Способ регенерации отработанных песчано-смоляных стержневых и формовочных смесей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И), юрВ22 C5/О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPÑÊÎÌÌ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2436246/22- 02 (22 ) 30 12 76 (46) 07.05.83. Бюл. В 17 (72) В.А. Сафронов, А.В. Торовин, В.А. Комиссаров, А.А. Шпектор, В.Н. Скорняков-, И.Д. Суслов, Г.й. Усова, А.М. Жежера, Е.А.Минкин и А. Б. Ваксеибург (7 1) Всесоюзный научно-исследователь- ский институт литейного машиностроения, литейной технологий и автоматизации литейного производства (53) 621 ° 742.55.06 (088;8) (56 ) 1. Зайгеров И.Б. Регенерация отработанных смесей в литейной производстве. М., Машгиз, 1961, с. 34-35 риc. 6.

2. Там же, с. 49-51, рис. 17. (54) (57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ПЕСЧАНО-СМОЛЯНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ

И ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ, включающий выбивку отработанной смеси, ее магнитную сепарацию, грохочение по зерну

2,5-5,0 мм с выделением надрешетного и нодрешетного продуктов, дробление, окислительный обжиг, обеспыливание, и охлаждение, о- т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения энергозатрат при сохранении уровня качества регенерировайного песка и физико-механических характеристик смесей, полученных с .его использова-., нием,подрешетный продукт обеспыливают а надрешетный продукт подвергают O окислительному обжигу с последующим смешиванием упомянутых продуктов.

1016040

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при механотермической регенерации отработанных песчано-смоляных смесей в цехах среднего и крупного 5 чугунного литья в условиях серийного и индивидуального производства.

Известен способ регенерации, включающий выбивку отработанной смеси, ее магнитную сепарацию, рассев, дроб1О ление крупной фракции, совмещение фракции, прошедшей через сито и полученной в результате дробления с по-. следующей оттиркой пленок связующего и обеспыливанием смеси 11 ),.

Недостатком данного способа является низкое качество регенерата из-за неполного удаления примесей (азотсодержащих соединений, углесодержащих -материалов и др. ) в процессе регенерации, что ограничивает его поеторйОе применение в холоднотвердеющих смесях (ХТС).

В случае использования смол карб амидного класса, получивших наибольшее распространение в отечественной практике изготовления стержней и форм из ХТС, доля механического регенера.та, .вводимого ц смесь, не превышает

50 мас.3 огнеупорного наполнителя. щ

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-. му результату является способ регенерации, согласно которому отработанная смесь после выбивки, прошедшая магнитную сепарацию, грохочение по зерну 2,5-5,0 мм с выделением надре-,. шетного и подреаетного продуктов., подвергается дроблению, окислительному обжигу, обеспыливанию и охлажде- 4О ниа 523 ° . Этот способ характеризуется высо-. кими энергозатратами (в среднем

250000 ккал иа 1 т регенерированного песка ), что ограничивает применение 4 этого способа.

Целью изобретения является сокращение энергозатрат при сохранении уровня качества регенерированного песка и требуемых физико-механических характеристик смесей, полученных с его использованием, Цель достигается тем, что согласно способу регенерации отработанных песчано-смоляных стержневых и формовочных смесей, включающему выбивку отработанной смеси, ее магни-ную . сепарацию, грохочение по зерну 2,55,0 мм с выделением надрешетного и подрешетного продуктов, дробление, окислительный обжиг, обеспыливание и охлаждение, подрешетный продукт обеспыливают., а надрешетный продукт подвергают окислительному обжигу с последующим смешиванием упомянутых продуктов.

Выбитую отработанную смесь подвергают магнитной сепарации и рас-. севу на грохоте с размером отверстий

2,,5-5,0 мм. Надрешетный продукт, т.е. куски, размер которых превышает размер отверстий сита, дробят и подвергают окислительному обжигу при

856-900 С, после чего охлаждают до

20-30оС и смешивают с предварительно раздробленным подрешетным продуктом, т.е. отработанной смесью, прошедшей через отверстия грохота; затем весь объем регенерированного песка обеспыливают для удаления фракций с размером менее 0,1-0,16 мм.

Осуществление операции окислительного обжига только лишь надрешетного продукта обусловлено следующим. В реальной литейной форме и стержне имеются контактирующие с металлом зоны, которые подвергаются наибольшему прогреву в процессе заливки сплава и остывания отливки. Отработанная смесь из этих зон характеризуется наиболее благоприятным составом по остаточному содержанию валового азота, ионов

РО и величине потерь при прокаливаний.

