečené v hlavnom kontinuálnom zariadení procesný tok pomocou systému dopravníkových zariadení 9 navzájom prepojených v uvedenom prúde. Materiál drvený v hlavnom prúde vstupuje do triediča 12, kde je triedený na frakcie veľkosti 0-12 mm. Väčšie frakcie návratovým systémom (dodatočný procesný prúd) vstupujú do drviča 14 čeľustí, prebrúsia sa a znova sa vrátia do hlavného prúdu na opätovné triedenie. Materiál prechádzajúci triedičom 12 je vedený do triediča 13, v ktorom sú vybrané prachové frakcie veľkosti 0-1 mm vstupujúce do uzavretého modulu 17 a 1-12 mm vstupujúce do akumulátorov 16. Systém jeho výberu (lokálne nasávanie) sa zhromažďuje v nádrži 18, ktorá komunikuje s modulom 17. Následne sa všetok prach zozbieraný v module spracuje na jemný prášok so špecifickým povrchom viac ako 5 000 cm 2 / g pomocou kaskády postupne inštalovaných závitovkových mlynov 19. Na zefektívnenie čistenia hlavného prúdu trosky z kovové inklúzie pozdĺž celej svojej dráhy, sú vybrané pomocou elektromagnetických separátorov 11 a prenesené do systému 15 na odstránenie magnetizovaných materiálov (dodatočný procesný tok), následne transportované na pretavenie.
NÁROK
1. Spôsob spracovania zlievárenskej trosky, vrátane predbežného drvenia východiskového materiálu a jeho následného triedenia na klesajúce frakcie na získanie obchodovateľnej trosky so súčasným výberom výsledných prachových frakcií, vyznačujúci sa tým, že predbežné drvenie sa vykonáva selektívne a orientuje sa koncentrovanou silou od 900 do 1 200 J a vybrané prachové frakcie sa uzatvoria v uzavretom objeme a vystavia mechanickému pôsobeniu, až kým sa nezíska jemný prášok so špecifickým povrchom najmenej 5 000 cm2. 2. Zariadenie na spracovanie zlievárenskej trosky vrátane systému na dodávanie východiskového materiálu do zóny pred drvením, zariadenia na drvenie a preosievanie, vibračných drvičov s elektromagnetickými separátormi a dopravných zariadení, ktoré drvia a triedia materiál na klesajúce frakcie, klasifikátory hrubých a jemných frakcií a systémový výber prašných frakcií, vyznačujúci sa tým, že zariadenie na drvenie a triedenie je vyrobené vo forme manipulátora s diaľkovým ovládaním, na ktorom je nainštalovaný hydropneumatický nárazový mechanizmus, a utesneného modulu. namontovaný v zariadení, komunikovaný so systémom na výber prašných frakcií, ktorý má prostriedky na spracovanie týchto frakcií na jemný prášok ... 3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že prostriedkom na spracovanie prachových frakcií na jemný prášok je kaskáda postupne usporiadaných závitovkových mlynov. 4. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že je vybavené systémom na vracanie spracovaného materiálu, inštalovaným v blízkosti triediča hrubých frakcií, na jeho dodatočné mletie.LitevýrobyOdstvo, jedno z priemyselných odvetví, ktorých výrobkami sú odliatky získané v odlievacích formách, ak sú plnené tekutou zliatinou. V priemere je odlievacími metódami vyrobených asi 40% (hmotnostných) polotovarov častí strojov a v niektorých odvetviach strojárstva, napríklad v konštrukcii obrábacích strojov, je podiel odliatkov 80%. Strojárstvo zo všetkých vyrobených odliatkov spotrebuje asi 70%, hutnícky priemysel - 20%, výroba sanitárneho vybavenia - 10%. Odliatky sa používajú v kovoobrábacích strojoch, spaľovacích motoroch, kompresoroch, čerpadlách, elektromotoroch, parných a hydraulických turbínach, valcovniach a poľnohospodárskom priemysle. autá, automobily, traktory, lokomotívy, vagóny. Rozšírené používanie odliatkov sa vysvetľuje skutočnosťou, že ich tvar je jednoduchšie aproximovať konfiguráciu hotových výrobkov ako tvar polotovarov vyrábaných inými metódami, napríklad kovaním. Odlievanie môže produkovať polotovary rôznej zložitosti s malými prídavkami, čo znižuje spotrebu kovu, znižuje náklady na obrábanie a v konečnom dôsledku znižuje náklady na výrobky. Odliatok je možné použiť na výrobu výrobkov takmer akejkoľvek hmotnosti - z niekoľkých G až stovky T, so stenami z desatín zlomku mm až niekoľko m. Hlavné zliatiny, z ktorých sa vyrábajú odliatky: sivá, kujná a legovaná liatina (až 75% hmotnosti všetkých odliatkov), uhlíkové a legované ocele (viac ako 20%) a neželezné zliatiny (meď, hliník, zinok a horčík) . Oblasť aplikácie odliatkov sa neustále rozširuje.
Zlievarenský odpad.
Klasifikácia odpadov z výroby je možná podľa rôznych kritérií, z ktorých za hlavné možno považovať nasledujúce:
podľa odvetví - metalurgia železa a neželezných kovov, ťažba rúd a uhlia, ropa a plyn atď.
podľa fázového zloženia - tuhé (prach, kal, troska), kvapalné (roztoky, emulzie, suspenzie), plynné (oxidy uhlíka, dusík, zlúčeniny síry atď.)
podľa výrobných cyklov - pri ťažbe surovín (nadložné a oválne horniny), pri obohacovaní (hlušiny, kaly, výtlaky), v pyrometalurgii (trosky, kaly, prach, plyny), v hydrometalurgii (roztoky, sedimenty, plyny).
V hutníckom závode s uzavretým cyklom (liatina - oceľ - valcovaný kov) môže byť pevný odpad dvoch typov - prach a troska. Často sa používa čistenie mokrým plynom, potom je odpadom namiesto kalu. Najcennejšie pre metalurgiu železa sú odpady obsahujúce železo (prach, kal, vodný kameň), zatiaľ čo trosky sa používajú hlavne v iných priemyselných odvetviach.
Počas prevádzky hlavných hutníckych jednotiek sa tvorí väčšie množstvo jemne rozptýleného prachu pozostávajúceho z oxidov rôznych prvkov. Ten je zachytávaný zariadeniami na úpravu plynu a potom je buď privádzaný do zberača kalu alebo odoslaný na ďalšie spracovanie (hlavne ako súčasť spekanej vsádzky).
Príklady zlievarenského odpadu:
Zlievareň pálený piesok
Troska z oblúkovej pece
Šrot z neželezných a železných kovov
Olejový odpad (odpadové oleje, tuky)
Formovanie spáleného piesku (formovacia zemina) je zlievarenský odpad, ktorý sa z hľadiska fyzikálnych a mechanických vlastností blíži piesčitej hline. Vytvorené odlievaním do piesku. Pozostáva predovšetkým z kremenného piesku, bentonitu (10%), uhličitanových prísad (až 5%).
Vybral som si tento druh odpadu, pretože otázka likvidácie použitého formovacieho piesku je jednou z najdôležitejších otázok zlievarne z environmentálneho hľadiska.
Formovacie materiály by mali byť predovšetkým ohňovzdorné, priepustné pre plyn a plastové.
Žiaruvzdornosť formovacieho materiálu je jeho schopnosť pri kontakte s roztaveným kovom nespájať sa a spekať. Najdostupnejším a najlacnejším formovacím materiálom je kremenný piesok (SiO2), ktorý je dostatočne žiaruvzdorný na odlievanie najviac žiaruvzdorných kovov a zliatin. Z nečistôt sprevádzajúcich SiO2 sú obzvlášť nežiaduce alkálie, ktoré na SiO2, podobne ako tavivá, s ním tvoria taviteľné zlúčeniny (kremičitany), ktoré sa prilepia na odliatok a sťažujú čistenie. Pri tavení liatiny a bronzu by škodlivé nečistoty, škodlivé nečistoty v kremennom piesku nemali presiahnuť 5-7%a pre oceľ-1,5-2%.
Permeabilita tvarovacej hmoty je jej schopnosť prechádzať plynmi. Pri zlej priepustnosti formovacej zeminy sa môžu v odliatku vytvárať plynové kapsy (zvyčajne sférické) a spôsobovať chyby odliatkov. Škrupiny sa nachádzajú pri následnom obrábaní odliatku, keď je odstránená horná vrstva kovu. Permeabilita formovacej zeminy závisí od jej pórovitosti medzi jednotlivými zrnami piesku, od tvaru a veľkosti týchto zŕn, od ich rovnomernosti a od množstva hliny a vlhkosti v nej.
Piesok so zaoblenými zrnami má vyššiu priepustnosť pre plyn ako piesok so zaoblenými zrnami. Malé zrná, umiestnené medzi veľkými, tiež znižujú priepustnosť zmesi pre plyn, znižujú pórovitosť a vytvárajú malé kľukaté kanály, ktoré bránia úniku plynov. Hlina svojimi extrémne jemnými zrnami upcháva póry. Prebytočná voda tiež upcháva póry a navyše sa odparovaním pri kontakte s horúcim kovom naliatým do formy zvyšuje množstvo plynov, ktoré musia prejsť stenami formy.
