Технологический процесс переработки отработанных формовочных смесей
Известно, что на 1 т годных чугунных отливок расходуется примерно 6-10 т формовочной и 0,6-0,7 т стержневой смеси. Почти 95% всех смесей - это смеси, свойства которых в процессе заливки металлом не изменяются. В результате резкого изменения свойств около 4-7% смеси выбрасываются в отвал. Для компенсации этого количества смеси ежегодно на доставку свежих материалов, их хранение и переработку затрачиваются значительные средства. В связи с этим важной проблемой становится обеспечение многократного использования формовочных материалов благодаря восстановлению первоначальных свойств песчаной основы смеси, т.е. ее регенерации.
Существуют следующие способы регенерации отработанных формовочных смесей: механическая (сухая), гидравлическая (мокрая) и термическая. Наиболее простой процесс - сухую (воздушную) регенерацию - применяют для отработанных песчано- глинистых и самотвердеющих смесей, так как большая часть связующего разрушается или выгорает под воздействием теплоты залитого в форму металла и поэтому относительно легко удаляется. При использовании в качестве связующего жидкого стекла, которое при твердении образует на поверхности песчинок нерастворимую пленку, или при переработке сухих отвальных смесей применяют гидравлическую регенерацию, а в некоторых случаях термическую, т.е. смесь прокаливают при температуре 700-900°С с целью полного удаления инертных оболочек связующего.
Технологическая последовательность расположения оборудования для подготовки оборотной(отработанной)смеси
В современных литейных цехах, особенно массового производства, в системе транспортного потока оборотной смеси (от выбивки отливок из формы до бункеров над смесителями) устанавливают оборудование для отбора металлического скрапа, размола комьев и просева, оборудование для гомогенизации и охлаждения отработанной смеси, регенерации и сепарации.
Установлено, что в 1 м3 оборотной формовочной смеси находится до 10 кг ферромагнитных включений (застывшие брызги металла, крючки, шпильки ит.д.), поэтому процесс удаления скрапа является одним из главных звеньев переработки отработанной смеси.
От степени очистки оборотной смеси от скрапа зависит качество отливок и надежность работы технологического оборудования.
В литейных цехах для очистки оборотной смеси от скрала применяют шкивные, барабанные и ленточные магнитные железоотделители.
Наибольшее распространение получили шкивные и барабанные магнитные железоотделители, так как их технологически легко встраивать в транспортный поток. Обычно шкивной железоотделитель одновременно служит и приводным барабаном ленточного конвейера, транспортирующего оборотную формовочную смесь. Так как один магнитный железоотделитель не может обеспечить полное удаление металлических включений, то обычно в транспортном потоке оборотной смеси их устанавливают два или даже три. Если в транспортной системе невозможно установить большое число шкивных или барабанных железоотделителей (один ленточный конвейер), а также для более надежного отделения включений над конвейером устанавливают ленточные магнитные железоотделители.
Последовательно за магнитными железоотделителями устанавливают валковые дробилки (реже щековые) для дробления комьев спекшейся смеси, остатков стержней и оборудование для их просева. Наиболее часто для просева оборотной формовочной смеси используют барабанные пирамидальные (полигональные) сита. Они просты по конструкции, надежны в работе, имеют достаточно высокую производительность, почти бесшумны и легко описываются в транспортный поток.
Влажность и температура оборотной смеси не постоянны. Температура оборотной смеси в среднем составляет 80-100°С, а допустимой является температура 25-30°С. Поэтому после просева оборотную смесь подвергают гомогенизации и охлаждению. Под гомогенизацией понимают процесс усреднения смеси по влажности и температуре. В гомогенизационных установках (барабанах) оборотную смесь перемешивают и увлажняют. Влажность смеси после гомогенизации становится несколько выше влажности готовой формовочной смеси, но при этом она равномерно распределена по всему объему. Температура смеси после гомогенизации хотя и высокая, но также одинакова по всему объему. Избыток влаги, введенный в гомогенизатор, удаляется в системе охлаждения отработанной смеси.
После гомогенизатора смесь поступает в установку для охлаждения. Наиболее распространены установки, основанные на паровоздушном способе охлаждения. В них воздух под давлением подается через слой смеси снизу за счет чего происходит обильное выделение пара. На испарение затрачивается большое количество теплоты, которая отбирается от смеси; смесь охлаждается. Вместе с воздухом и паром в систему очистки уносятся и мелкие частицы смеси. Затем смесь поступает в бункера-отстойники или непосредственно в бункера над смесителями.