Эта we смесь характеризуется наименьшей остаточной прочностью,. благодаря чему при выбивке разрушается до размеров зерен. песка, Отработан-. ная смесь из периферийных зон формы и из знаковых частей стержня прогревается до более низких температур (для станочного чугунного литья весом до 1т порядка 80-150 С) и характеризуется как более высоким содержанием указанных примесей, так и повышенной остаточной прочностью, за счет -чего в результате выбивки куски смеси из этих зон могут иметь максимальный размер, равный размеру ячейки выбивной решетки, В табл. 1 представлена зависимость химического содержания примесей в отработанной смеси на карбамидной смоле после выбивки и магнитной се-. парации) от крупности ее кусков.

Иэ приведенных данных видно, что содержание примесей в смеси, размер

3 1016040 1 кусков которой превышает 5 мм, на ной смолой, отверждаемые ортофосфор30-60 большем, чем в смеси, размер, ной кислотой. .кусков которой менее.5 мм. Такое рас- Составы смесей приведены в табл. 4. В пределение примесей в отработанной Физико-механические характеристисмеси в зависимости оъ крупности ее у ки смесей вышеприведенного составакусков может служить основанием для представлены в табл. 5. проведения операции окислительного Как видно из приведенных данных обжига лишь для кРУпной фракции, со- несмот „ „a н

Э ,несмотря на некоторые различия по зер" держание которои в смеси колеблется в пределах 30-403. Это позволяет со-. 1в новому и химическому составу (табл. 2 кратить энергозатраты на приготовлеными согласно предлагаемому и известние регенерата при сохранении доста-ному способам, физико-механические точно высокого качестве его и физикоv механических своиств смесей, приготовхарактери стики смесей, приготовленных ленных на его основе. .И на этих регенератах, отличаются неП .. О б р и м е. Р . Отработанную ХТС значительно, а для условий производства являются практически идентичными для изготовления форм и стержней на (табл. 5 ). основе карбамидной: смолы, отверждаемую ортофосфорной кислотой, после выРегенерат, полученный согласно бивкй подвергают магнитной сепарации, — предлагаемому способу, пригоден ля у у, р оден для .грохочению на сите 5 мм, после чего изготовления литейных фо м иэ ХТС . крупный продукт, оставшийся на сите, адрешетный) подвергают измельчению упорного наполнителя и ра ктичес ки при сохранении физико-механических . в. роторной дробилке и направляют в свой ст в . ХТС . барабанную, печь на окислительный об- д

850.. 900оС „ „„ 20 40 Согласно известному способу окисзатем охлаждают до 20 30оС " л ельномУ об У Ри емпеРатУРе

Прокаленный материал смешивают с около 1000оС. по ве гается в .перерабатываемой смеси. Расход припросеЯнным пРоДУктом, пРошеДшим через Horo газа on сито 5 мм (подрешетным ) и подвергают - з обеспыливанию в о еспыливанию в каскадном классифиЗФ тивными особенностями печи, 68 м каторе с пересыпными полками при скона 1 т регенерата.

Применение предлагаемого способа в рости восходящего потока воздуха

4 м/с. сравнении с прототипом лоэволяет сократить расход природного газа ориентиро Для сравнения проводят регенерацию вочно до 25 м на 1 т регенерата за этой же отработанной смеси известным д не подвергается окислительному обжительный обжиг всего объема отработан- „ Эт гу. Это позволяет получить экономиной смеси прошедщей магнитную сепара ч и ческий эффект в размере 1,0 р.на цию, грохочение. р 1 т регенерата.

Выход регенерированного песка в их случаях 9 мас.4. нергозатра-

Таким образом, предложенный способ ты при ре енерации соглаСно извест- РегенераЦии отработанных песчано-смон,му способу 400 ккал, а согласно лЯных смесей позволЯет сУщественно предлагаемому способу 150 ккал íà 1 кг сокРатить энергозатРаты, потРебные

"регенерата, 4 для его осуществления (по сравнению

Химический и зерновой состав полу- с прототипом ); без практического ченных регенератов приведен в ухудшения качества получаемого регетабл. 2 и 3 соответственно. нерата и требуемых физико-механичес-.

Иэ полученных регенерированных . ких характеристик ХТС, получаемых с песков приготавливают. XTC с карбамид- ® его использованием.

1016040

Размер кусков смеси, мм

Содержание примесей, мас.Ф

Валовый азот

Потери при прокаливании

0,45

3,37

15,2

0,71

3 34

0,45

11 3

0 70

6,5

3,28

0,43

0,67

2,6

0,42

3,19

0,55

0,52

0,40

1,4

5 10

3,09

0,23

63,0

2,41

Менее 5

0,37

Таблица2

Содержание примесей, мас, 4

Способ

;, Валовый. азот

Потери при прокаливании

0,08:

0 52

0,22

Известный

0,16

Предлагаемый

0 50

1.51

100-.400

50-100

20-50

10-20

Выход фракции, ма с. 7".