Sila formovacej zmesi spočíva v schopnosti udržať jej tvar, odolávať pôsobeniu vonkajších síl (náraz, náraz prúdu tekutého kovu, statický tlak kovu naliateho do formy, tlak plynov uvoľňovaných z forma a kov počas liatia, tlak z dôvodu zmrštenia kovu atď.).
Pevnosť formovacej zmesi sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom vlhkosti až do určitej hranice. S ďalším zvýšením množstva vlhkosti sa pevnosť znižuje. V prítomnosti ílových nečistôt („tekutý piesok“) v zlievárenskom piesku sa pevnosť zvyšuje. Mastný piesok vyžaduje vyšší obsah vlhkosti ako piesok s nízkym obsahom ílu („chudý piesok“). Čím je zrno piesku jemnejšie a má hranatejší tvar, tým väčšia je pevnosť piesku. Tenká spojovacia vrstva medzi jednotlivými zrnami piesku sa dosiahne dôkladným a nepretržitým miešaním piesku s hlinkou.
Plastickosť tvarovateľnej zmesi je schopnosť ľahko vnímať a presne udržiavať tvar modelu. Plasticita je obzvlášť potrebná pri výrobe umeleckých a zložitých odliatkov, aby sa reprodukovali najmenšie detaily modelu a zachovali sa ich dojmy počas odlievania kovov. Čím sú zrnká piesku jemnejšie a rovnomernejšie ich obklopí vrstva hliny, tým lepšie vyplnia najmenšie detaily povrchu modelu a zachovajú si tvar. Pri nadmernej vlhkosti väzbová hlina skvapalňuje a plasticita sa prudko znižuje.
Pri skladovaní odpadových formovacích pieskov na skládke dochádza k zaprášeniu a znečisteniu životného prostredia.
Na vyriešenie tohto problému sa navrhuje regenerácia použitých formovacích pieskov.
Špeciálne aditíva. Jedným z najbežnejších typov chýb odlievania je zahorenie výlisku a jadrového piesku do odliatku. Príčiny spálenia sú rôzne: nedostatočná žiaruvzdornosť zmesi, hrubozrnné zloženie zmesi, nesprávny výber nelepivých farieb, nedostatok špeciálnych nelepivých prísad v zmesi, nekvalitné zafarbenie foriem atď. Existujú tri typy zapálenia: tepelné, mechanické a chemické.
Tepelné vypálenie je pri čistení odliatkov relatívne ľahko odstrániteľné.
Mechanické spálenie sa tvorí v dôsledku prieniku taveniny do pórov formovacej zmesi a je možné ho odstrániť spolu so zliatinovou kôrkou obsahujúcou impregnované zrná formovacieho materiálu.
Chemické vyhorenie je formácia stmelená nízkotaviacimi struskovými zlúčeninami, ktoré vznikajú interakciou formovacích materiálov s taveninou alebo jej oxidmi.
Mechanické a chemické popáleniny sa buď odstránia z povrchu odliatkov (je potrebný veľký výdaj energie), alebo sa odliatky nakoniec odmietnu. Prevencia spálenia je založená na zavedení špeciálnych prísad do formovacej alebo jadrovej zmesi: mleté uhlie, azbestové štiepky, vykurovací olej atď. Mastenec), ktoré pri vysokých teplotách nereagujú s oxidmi tavenín, príp. materiály, ktoré pri nalievaní vytvárajú vo forme redukčné prostredie (mleté uhlie, vykurovací olej).
Miešanie a zvlhčovanie. Zložky formovacej zmesi sa v suchej forme dôkladne premiešajú, aby sa častice ílu rovnomerne rozložili po celej hmotnosti piesku. Potom sa zmes navlhčí pridaním správneho množstva vody a znova sa premieša tak, aby sa každá z častíc piesku pokryla filmom z hliny alebo iného spojiva. Neodporúča sa zvlhčovať zložky zmesi pred miešaním, pretože piesky s vysokým obsahom ílu sa valia do malých guličiek, ktoré sa ťažko uvoľňujú. Ručné miešanie veľkého množstva materiálov je veľká a časovo náročná práca. V moderných zlievarňach sa zmesi zložiek miešajú počas prípravy v závitovkových mixéroch alebo miešacích bežcoch.
Špeciálne prísady do formovacích pieskov. Na zaistenie špeciálnych vlastností zmesi sa do tvarovacích a jadrových pieskov pridávajú špeciálne prísady. Napríklad liatinová strela zavedená do tvarovacej zmesi zvyšuje jej tepelnú vodivosť a zabraňuje tvorbe zmršťovacej zmrštiteľnosti v masívnych odliatkoch počas ich tuhnutia. Drevené piliny a rašelina sa zavádzajú do zmesí určených na výrobu foriem a tyčí, ktoré sa podrobia sušeniu. Po vysušení tieto aditíva, zmenšujúce sa objem, zvyšujú priepustnosť plynu a poddajnosť foriem a jadier. Lúh sodný sa zavádza do formovacích rýchlotvrdnúcich zmesí na tekutom skle, aby sa zvýšila trvanlivosť zmesi (zmes sa vylúči zo zhlukovania).
Príprava formovacích pieskov. Kvalita umeleckého odlievania do značnej miery závisí od kvality formovacej zmesi, z ktorej je odlievacia forma pripravená. Preto má výber formovacích materiálov pre zmes a jej príprava v technologickom procese získavania odliatku veľký význam. Formovateľnú zmes je možné pripraviť z čerstvých tvarovateľných materiálov a použitých foriem s malým prídavkom čerstvých materiálov.
Proces prípravy formovacích zmesí z čerstvých formovacích materiálov pozostáva z nasledujúcich operácií: príprava zmesi (výber formovacích materiálov), zmiešanie zložiek zmesi v suchej forme, zvlhčenie, miešanie po zvlhčení, starnutie, uvoľnenie.
Kompilácia Je známe, že formovacie piesky, ktoré spĺňajú všetky technologické vlastnosti formovacieho piesku, sa v prírodných podmienkach nachádzajú len zriedka. Zmesi sa preto spravidla pripravujú výberom pieskov s rôznym obsahom ílu, takže výsledná zmes obsahuje požadované množstvo ílu a má požadované spracovateľské vlastnosti. Tento výber materiálov na prípravu zmesi sa nazýva miešanie.
Miešanie a zvlhčovanie. Zložky formovacej zmesi sa dôkladne premiešajú v suchej forme, aby sa častice ílu rovnomerne rozložili po celej hmotnosti piesku. Potom sa zmes navlhčí pridaním správneho množstva vody a znova sa premieša tak, aby sa každá z častíc piesku pokryla filmom z hliny alebo iného spojiva. Neodporúča sa zvlhčovať zložky zmesi pred miešaním, pretože piesky s vysokým obsahom ílu sa valia do malých guličiek, ktoré sa ťažko uvoľňujú. Ručné miešanie veľkého množstva materiálov je veľká a časovo náročná práca. V moderných zlievarňach sa zložky zmesi počas jej prípravy miešajú v závitovkových mixéroch alebo miešacích bežcoch.
Miešacie koľajnice majú pevnú misku a dva hladké valce sediace na horizontálnej osi zvislého hriadeľa spojené kužeľovým prevodom s elektromotorovou prevodovkou. Medzi valcami a dnom misky je vytvorená nastaviteľná medzera, ktorá bráni valcom rozdrviť zrná plasticity zmesi, priepustnosti plynu a odolnosti voči ohňu. Na obnovenie stratených vlastností sa do zmesi pridá 5-35% čerstvých formovacích materiálov. Takáto operácia pri príprave formovacieho piesku sa zvyčajne nazýva osvieženie zmesi.
Proces prípravy formovacej zmesi s použitím použitej zmesi pozostáva z nasledujúcich operácií: príprava použitej zmesi, pridanie čerstvých formovacích materiálov k použitej zmesi, miešanie v suchej forme, zvlhčovanie, miešanie zložiek po zvlhčení, vytvrdzovanie, uvoľňovanie.
Existujúca spoločnosť Heinrich Wagner Sinto z koncernu Sinto sériovo vyrába novú generáciu tvarovacích liniek radu FBO. Nové stroje vyrábajú bez banky bez horizontálnej delenej roviny. Viac ako 200 z týchto strojov úspešne funguje v Japonsku, USA a ďalších krajinách sveta. “ S veľkosťou foriem od 500 x 400 mm do 900 x 700 mm môžu formovacie stroje FBO vyrábať 80 až 160 foriem za hodinu.
Uzavretý dizajn zabraňuje úniku piesku a zaisťuje pohodlné a čisté pracovisko. Pri navrhovaní tesniacich systémov a prepravných zariadení veľká pozornosť platené, aby bola hladina hluku minimálna. Závody FBO spĺňajú všetky environmentálne požiadavky na nové zariadenia.
Pieskový plniaci systém umožňuje výrobu presných foriem pomocou bentonitového spojivového piesku. Automatický mechanizmus riadenia tlaku zariadenia na podávanie a lisovanie piesku zaisťuje rovnomerné zhutnenie zmesi a zaručuje vysoko kvalitnú výrobu komplexných odliatkov s hlbokými vreckami a nízkou hrúbkou steny. Tento proces zhutňovania umožňuje meniť výšku hornej a spodnej polovice formy nezávisle na sebe. To poskytuje výrazne nižšiu spotrebu zmesi, čo znamená ekonomickejšiu výrobu vďaka optimálnemu pomeru kovu k forme.
Podľa svojho zloženia a stupňa vplyvu na životné prostredie sú použité formovacie materiály a jadrové piesky rozdelené do troch kategórií nebezpečenstva:
Som prakticky inertný. Zmesi obsahujúce hlinu, bentonit, cement ako spojivo;
II - odpad obsahujúci biochemicky oxidovateľné látky. Ide o zmesi po naliatí, v ktorých sú spojivom syntetické a prírodné kompozície;
III - odpady obsahujúce málo toxické látky, slabo rozpustné vo vode. Ide o zmesi tekutého skla, zmesi nevyžeravených pieskov a živíc, zmesi vytvrdené zlúčeninami neželezných a ťažkých kovov.
V prípade oddeleného skladovania alebo zakopávania by mali byť skládky použitých zmesí umiestnené v izolovaných, bez budov, na miestach, ktoré umožňujú implementáciu opatrení, ktoré vylučujú možnosť znečistenia sídiel. Skládky by mali byť umiestnené v oblastiach so zle filtrovanými pôdami (hlina, sulinka, bridlica).
Použitý formovací piesok, vyrazený z baniek, sa musí pred ďalším použitím vopred spracovať. V nemechanizovaných zlievarňach sa preoseje na obyčajnom site alebo na mobilnom miešacom zariadení, kde sa oddelia kovové častice a iné nečistoty. V mechanizovaných dielňach je vyhorená zmes podávaná spod vyradeného roštu pásovým dopravníkom do oddelenia prípravy zmesi. Veľké hrudky zmesi, ktoré sa vytvoria po porážke foriem, sa zvyčajne miesia hladkými alebo drážkovanými valcami. Kovové častice sú separované magnetickými separátormi inštalovanými v oblastiach, kde sa vyhorená zmes prenáša z jedného dopravníka na druhý.
Regenerácia spálenej zeme
Ekológia zostáva pre zlievarenstvo vážnym problémom, pretože pri výrobe jednej tony odliatkov zo železných a neželezných zliatin sa spotrebuje asi 50 kg prachu, 250 kg oxidu uhoľnatého, 1,5-2,0 kg oxidu siričitého a 1 kg uhľovodíkov emitované.
S nástupom technológií tvarovania používajúcich zmesi so spojivami vyrobenými zo syntetických živíc rôznych tried je obzvlášť nebezpečné uvoľňovanie fenolov, aromatických uhľovodíkov, formaldehydov, karcinogénnych a amoniakálnych benzopyrénov. Zlepšenie zlievarenskej výroby musí byť zamerané nielen na riešenie ekonomických problémov, ale prinajmenšom na vytváranie podmienok pre ľudskú činnosť a život. Podľa odborných odhadov dnes tieto technológie vytvárajú až 70% znečistenia životného prostredia zo zlievarní.
Je zrejmé, že v podmienkach zlievarne sa prejavuje nepriaznivý kumulatívny účinok komplexného faktora, pri ktorom sa škodlivý účinok každej jednotlivej zložky (prach, plyny, teplota, vibrácie, hluk) prudko zvyšuje.
Modernizačné opatrenia v zlievarni sú tieto:
výmena kupolov za nízkofrekvenčné indukčné pece (pričom veľkosť škodlivých emisií klesá: prach a oxid uhličitý asi 12-krát, oxid siričitý 35-krát)
zavedenie do výroby nízko toxických a netoxických zmesí
inštalácia účinných systémov na zachytávanie a neutralizáciu emitovaných škodlivých látok
ladenie efektívna práca ventilačné systémy
používanie moderného zariadenia so zníženými vibráciami
regenerácia použitých zmesí v miestach ich vzniku
Množstvo fenolov v skládkových zmesiach prevyšuje obsah ostatných toxických látok. Fenoly a formaldehydy sa tvoria počas tepelnej deštrukcie formovacích a jadrových pieskov, v ktorých sú spojivom syntetické živice. Tieto látky sú vysoko rozpustné vo vode, čo pri vyplavení povrchovou (dažďovou) alebo podzemnou vodou predstavuje nebezpečenstvo, že sa dostanú do vodných útvarov.
Likvidácia použitého formovacieho piesku po jeho vyrazení na skládky je ekonomicky a environmentálne nerentabilná. Najracionálnejším riešením je regenerácia zmesí vytvrdzovaných za studena. Hlavným účelom regenerácie je odstrániť spojivové filmy zo zŕn kremenného piesku.
Najrozšírenejší je mechanický spôsob regenerácie, pri ktorom dochádza k oddeleniu spojivových filmov od zŕn kremenného piesku v dôsledku mechanického mletia zmesi. Spojivové filmy sa rozpadnú, zmenia sa na prach a odstránia sa. Rekultivovaný piesok ide na ďalšie použitie.
Vývojový diagram procesu mechanickej regenerácie:
knockout formy (Odliata forma je vedená na knock-out mriežkové plátno, kde je zničená v dôsledku vibračných šokov.);
drvenie kúskov formovacieho piesku a mechanické mletie zmesi (Zmes prešla vyrazeným roštom a vstupuje do systému čistiaceho sita: oceľové sito na veľké hrudky, klinovité sito a klasifikátor jemného drtiaceho sita. -v sitovom systéme rozomelie formovací piesok na požadovanú veľkosť a preoseje kovové častice a iné veľké inklúzie.);
chladenie regenerátu (vibračný výťah zaisťuje prepravu horúceho piesku do chladiacej / odprašovacej jednotky.);
pneumatický prenos regenerovaného piesku do formovacej sekcie.
Technológia mechanickej regenerácie poskytuje možnosť opätovného použitia 60-70% (Alpha-set proces) až 90-95% (Furan-proces) regenerovaného piesku. Ak sú pre Furan-proces tieto ukazovatele optimálne, tak pre alfa-setový proces je opätovné použitie regenerátu iba na úrovni 60-70% nedostatočné a nerieši environmentálne a ekonomické otázky. Na zvýšenie percenta využitia regenerovaného piesku je možné použiť tepelné regenerovanie zmesí. Kvalita regenerovaného piesku nie je horšia ako čerstvého piesku a dokonca ho prevyšuje aktiváciou povrchu zŕn a vyfukovaním prachových frakcií. Tepelné regeneračné pece fungujú na princípe fluidného lôžka. Získaný materiál je zahrievaný bočnými horákmi. Teplo spalín sa používa na ohrev vzduchu dodávaného do formácie fluidného lôžka a na spaľovanie plynu na ohrev regenerovaného piesku. Na chladenie regenerovaných pieskov sa používajú zariadenia s fluidným lôžkom vybavené vodnými výmenníkmi tepla.
Počas tepelnej regenerácie sa zmesi zahrievajú v oxidačnom prostredí na teplotu 750-950 ° C. V tomto prípade dochádza k vyhoreniu filmov organických látok z povrchu zrniek piesku. Napriek vysokej účinnosti procesu (je možné použiť až 100% regenerovanej zmesi) má tieto nevýhody: zložitosť zariadenia, vysoká spotreba energie, nízka produktivita, vysoké náklady.
Pred regeneráciou sa všetky zmesi podrobia predbežnej príprave: magnetická separácia (iné druhy čistenia z nemagnetického šrotu), drvenie (ak je to potrebné), preosievanie.
Zavedením regeneračného procesu sa množstvo tuhého odpadu vyhodeného na skládku niekoľkokrát zníži (niekedy sa úplne odstráni). Množstvo škodlivých emisií do ovzdušia so spalinami a prašným vzduchom zo zlievárne sa nezvyšuje. Je to jednak kvôli pomerne vysokému stupňu spaľovania škodlivých zložiek počas tepelnej regenerácie, a jednak kvôli vysokému stupňu čistenia spalín a odpadového vzduchu od prachu. Na všetky druhy regenerácie sa používa dvojité čistenie spalín a odpadového vzduchu: na tepelne - odstredivé cyklóny a mokré čističe prachu, na mechanické - odstredivé cyklóny a vreckové filtre.
Mnoho strojárskych podnikov má vlastnú zlievareň, ktorá používa formovaciu hlinku na výrobu lisovaných kovových odliatkov na výrobu odlievacích foriem a jadier. Po použití odlievacích foriem sa vytvorí spálená zemina, ktorej likvidácia je dôležitá. ekonomický význam... Formujúca zemina pozostáva z 90-95% vysoko kvalitného kremenného piesku a malého množstva rôznych prísad: bentonit, mleté uhlie, lúh sodný, tekuté sklo, azbest atď.