Таблица!

1-о16ойо

1, g эеи иэФ

1- WueeX O> т

P4»ZgI4)4I4I4i - О". - 4

О б. О, эинежбаггод с

I4» 3 .3

Щ бЛ- .4 4Ч

- ° 4, .

4 - o . 4 О ; .a Г

1.. 1 1 1 - 1 . ... 1

1 1 LA 1, СЧ - 3 - 4 . 1 С»

1 I О . I О::О 1 .

I t .. I I

1 1 I - - . 3 1 ! . I 1 .:, . . I

I 3 .. 1 - .. I

I 4 СО . 1:1; -4 . - LA 3 I б. CI - l.- . ". I

I . о в о .. о

l I ..3 . - .. I . 1 1-:,";" ° . .. I

4 I. - .-)... О... - I

4. :М . Ч»:, 1. I .-:- .I ° . 4.1 .1 О . l: . .34Ъ . 1 ) I -: 1:., . I

1 . 1, .М-:: ". -.. .. -1 . I 1 - I... 1 г,. 1.1-.. ..О - а

-4 1 Ч» ) -. - -: 4 .;t 1 . 4 -. - . . О.. 1. ! I .О I: i ° . I:

В .-.1 . ., В

I. - - 3 -. I: 4Ч- l .I -."1:... " . 1

1 . -.4Ч-. .L43 ., LA, t ..!.. i: О..б .: INL E

1:. I:. ... 1

::1 1 -..-.1..-. " .: . I

I. - ...1.. LA:,- I I . О Ф . 4

I Ф. 4.,:::1 .. :..-,: .

:4 iI . I .-:.ФЪ, I ФЪ: ." 4Ч . 4 ..1 . V . 3 .:Ф-,-4 -:: " .. . 4

1 . 10 ).. : : I, ...I.

1 .Š1 —.-,. .- .,.,. - . 1 —:1. t ..". 4..- . ": ... 4

t..": l..04 .. 0»....3X М- 4-- .,- «.

Е 11 .:: .4.;.: cd вЧ.

1 "3- 4 О...б - . СЧ .. !Ч ..I

I. X, . б ° .. . - : I

О 11:::. I ! . - l. ..: - 3.

3 . 343 : 4 . .. 1-, ., . 4

:I: X. . t .: .1 - . . . I

) ..1 Ю::. 1. 4Ч 1 C) ..4

1 X I . 1 .. ---. . е: .. 4

1 - - . У . - . 4 . О : 1: . - О . . ф»

3...: В" б." " б, :Ь . 1 . I 1.- I.—. . 3 .: I.

I..:: 0 l .I, .- :3::1 .. -: : -,4

О 1- Ct 14 1-- - 4- О :1, . - I :.1 - - . 1 .

CI4 )

1.....1. . I. ....., -!

1:, ) - I - 1 .1 . 1 . 1, . 1

1 1-1,*1

1 О . . 4Ч 41!Ъ I ! a -t.. a . е .р- t: O

1., ..1 1

1 1 —.-".-1: 1 .1. 1 . 1 . I

4 .1 . I LA 1 . МЪ1 I

I 1 б . .3

1 1 СЧ 1, I О.. 1

I-. \,I I

1 . i ." .. .. 3

1: . 1 I 1

tX Э

1 ., .1 . Я . 40 . 3 .1 ., Х Ь .. г

34» . 1 )- m

I» .V C

0 . . а) СС. .о m em С 4 m аЗ о.1zг:=

1О16040

T а б л и ц а 4

Содержание ингредиентов, мас.

Смесь

Песок свежий полученный по известному спосо(Кф-Х) 87,44

9,36

2,90

0,30

87,04

9,26

3,37

0,33

3,83

9,16

86,64

0,37

87,44

2,90

9,36

0,30

9,26

87,04

3,37

0,33

86,64

9,16

3,83

0,37

Т а б л и ц а 5

Смесь

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см, через, ч

8,1

5,0

9,2

15,5

14,0

0,23

0,20

8,3

6,0

16,0

10,0

0,20

8,2

6,3

16,2

10,3

16,0

8,3

4,8

8,9

0,26

15,0

17,0

8,2

5,4

15,6

18,0

0,25

8,3

16,0

5,9

10,0

0,23

19,0

Составитель С. Тепляков

Редактор М. Дылын Техред M,Êoøòóðà Корректор М.Шароши

Заказ 3278/ll Тираж 813 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Регенерат полученный способом по изобретению

Смола карбамидная

УКС

Осыпаемость мас.3

Кислота ортофосфорная термическая

Газот ворность смЗ/r