Regenerácia spálenej zeme vytvorenej po odliatí výrobkov spočíva v odstránení prachu, jemných frakcií a ílu, ktorý vplyvom vysokej teploty pri plnení formy kovom stratil svoje väzbové vlastnosti. Existujú tri spôsoby regenerácie spálenej zeme:
elektrokoruna.
Mokrý spôsob.
Pri mokrom spôsobe regenerácie sa spálená zemina dostáva do systému postupných usadzovacích nádrží s tečúcou vodou. Pri prechode usadzovacími nádržami sa na dne bazéna usádza piesok a malé frakcie unáša voda. Piesok sa potom suší a vracia sa do výroby na výrobu odlievacích foriem. Voda ide do filtrácie a čistenia a tiež sa vracia do výroby.
Suchá metóda.
Suchá metóda regenerácie spálenej zeme pozostáva z dvoch postupných operácií: oddelenie piesku od spojivových prísad, ktoré sa dosahuje vháňaním vzduchu do bubna so zemou, a odstraňovaním prachu a malých častíc ich odsávaním z bubna spolu so vzduchom. Vzduch unikajúci z bubna obsahujúci častice prachu je čistený filtrami.
Elektrokoronárna metóda.
Pri regenerácii elektrokorunou sa použitá zmes oddelí na častice rôznych veľkostí pomocou vysokého napätia. Zrnká piesku umiestnené v poli elektrokoronového výboja sú nabité zápornými nábojmi. Ak sú elektrické sily pôsobiace na zrnko piesku a priťahujúce ho k zbernej elektróde väčšie ako gravitačná sila, zrnká piesku sa usadia na povrchu elektródy. Zmenou napätia na elektródach je možné oddeliť piesok prechádzajúci medzi nimi na frakcie.
Regenerácia formovacích pieskov tekutým sklom sa vykonáva špeciálnym spôsobom, pretože pri opakovanom použití zmesi sa v nej hromadí viac ako 1 až 1,3% alkálií, čo zvyšuje vyhorenie, najmä na liatinových odliatkoch. Mix a kamienky sú súčasne dodávané do rotujúceho bubna regeneračnej jednotky, ktorý, keď je naliaty z lopatiek na steny bubna, mechanicky ničí film tekutého skla na zrnách piesku. Prostredníctvom nastaviteľných lamiel vstupuje vzduch do bubna, ktorý je spolu s prachom nasávaný do mokrého zberača prachu. Potom sa piesok spolu s kamienkami privedie do bubnového sita, aby sa kamienky a veľké zrná preosiali filmami. Dobrý piesok zo sita sa odváža do skladu.
LitevýrobyOdstvo, jedno z priemyselných odvetví, ktorých výrobkami sú odliatky získané v odlievacích formách, ak sú plnené tekutou zliatinou. V priemere je odlievacími metódami vyrobených asi 40% (hmotnostných) polotovarov častí strojov a v niektorých odvetviach strojárstva, napríklad v konštrukcii obrábacích strojov, je podiel odliatkov 80%. Strojárstvo zo všetkých vyrobených odliatkov spotrebuje asi 70%, hutnícky priemysel - 20%, výroba sanitárneho vybavenia - 10%. Odliatky sa používajú v kovoobrábacích strojoch, spaľovacích motoroch, kompresoroch, čerpadlách, elektromotoroch, parných a hydraulických turbínach, valcovniach a poľnohospodárskom priemysle. autá, automobily, traktory, lokomotívy, vagóny. Rozšírené používanie odliatkov sa vysvetľuje skutočnosťou, že ich tvar je jednoduchšie aproximovať konfiguráciu hotových výrobkov ako tvar polotovarov vyrábaných inými metódami, napríklad kovaním. Odlievanie môže produkovať polotovary rôznej zložitosti s malými prídavkami, čo znižuje spotrebu kovu, znižuje náklady na obrábanie a v konečnom dôsledku znižuje náklady na výrobky. Odliatok je možné použiť na výrobu výrobkov takmer akejkoľvek hmotnosti - z niekoľkých G až stovky T, so stenami z desatín zlomku mm až niekoľko m. Hlavné zliatiny, z ktorých sa vyrábajú odliatky: sivá, kujná a legovaná liatina (až 75% hmotnosti všetkých odliatkov), uhlíkové a legované ocele (viac ako 20%) a neželezné zliatiny (meď, hliník, zinok a horčík) . Oblasť aplikácie odliatkov sa neustále rozširuje.
Zlievarenský odpad.
Klasifikácia odpadov z výroby je možná podľa rôznych kritérií, z ktorých za hlavné možno považovať nasledujúce:
podľa odvetví - metalurgia železa a neželezných kovov, ťažba rúd a uhlia, ropa a plyn atď.
podľa fázového zloženia - tuhé (prach, kal, troska), kvapalné (roztoky, emulzie, suspenzie), plynné (oxidy uhlíka, dusík, zlúčeniny síry atď.)
podľa výrobných cyklov - pri ťažbe surovín (nadložné a oválne horniny), pri obohacovaní (hlušiny, kaly, výtlaky), v pyrometalurgii (trosky, kaly, prach, plyny), v hydrometalurgii (roztoky, sedimenty, plyny).
V hutníckom závode s uzavretým cyklom (liatina - oceľ - valcovaný kov) môže byť pevný odpad dvoch typov - prach a troska. Často sa používa čistenie mokrým plynom, potom je odpadom namiesto kalu. Najcennejšie pre metalurgiu železa sú odpady obsahujúce železo (prach, kal, vodný kameň), zatiaľ čo trosky sa používajú hlavne v iných priemyselných odvetviach.
Počas prevádzky hlavných hutníckych jednotiek sa tvorí väčšie množstvo jemne rozptýleného prachu pozostávajúceho z oxidov rôznych prvkov. Ten je zachytávaný zariadeniami na úpravu plynu a potom je buď privádzaný do zberača kalu alebo odoslaný na ďalšie spracovanie (hlavne ako súčasť spekanej vsádzky).
Príklady zlievarenského odpadu:
Zlievareň pálený piesok
Troska z oblúkovej pece
Šrot z neželezných a železných kovov
Olejový odpad (odpadové oleje, tuky)
Formovanie spáleného piesku (formovacia zemina) je zlievarenský odpad, ktorý sa z hľadiska fyzikálnych a mechanických vlastností blíži piesčitej hline. Vytvorené odlievaním do piesku. Pozostáva predovšetkým z kremenného piesku, bentonitu (10%), uhličitanových prísad (až 5%).
Vybral som si tento druh odpadu, pretože otázka likvidácie použitého formovacieho piesku je jednou z najdôležitejších otázok zlievarne z environmentálneho hľadiska.
Formovacie materiály by mali byť predovšetkým ohňovzdorné, priepustné pre plyn a plastové.
Žiaruvzdornosť formovacieho materiálu je jeho schopnosť pri kontakte s roztaveným kovom nespájať sa a spekať. Najdostupnejším a najlacnejším formovacím materiálom je kremenný piesok (SiO2), ktorý je dostatočne žiaruvzdorný na odlievanie najviac žiaruvzdorných kovov a zliatin. Z nečistôt sprevádzajúcich SiO2 sú obzvlášť nežiaduce alkálie, ktoré na SiO2, podobne ako tavivá, s ním tvoria taviteľné zlúčeniny (kremičitany), ktoré sa prilepia na odliatok a sťažujú čistenie. Pri tavení liatiny a bronzu by škodlivé nečistoty, škodlivé nečistoty v kremennom piesku nemali presiahnuť 5-7%a pre oceľ-1,5-2%.
Permeabilita tvarovacej hmoty je jej schopnosť prechádzať plynmi. Pri zlej priepustnosti formovacej zeminy sa môžu v odliatku vytvárať plynové kapsy (zvyčajne sférické) a spôsobovať chyby odliatkov. Škrupiny sa nachádzajú pri následnom obrábaní odliatku, keď je odstránená horná vrstva kovu. Permeabilita formovacej zeminy závisí od jej pórovitosti medzi jednotlivými zrnami piesku, od tvaru a veľkosti týchto zŕn, od ich rovnomernosti a od množstva hliny a vlhkosti v nej.
Piesok so zaoblenými zrnami má vyššiu priepustnosť pre plyn ako piesok so zaoblenými zrnami. Malé zrná, umiestnené medzi veľkými, tiež znižujú priepustnosť zmesi pre plyn, znižujú pórovitosť a vytvárajú malé kľukaté kanály, ktoré bránia úniku plynov. Hlina svojimi extrémne jemnými zrnami upcháva póry. Prebytočná voda tiež upcháva póry a navyše sa odparovaním pri kontakte s horúcim kovom naliatým do formy zvyšuje množstvo plynov, ktoré musia prejsť stenami formy.
Sila formovacej zmesi spočíva v schopnosti udržať jej tvar, odolávať pôsobeniu vonkajších síl (náraz, náraz prúdu tekutého kovu, statický tlak kovu naliateho do formy, tlak plynov uvoľňovaných z forma a kov počas liatia, tlak z dôvodu zmrštenia kovu atď.).
Pevnosť formovacej zmesi sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom vlhkosti až do určitej hranice. S ďalším zvýšením množstva vlhkosti sa pevnosť znižuje. V prítomnosti ílových nečistôt („tekutý piesok“) v zlievárenskom piesku sa pevnosť zvyšuje. Mastný piesok vyžaduje vyšší obsah vlhkosti ako piesok s nízkym obsahom ílu („chudý piesok“). Čím je zrno piesku jemnejšie a má hranatejší tvar, tým väčšia je pevnosť piesku. Tenká spojovacia vrstva medzi jednotlivými zrnami piesku sa dosiahne dôkladným a nepretržitým miešaním piesku s hlinkou.
Plastickosť tvarovateľnej zmesi je schopnosť ľahko vnímať a presne udržiavať tvar modelu. Plasticita je obzvlášť potrebná pri výrobe umeleckých a zložitých odliatkov, aby sa reprodukovali najmenšie detaily modelu a zachovali sa ich dojmy počas odlievania kovov. Čím sú zrnká piesku jemnejšie a rovnomernejšie ich obklopí vrstva hliny, tým lepšie vyplnia najmenšie detaily povrchu modelu a zachovajú si tvar. Pri nadmernej vlhkosti väzbová hlina skvapalňuje a plasticita sa prudko znižuje.
Pri skladovaní odpadových formovacích pieskov na skládke dochádza k zaprášeniu a znečisteniu životného prostredia.
Na vyriešenie tohto problému sa navrhuje regenerácia použitých formovacích pieskov.
Špeciálne aditíva. Jedným z najbežnejších typov chýb odlievania je zahorenie výlisku a jadrového piesku do odliatku. Príčiny spálenia sú rôzne: nedostatočná žiaruvzdornosť zmesi, hrubozrnné zloženie zmesi, nesprávny výber nelepivých farieb, nedostatok špeciálnych nelepivých prísad v zmesi, nekvalitné zafarbenie foriem atď. Existujú tri typy zapálenia: tepelné, mechanické a chemické.
Tepelné vypálenie je pri čistení odliatkov relatívne ľahko odstrániteľné.
Mechanické spálenie sa tvorí v dôsledku prieniku taveniny do pórov formovacej zmesi a je možné ho odstrániť spolu so zliatinovou kôrkou obsahujúcou impregnované zrná formovacieho materiálu.
Chemické vyhorenie je formácia stmelená nízkotaviacimi struskovými zlúčeninami, ktoré vznikajú interakciou formovacích materiálov s taveninou alebo jej oxidmi.
Mechanické a chemické popáleniny sa buď odstránia z povrchu odliatkov (je potrebný veľký výdaj energie), alebo sa odliatky nakoniec odmietnu. Prevencia spálenia je založená na zavedení špeciálnych prísad do formovacej alebo jadrovej zmesi: mleté uhlie, azbestové štiepky, vykurovací olej atď. Mastenec), ktoré pri vysokých teplotách nereagujú s oxidmi tavenín, príp. materiály, ktoré pri nalievaní vytvárajú vo forme redukčné prostredie (mleté uhlie, vykurovací olej).
Príprava formovacích pieskov. Kvalita umeleckého odlievania do značnej miery závisí od kvality formovacej zmesi, z ktorej je odlievacia forma pripravená. Preto má výber formovacích materiálov pre zmes a jej príprava v technologickom procese získavania odliatku veľký význam. Formovateľnú zmes je možné pripraviť z čerstvých tvarovateľných materiálov a použitých foriem s malým prídavkom čerstvých materiálov.
Proces prípravy formovacích zmesí z čerstvých formovacích materiálov pozostáva z nasledujúcich operácií: príprava zmesi (výber formovacích materiálov), zmiešanie zložiek zmesi v suchej forme, zvlhčenie, miešanie po zvlhčení, starnutie, uvoľnenie.
Kompilácia Je známe, že formovacie piesky, ktoré spĺňajú všetky technologické vlastnosti formovacieho piesku, sa v prírodných podmienkach nachádzajú len zriedka. Zmesi sa preto spravidla pripravujú výberom pieskov s rôznym obsahom ílu, takže výsledná zmes obsahuje požadované množstvo ílu a má požadované spracovateľské vlastnosti. Tento výber materiálov na prípravu zmesi sa nazýva miešanie.
Miešanie a zvlhčovanie. Zložky formovacej zmesi sa v suchej forme dôkladne premiešajú, aby sa častice ílu rovnomerne rozložili po celej hmotnosti piesku. Potom sa zmes navlhčí pridaním správneho množstva vody a znova sa premieša tak, aby sa každá z častíc piesku pokryla filmom z hliny alebo iného spojiva. Neodporúča sa zvlhčovať zložky zmesi pred miešaním, pretože piesky s vysokým obsahom ílu sa valia do malých guličiek, ktoré sa ťažko uvoľňujú. Ručné miešanie veľkého množstva materiálov je veľká a časovo náročná práca. V moderných zlievarňach sa zmesi zložiek miešajú počas prípravy v závitovkových mixéroch alebo miešacích bežcoch.
Miešacie koľajnice majú pevnú misku a dva hladké valce sediace na horizontálnej osi zvislého hriadeľa spojené kužeľovým prevodom s elektromotorovou prevodovkou. Medzi valcami a dnom misky je vytvorená nastaviteľná medzera, ktorá bráni valcom rozdrviť zrná plasticity zmesi, priepustnosti plynu a odolnosti voči ohňu. Na obnovenie stratených vlastností sa do zmesi pridá 5-35% čerstvých formovacích materiálov. Takáto operácia pri príprave formovacieho piesku sa zvyčajne nazýva osvieženie zmesi.
Špeciálne prísady do formovacích pieskov. Na zaistenie špeciálnych vlastností zmesi sa do tvarovacích a jadrových pieskov pridávajú špeciálne prísady. Napríklad liatinová strela zavedená do tvarovacej zmesi zvyšuje jej tepelnú vodivosť a zabraňuje tvorbe zmršťovacej zmrštiteľnosti v masívnych odliatkoch počas ich tuhnutia. Drevené piliny a rašelina sa zavádzajú do zmesí určených na výrobu foriem a tyčí, ktoré sa podrobia sušeniu. Po vysušení tieto aditíva, zmenšujúce sa objem, zvyšujú priepustnosť plynu a poddajnosť foriem a jadier. Lúh sodný sa zavádza do formovacích rýchlotvrdnúcich zmesí na tekutom skle, aby sa zvýšila trvanlivosť zmesi (zmes sa vylúči zo zhlukovania).
Proces prípravy formovacej zmesi s použitím použitej zmesi pozostáva z nasledujúcich operácií: príprava použitej zmesi, pridanie čerstvých formovacích materiálov k použitej zmesi, miešanie v suchej forme, zvlhčovanie, miešanie zložiek po zvlhčení, vytvrdzovanie, uvoľňovanie.
Existujúca spoločnosť Heinrich Wagner Sinto z koncernu Sinto sériovo vyrába novú generáciu tvarovacích liniek radu FBO. Nové stroje vyrábajú bez banky bez horizontálnej delenej roviny. Viac ako 200 z týchto strojov úspešne funguje v Japonsku, USA a ďalších krajinách sveta. “ S veľkosťou foriem od 500 x 400 mm do 900 x 700 mm môžu formovacie stroje FBO vyrábať 80 až 160 foriem za hodinu.
Uzavretý dizajn zabraňuje úniku piesku a zaisťuje pohodlné a čisté pracovisko. Pri vývoji tesniaceho systému a prepravných zariadení bola venovaná veľká pozornosť tomu, aby boli hladiny hluku minimálne. Závody FBO spĺňajú všetky environmentálne požiadavky na nové zariadenia.
Pieskový plniaci systém umožňuje výrobu presných foriem pomocou bentonitového spojivového piesku. Automatický mechanizmus riadenia tlaku zariadenia na podávanie a lisovanie piesku zaisťuje rovnomerné zhutnenie zmesi a zaručuje vysoko kvalitnú výrobu komplexných odliatkov s hlbokými vreckami a nízkou hrúbkou steny. Tento proces zhutňovania umožňuje meniť výšku hornej a spodnej polovice formy nezávisle na sebe. To poskytuje výrazne nižšiu spotrebu zmesi, čo znamená ekonomickejšiu výrobu vďaka optimálnemu pomeru kovu k forme.
Podľa svojho zloženia a stupňa vplyvu na životné prostredie sú použité formovacie materiály a jadrové piesky rozdelené do troch kategórií nebezpečenstva:
Som prakticky inertný. Zmesi obsahujúce hlinu, bentonit, cement ako spojivo;
II - odpad obsahujúci biochemicky oxidovateľné látky. Ide o zmesi po naliatí, v ktorých sú spojivom syntetické a prírodné kompozície;
III - odpady obsahujúce málo toxické látky, slabo rozpustné vo vode. Ide o zmesi tekutého skla, zmesi nevyžeravených pieskov a živíc, zmesi vytvrdené zlúčeninami neželezných a ťažkých kovov.
V prípade oddeleného skladovania alebo zakopávania by mali byť skládky použitých zmesí umiestnené v izolovaných, bez budov, na miestach, ktoré umožňujú implementáciu opatrení, ktoré vylučujú možnosť znečistenia sídiel. Skládky by mali byť umiestnené v oblastiach so zle filtrovanými pôdami (hlina, sulinka, bridlica).
Použitý formovací piesok, vyrazený z baniek, sa musí pred ďalším použitím vopred spracovať. V nemechanizovaných zlievarňach sa preoseje na obyčajnom site alebo na mobilnom miešacom zariadení, kde sa oddelia kovové častice a iné nečistoty. V mechanizovaných dielňach je vyhorená zmes podávaná spod vyradeného roštu pásovým dopravníkom do oddelenia prípravy zmesi. Veľké hrudky zmesi, ktoré sa vytvoria po porážke foriem, sa zvyčajne miesia hladkými alebo drážkovanými valcami. Kovové častice sú separované magnetickými separátormi inštalovanými v oblastiach, kde sa vyhorená zmes prenáša z jedného dopravníka na druhý.
Regenerácia spálenej zeme
Ekológia zostáva pre zlievarenstvo vážnym problémom, pretože pri výrobe jednej tony odliatkov zo železných a neželezných zliatin sa spotrebuje asi 50 kg prachu, 250 kg oxidu uhoľnatého, 1,5-2,0 kg oxidu siričitého a 1 kg uhľovodíkov emitované.
S nástupom technológií tvarovania používajúcich zmesi so spojivami vyrobenými zo syntetických živíc rôznych tried je obzvlášť nebezpečné uvoľňovanie fenolov, aromatických uhľovodíkov, formaldehydov, karcinogénnych a amoniakálnych benzopyrénov. Zlepšenie zlievarenskej výroby musí byť zamerané nielen na riešenie ekonomických problémov, ale prinajmenšom na vytváranie podmienok pre ľudskú činnosť a život. Podľa odborných odhadov dnes tieto technológie vytvárajú až 70% znečistenia životného prostredia zo zlievarní.
Je zrejmé, že v podmienkach zlievarne sa prejavuje nepriaznivý kumulatívny účinok komplexného faktora, pri ktorom sa škodlivý účinok každej jednotlivej zložky (prach, plyny, teplota, vibrácie, hluk) prudko zvyšuje.
Modernizačné opatrenia v zlievarni sú tieto:
výmena kupolov za nízkofrekvenčné indukčné pece (pričom veľkosť škodlivých emisií klesá: prach a oxid uhličitý asi 12-krát, oxid siričitý 35-krát)
zavedenie do výroby nízko toxických a netoxických zmesí
inštalácia účinných systémov na zachytávanie a neutralizáciu emitovaných škodlivých látok
ladenie efektívnej prevádzky ventilačných systémov
používanie moderného zariadenia so zníženými vibráciami
regenerácia použitých zmesí v miestach ich vzniku
Množstvo fenolov v skládkových zmesiach prevyšuje obsah ostatných toxických látok. Fenoly a formaldehydy sa tvoria počas tepelnej deštrukcie formovacích a jadrových pieskov, v ktorých sú spojivom syntetické živice. Tieto látky sú vysoko rozpustné vo vode, čo pri vyplavení povrchovou (dažďovou) alebo podzemnou vodou predstavuje nebezpečenstvo, že sa dostanú do vodných útvarov.
Likvidácia použitého formovacieho piesku po jeho vyrazení na skládky je ekonomicky a environmentálne nerentabilná. Najracionálnejším riešením je regenerácia zmesí vytvrdzovaných za studena. Hlavným účelom regenerácie je odstrániť spojivové filmy zo zŕn kremenného piesku.
Najrozšírenejší je mechanický spôsob regenerácie, pri ktorom dochádza k oddeleniu spojivových filmov od zŕn kremenného piesku v dôsledku mechanického mletia zmesi. Spojivové filmy sa rozpadnú, zmenia sa na prach a odstránia sa. Rekultivovaný piesok ide na ďalšie použitie.
Vývojový diagram procesu mechanickej regenerácie:
knockout formy (Odliata forma je vedená na knock-out mriežkové plátno, kde je zničená v dôsledku vibračných šokov.);
drvenie kúskov formovacieho piesku a mechanické mletie zmesi (Zmes prešla vyrazeným roštom a vstupuje do systému čistiaceho sita: oceľové sito na veľké hrudky, klinovité sito a klasifikátor jemného drtiaceho sita. -v sitovom systéme rozomelie formovací piesok na požadovanú veľkosť a preoseje kovové častice a iné veľké inklúzie.);
chladenie regenerátu (vibračný výťah zaisťuje prepravu horúceho piesku do chladiacej / odprašovacej jednotky.);
pneumatický prenos regenerovaného piesku do formovacej sekcie.
Technológia mechanickej regenerácie poskytuje možnosť opätovného použitia 60-70% (Alpha-set proces) až 90-95% (Furan-proces) regenerovaného piesku. Ak sú pre Furan-proces tieto ukazovatele optimálne, tak pre alfa-setový proces je opätovné použitie regenerátu iba na úrovni 60-70% nedostatočné a nerieši environmentálne a ekonomické otázky. Na zvýšenie percenta využitia regenerovaného piesku je možné použiť tepelné regenerovanie zmesí. Kvalita regenerovaného piesku nie je horšia ako čerstvého piesku a dokonca ho prevyšuje aktiváciou povrchu zŕn a vyfukovaním prachových frakcií. Tepelné regeneračné pece fungujú na princípe fluidného lôžka. Získaný materiál je zahrievaný bočnými horákmi. Teplo spalín sa používa na ohrev vzduchu dodávaného do formácie fluidného lôžka a na spaľovanie plynu na ohrev regenerovaného piesku. Na chladenie regenerovaných pieskov sa používajú zariadenia s fluidným lôžkom vybavené vodnými výmenníkmi tepla.
Počas tepelnej regenerácie sa zmesi zahrievajú v oxidačnom prostredí na teplotu 750-950 ° C. V tomto prípade dochádza k vyhoreniu filmov organických látok z povrchu zrniek piesku. Napriek vysokej účinnosti procesu (je možné použiť až 100% regenerovanej zmesi) má tieto nevýhody: zložitosť zariadenia, vysoká spotreba energie, nízka produktivita, vysoké náklady.
Pred regeneráciou sa všetky zmesi podrobia predbežnej príprave: magnetická separácia (iné druhy čistenia z nemagnetického šrotu), drvenie (ak je to potrebné), preosievanie.
Zavedením regeneračného procesu sa množstvo tuhého odpadu vyhodeného na skládku niekoľkokrát zníži (niekedy sa úplne odstráni). Množstvo škodlivých emisií do ovzdušia so spalinami a prašným vzduchom zo zlievárne sa nezvyšuje. Je to jednak kvôli pomerne vysokému stupňu spaľovania škodlivých zložiek počas tepelnej regenerácie, a jednak kvôli vysokému stupňu čistenia spalín a odpadového vzduchu od prachu. Na všetky druhy regenerácie sa používa dvojité čistenie spalín a odpadového vzduchu: na tepelne - odstredivé cyklóny a mokré čističe prachu, na mechanické - odstredivé cyklóny a vreckové filtre.
Mnoho strojárskych podnikov má vlastnú zlievareň, ktorá používa formovaciu hlinku na výrobu lisovaných kovových dielov na výrobu odlievacích foriem a jadier. Po použití odlievacích foriem sa vytvorí spálená zemina, ktorej využitie má veľký ekonomický význam. Formovacia zemina pozostáva z 90-95% vysoko kvalitného kremenného piesku a malého množstva rôznych prísad: bentonit, mleté uhlie, lúh sodný, tekuté sklo, azbest atď.
Regenerácia spálenej zeme vytvorenej po odliatí výrobkov spočíva v odstránení prachu, jemných frakcií a ílu, ktorý vplyvom vysokej teploty pri plnení formy kovom stratil svoje väzbové vlastnosti. Existujú tri spôsoby regenerácie spálenej zeme:
elektrokoruna.
Mokrý spôsob.
Pri mokrom spôsobe regenerácie sa spálená zemina dostáva do systému postupných usadzovacích nádrží s tečúcou vodou. Pri prechode usadzovacími nádržami sa na dne bazéna usádza piesok a malé frakcie unáša voda. Piesok sa potom suší a vracia sa do výroby na výrobu odlievacích foriem. Voda ide do filtrácie a čistenia a tiež sa vracia do výroby.
Suchá metóda.
Suchá metóda regenerácie spálenej zeme pozostáva z dvoch postupných operácií: oddelenie piesku od spojivových prísad, ktoré sa dosahuje vháňaním vzduchu do bubna so zemou, a odstraňovaním prachu a malých častíc ich odsávaním z bubna spolu so vzduchom. Vzduch unikajúci z bubna obsahujúci častice prachu je čistený filtrami.
Elektrokoronárna metóda.
Pri regenerácii elektrokorunou sa použitá zmes oddelí na častice rôznych veľkostí pomocou vysokého napätia. Zrnká piesku umiestnené v poli elektrokoronového výboja sú nabité zápornými nábojmi. Ak sú elektrické sily pôsobiace na zrnko piesku a priťahujúce ho k zbernej elektróde väčšie ako gravitačná sila, zrnká piesku sa usadia na povrchu elektródy. Zmenou napätia na elektródach je možné oddeliť piesok prechádzajúci medzi nimi na frakcie.
Regenerácia formovacích pieskov tekutým sklom sa vykonáva špeciálnym spôsobom, pretože pri opakovanom použití zmesi sa v nej hromadí viac ako 1 až 1,3% alkálií, čo zvyšuje vyhorenie, najmä na liatinových odliatkoch. Mix a kamienky sú súčasne dodávané do rotujúceho bubna regeneračnej jednotky, ktorý, keď je naliaty z lopatiek na steny bubna, mechanicky ničí film tekutého skla na zrnách piesku. Prostredníctvom nastaviteľných lamiel vstupuje vzduch do bubna, ktorý je spolu s prachom nasávaný do mokrého zberača prachu. Potom sa piesok spolu s kamienkami privedie do bubnového sita, aby sa kamienky a veľké zrná preosiali filmami. Dobrý piesok zo sita sa odváža do skladu.
Okrem regenerácie spálenej zeme sa dá použiť aj na výrobu tehál. Za týmto účelom sú formovacie prvky predbežne zničené a Zem prechádza magnetickým separátorom, kde sú z nej oddelené kovové častice. Zem očistená od kovových inklúzií úplne nahrádza kremenný piesok. Použitie spálenej zeminy zvyšuje stupeň spekania tehlovej hmoty, pretože obsahuje tekuté sklo a zásady.
Činnosť magnetického separátora je založená na rozdiele medzi magnetickými vlastnosťami rôznych zložiek zmesi. Podstata procesu spočíva v tom, že z prúdu všeobecnej pohybujúcej sa zmesi sa uvoľňujú oddelené kovovo-magnetické častice, ktoré menia svoju dráhu v smere pôsobenia magnetickej sily.
Okrem toho sa spálená zemina používa na výrobu betónových výrobkov. Suroviny (cement, piesok, pigment, voda, prísady) sa dodávajú do závodu na miešanie betónu (BSU), konkrétne do planetárnej povinnej miešačky, prostredníctvom systému elektronických váh a optických dávkovačov.
Použitá formovacia zmes sa tiež používa na výrobu škvárového bloku.
Cinderbloky sú vyrobené z formovacej zmesi s vlhkosťou až 18%, s prídavkom anhydritov, vápenca a urýchľovačov tuhnutia zmesi.
Technológia výroby škvárových blokov.
Z použitého formovacieho piesku, trosky, vody a cementu sa pripraví betónová zmes. Vymiešame v miešačke na betón.
Pripravený troskobetónový roztok sa vloží do formy (matrice). Tvary (matrice) sa dodávajú v rôznych veľkostiach. Po uložení zmesi do matrice sa lisovaním a vibráciami zmenší, potom sa matrica zdvihne a škvárový blok zostane v palete. Výsledný sušiaci produkt si zachováva tvar vďaka tvrdosti roztoku.
Proces posilnenia. Nakoniec škvárový blok do mesiaca stvrdne. Po konečnom vytvrdnutí je hotový výrobok uložený na ďalšie zvýšenie pevnosti, ktoré podľa GOST musí byť najmenej 50% konštrukčnej pevnosti. Potom sa škvárový blok dodá spotrebiteľovi alebo sa použije na jeho vlastnom mieste.
Nemecko.
Rastliny na regeneráciu zmesi značky KGT. Poskytujú zlievarenskému priemyslu ekologickú a nákladovo efektívnu technológiu na recykláciu zlievárenských zmesí. Obratový cyklus vám umožňuje znížiť spotrebu čerstvého piesku, pomocných materiálov a skladovacích priestorov na použitú zmes.
6. 1. 2. Spracovanie rozptýleného tuhého odpadu
Väčšina etáp technologických procesov v metalurgii železných kovov je sprevádzaná tvorbou pevných rozptýlených odpadov, ktorými sú predovšetkým zvyšky rudných a nekovových minerálnych surovín a výrobky z jej spracovania. Podľa chemického zloženia sa delia na kovové a nekovové (zastúpené sú predovšetkým oxidom kremičitým, oxidom hlinitým, kalcitom, dolomitom, s obsahom železa najviac 10-15% hmotnosti). Tento odpad patrí k najmenej využívanej skupine tuhých odpadov a často sa ukladá na skládky a do kalov.
Lokalizácia pevných rozptýlených odpadov, najmä kovových, v skladovacích zariadeniach spôsobuje komplexné znečistenie prírodné prostredie pre všetky jeho zložky v dôsledku disperzie silne rozptýlených častíc vetrom, migrácie zlúčenín ťažkých kovov v pôdnej vrstve a podzemných vodách.
Tieto odpady zároveň patria k druhotným materiálovým zdrojom a svojim chemickým zložením sa dajú využiť ako v samotnej hutníckej výrobe, tak aj v iných sektoroch hospodárstva.
V dôsledku analýzy systému nakladania s rozptýleným odpadom v základnom hutníckom závode JSC Severstal sa zistilo, že hlavné akumulácie kalu obsahujúceho kov sú pozorované v systéme čistenia plynu konvertora, vysokej pece, výroby a zariadenia na výrobu tepelnej energie, oddelenia morenia valcovacej výroby, flotačné obohacovanie koksovo-chemického výrobného uhlia a odstraňovanie hydroslagy.
Typický vývojový diagram pevného rozptýleného odpadu z uzavretej výroby je znázornený vo všeobecnej forme na obr. 3.
Prakticky zaujímavé sú kaly zo systémov na čistenie plynu, kaly síranu železnatého z moriacich oddelení valcovanej výroby, kaly z odlievacích strojov vysokej pece, odpad z koncentrácie flotácie navrhovanej OAO Severstal (Cherepovets), zabezpečuje použitie všetkých komponentov a nie je sprevádzané tvorbou sekundárnych zdrojov.
Uložené kovové rozptýlené odpady z hutníckeho priemyslu, ktoré sú zdrojom prímesového a parametrického znečistenia prírodných systémov, predstavujú nenárokované materiálne zdroje a možno ich považovať za technogénne suroviny. Technológie tohto druhu umožňujú znížiť objem akumulácie odpadu využitím konvertorového kalu, získaním metalizovaného produktu, výrobou pigmentov oxidu železa na báze umelého kalu a komplexným využitím odpadu na výrobu portlandského cementu.
6. 1. 3. Likvidácia kalu síranu železnatého
Medzi nebezpečné odpady obsahujúce kovy patria kaly obsahujúce cenné, vzácne a drahé zložky neobnoviteľných rudných surovín. V tejto súvislosti je rozvoj a praktické uplatňovanie technológií šetriacich zdroje zameraných na zneškodňovanie odpadu z týchto odvetví prioritnou úlohou v domácej i svetovej praxi. V mnohých prípadoch však zavedenie technológií, ktoré sú účinné z hľadiska šetrenia zdrojov, spôsobuje intenzívnejšie znečistenie prírodných systémov ako ukladanie týchto odpadov skladovaním.
Vzhľadom na túto okolnosť je potrebné analyzovať metódy využívania technogénneho síranového kalu, ktoré sú v priemyselnej praxi široko používané a ktoré sa uvoľňujú počas regenerácie použitých moriacich roztokov vytvorených v kryštalizačných zariadeniach flotačných kúpeľov s kyselinou sírovou po morení plechu. oceľ.
Bezvodé sírany sa používajú v rôznych odvetviach hospodárstva, avšak praktická implementácia metód na zneškodnenie technogénneho kalu síranu železnatého je obmedzená jeho zložením a objemom. Kal vytvorený v dôsledku tohto procesu obsahuje kyselinu sírovú, nečistoty zinku, mangánu, niklu, titánu atď. Špecifická rýchlosť tvorby kalu je viac ako 20 kg / t valcovaného materiálu.
V poľnohospodárstve a v textilnom priemysle sa neodporúča používať umelý kal zo síranu železnatého. Je účelnejšie použiť ho na výrobu kyseliny sírovej a ako koagulant na čistenie odpadových vôd, okrem čistenia z kyanidov, pretože vznikajú komplexy, ktoré nie sú oxidované ani chlórom alebo ozónom.
Jeden z najsľubnejších smerov spracovania technogénneho kalu síranu železnatého, ktorý vzniká pri regenerácii použitých moriacich roztokov, je jeho použitie ako vstupnej suroviny na získavanie rôznych pigmentov oxidu železa. Syntetické pigmenty oxidu železa majú široké spektrum aplikácií.
Využitie oxidu siričitého obsiahnutého v spalinách kalcinačnej pece, vznikajúcich pri výrobe pigmentu Kaput-Mortum, sa uskutočňuje podľa známej technológie metódou amoniaku za vzniku roztoku amoniaku používaného pri výrobe minerálov. hnojivá. Technologický proces získavania pigmentu „Benátska červená“ zahŕňa operácie miešania počiatočných zložiek, kalcináciu počiatočnej zmesi, mletie a balenie a vylučuje operáciu dehydratácie počiatočnej náplne, prania, sušenia pigmentu a využívania odpadových plynov.
Pri použití technogénneho kalu síranu železnatého ako suroviny sa fyzikálnochemické vlastnosti výrobku neznižujú a zodpovedajú požiadavkám na pigmenty.
Technická a ekologická účinnosť použitia technogénneho kalu síranu železnatého na získanie pigmentov oxidu železa je nasledovná:
Na zloženie kalu nie sú kladené žiadne prísne požiadavky;
Nevyžaduje sa žiadna predbežná príprava kalu, ako napríklad pri použití ako vločkovače;
Je možné spracovanie čerstvo vytvoreného aj nahromadeného kalu;
Objemy spotreby nie sú obmedzené, ale sú určené predajným programom;
Je možné použiť vybavenie dostupné v podniku;
Technológia spracovania umožňuje využitie všetkých zložiek kalu, pričom tento proces nie je sprevádzaný tvorbou sekundárneho odpadu.
6. 2. Metalurgia neželezných kovov
Pri výrobe neželezných kovov vzniká aj veľa odpadu. Prospech rúd farebných kovov rozširuje použitie predkoncentrácie v ťažkých médiách a odlišné typy oddelenie. Proces obnovy v ťažkom prostredí umožňuje komplexné využitie relatívne chudobnej rudy v závodoch na spracovanie odpadu, ktoré spracovávajú rudy niklu, olova a zinku a rudy iných kovov. Ľahká frakcia získaná týmto spôsobom sa používa ako výplňový materiál v baniach a v stavebníctve. V európskych krajinách sa odpady vznikajúce pri ťažbe a spracovaní medenej rudy používajú na plnenie buľvy a opäť pri výrobe stavebných materiálov, pri stavbe ciest.
Za predpokladu, že sa spracovávajú nekvalitné rudy nízkej kvality, sú široko používané hydrometalurgické postupy, ktoré používajú sorpčné, extrakčné a autoklávové zariadenia. Na spracovanie predtým vyradených ťažko spracovateľných pyrhotitových koncentrátov, ktoré sú surovinami na výrobu niklu, medi, síry, drahých kovov, existuje bezodpadová oxidačná technológia vykonávaná v autoklávovom zariadení, ktorá predstavuje extrakciu všetky hlavné vyššie uvedené komponenty. Táto technológia sa používa v banskom a spracovateľskom závode Norilsk.
Cenné komponenty sa získavajú aj z odpadu z brúsenia karbidových nástrojov a trosky pri výrobe zliatin hliníka.
Nefelínový kal sa používa aj pri výrobe cementu a môže zvýšiť produktivitu cementových pecí o 30% pri súčasnom znížení spotreby paliva.
Takmer všetky TPO v metalurgii neželezných kovov je možné použiť na výrobu stavebných materiálov. Bohužiaľ, nie všetky TPO v metalurgii neželezných kovov sa stále používajú v stavebníctve.
6. 2. 1. Chlorid a regeneračné spracovanie odpadu z metalurgie neželezných kovov
V spoločnosti IMET RAS boli vyvinuté teoretické a technologické základy chlór-plazmovej technológie na spracovanie druhotných kovových surovín. Technológia bola testovaná vo zväčšenom laboratórnom meradle. Zahŕňa chloráciu kovového odpadu plynným chlórom a následnú redukciu chloridov vodíkom v plazmovom výboji RFI. V prípade spracovania monometalického odpadu alebo v prípadoch, keď sa nevyžaduje separácia zhodnotených kovov, sa oba procesy kombinujú v jednej jednotke bez kondenzácie chloridov. To sa stalo pri recyklácii volfrámového odpadu.
Odpadové tvrdé zliatiny po triedení, drvení a čistení od vonkajších kontaminantov pred chloráciou sa oxidujú kyslíkom alebo plynmi obsahujúcimi kyslík (vzduch, СО 2, vodná para), v dôsledku čoho dochádza k vyhoreniu uhlíka a volfrám a kobalt sa menia na oxidy s tvorbou sypkej, ľahko mletej hmoty, ktorá sa redukuje vodíkom alebo amoniakom a potom sa aktívne chlóruje plynným chlórom. Extrakcia volfrámu a kobaltu je 97% a viac.
Pri vývoji výskumu spracovania odpadov a produktov po skončení životnosti z nich bola vyvinutá alternatívna technológia regenerácie tvrdých zliatin obsahujúcich karbid. Podstata technológie spočíva v tom, že východiskový materiál je oxidovaný plynom obsahujúcim kyslík pri 500 - 100 ° C a potom je podrobený redukcii vodíkom alebo amoniakom pri 600 - 900 ° C. Do výslednej sypkej hmoty sa zavedie čierny uhlík a po rozomletí sa získa homogénna zmes na karbidizáciu pri 850 - 1395 ° C a s prídavkom jedného alebo viacerých kovových práškov (W, Mo, Ti, Nb, Ta, Ni, Co, Fe), čo vám umožňuje získať cenné zliatiny.
Metóda rieši prioritné úlohy šetriace zdroje, zabezpečuje implementáciu technológií pre racionálne využitie sekundárnych materiálnych zdrojov.
6. 2. 2. Likvidácia zlievarenského odpadu
Likvidácia zlievarenského odpadu je naliehavým problémom kovovýroby a racionálneho využívania zdrojov. Pri tavení vzniká veľké množstvo odpadu (40 - 100 kg na 1 tonu), ktorého istú časť tvoria spodné trosky a spodné vpusty obsahujúce chloridy, fluoridy a ďalšie zlúčeniny kovov, ktoré sa v súčasnosti nepoužívajú ako druhotné suroviny, ale sú odvážaní na skládky. Obsah kovu na takýchto skládkach je 15 - 45%. Stratia sa teda tony cenných kovov, ktoré sa musia vrátiť do výroby. Okrem toho dochádza k znečisteniu pôdy a salinizácii.
V Rusku aj v zahraničí sú známe rôzne spôsoby spracovania odpadov obsahujúcich kovy, ale iba niektoré z nich sú v priemysle široko používané. Problém spočíva v nestabilite procesov, ich trvaní a nízkom výťažku kovu. Najsľubnejšie sú tieto:
Roztavenie odpadu bohatého na kov s ochranným tokom, zmiešanie výslednej hmoty na dispergáciu na malé, rovnomerné veľkosti a rovnomerne rozložené v celom objeme taveniny, kvapky kovu, po ktorých nasleduje koanselácia;
Zriedenie zvyškov ochranným tavivom a naliatie roztavenej hmoty cez sito pri teplote nižšej ako je teplota danej taveniny;
Mechanický rozpad s triedením odpadových hornín;
Vlhká dezintegrácia rozpúšťaním alebo tavením a separáciou kovov;
Odstreďovanie zvyškov tavenia kvapalín.
Experiment sa uskutočnil v podniku na výrobu horčíka.
Pri likvidácii odpadu sa navrhuje využiť existujúce zariadenie zlievarní.
Podstatou metódy mokrej dezintegrácie je rozpustenie odpadu vo vode, či už čistej alebo pomocou katalyzátorov. V mechanizme spracovania sa rozpustné soli transformujú na roztok, zatiaľ čo nerozpustné soli a oxidy strácajú pevnosť a drobia sa, kovová časť spodného odtoku sa uvoľní a ľahko sa oddelí od nekovového. Tento proces je exotermický, pokračuje s uvoľňovaním veľkého množstva tepla, sprevádzaným varom a vývojom plynu. Výťažok kovu v laboratórnych podmienkach je 18 - 21,5%.
Sľubnejšou metódou je tavenie odpadu. Na zneškodnenie odpadu s obsahom kovu najmenej 10%je potrebné najskôr odpad obohatiť o horčík s čiastočným oddelením soľnej časti. Odpad sa naloží do prípravného oceľového téglika, pridá sa tavivo (2 - 4% hmotnosti vsádzky) a roztaví sa. Po roztavení odpadu sa kvapalná tavenina rafinuje špeciálnym tavivom, ktorého spotreba je 0,5 - 0,7% hmotnosti vsádzky. Po usadení je výťažok vhodného kovu 75 - 80% jeho obsahu v troskách.
Po odvodnení kovu zostane hustý zvyšok pozostávajúci zo solí a oxidov. Obsah kovového horčíka v ňom nie je väčší ako 3 - 5%. Účelom ďalšieho spracovania odpadu bolo extrahovať oxid horečnatý z nekovovej časti ich spracovaním s vodnými roztokmi kyselín a zásad.
Pretože proces vedie k rozkladu konglomerátu, po vysušení a kalcinácii je možné získať oxid horečnatý s obsahom až 10% nečistôt. Časť zostávajúcej nekovovej časti je možné použiť na výrobu keramiky a stavebných materiálov.
Táto experimentálna technológia umožňuje využiť viac ako 70% hmotnosti odpadu, ktorý bol predtým vyhodený na skládky.