CS254191A3 - Process for selective regenerative treatment of used foundry sands - Google Patents

Description

Oblast techniky Předložený vynález se týká způsobu selektivního regene-račního zpracování starých slévárenských písků pro jejichznovuzhodnocení namísto písku nového.

Dosavadní stav techniky

Technika odlévání oceli a litiny a zde zvláště formovacítechnika používá zdroje, které velmi závisí na požadavcícha nátlacích co do snesitelnosti pro okolí. K tomu patří ze-jména formovací písek, s jehož pomocí se stanovuje schopnostmodelování licí formy.

Rozlišují se zde přírodní písky a vedle toho synteticképísky. To jsou čisté, v každém směru upravené a tříděné kře-menné písky bez jakékoli přísady organických a/nebo anorga-nických příměsí nebo dokonce nečistot. .

Nyní jde o to, učinit tento, takto čistý písek, určenýve své zrnitosti velikostí jednotlivých zrn, modelovatelný,a sice pomocí přesně stanovených a dávkovaných přídavných lá-tek organické nebo anorganické povahy. Při běžném oběhu formovacího písku ve slévárně, např. spískem pro lití nasyrovo pojeným jílem, se největší část sta-rého písku napadaného na vytloukacím místě přivádí přes úpra-várenské zařízení k opětnému použití ve formě nasyrovo. Tentostarý písek je směs z převážně formovacího písku pojeného jí-lem a menších podílů chemicky pojeného jádrového písku, kterýbyl jako nový písek zaveden přes jadernu poprvé do oběhu. Ve - 2 - starém písku, jsou pravidelně obsaženy ještě aktivní pojivovýjíl, např. bentonit, a také zuhelnatělé zbytky, zejména zkok-sovaný, porézní uhelný prach. Kromě toho se písková jádra povícenásobném proběhnutí stále více strukturně mění, tím, žese vždy působením horka litého kovu část pojivového jílu zce-la spálí a jako keramická porézní povrchová vrstva zůstávádržet na křemenných zrnech, což je takzvaná oolitizace.

Nyní byly vyvinuty a používány některé techniky postupů,které oddělují spotřebované přídavné látky, jako bentonit auhelné zbytky, od křemenných zrn, aby tak přivedly alespoňkřemenný písek, který se vyskytuje ve velkých množstvích, knovému použití. Toto oddělování křemenného písku a spotřebo-vaného pojivá apod. se provádí vždy podle techniky použití,avšak právě odděleně ve vztahu ke zbytkovým látkám, které ješ·tě obalují jednotlivá zrna, jejichž procentuální podíl se cel-kově zjišťuje zkušebním postupem. Zjištěné parametry se shr-nují pod pojmy ztráta propalem, vypraný materiál, sítová ana-lýza a určení hodnoty pH a stanovují v celku nové znovupouži-tí tohoto písku.

Uvedené kvalitativní parametry písku představují každýsám o soběúplnou hodnotu určitého zkoušeného množství písku. V praxi se však písek posuzuje ve stavu, jak dojde k regene-raci jako celek bez ohledu na skladbu velikosti zrn.

Odpovídá tedy stavu techniky, že pro posuzování kvalitypísku se tyto parametry neodebírají z jednotného zrna určitévelikosti, nýbrž se vztahují na vyplývající výslednou středníhodnotu zkoušeného množství. Nyní je to však tak, že dnešnízpůsoby míšení a aparatury, které jsou pro ně k dispozici, i'«(4i - 3 - umožňují velice rovnoměrné a homogenní rozdělení pojivá na po-vrchových plochách zrn písku. To znamená, že je přídavek poji-vá vztažený na hmotnost a nikoli povrchovou plochu. Poměrnépovrchové plochy zkoušeného množství písku nyní dovolují, abyse dávkování pojícího prostředku naprosto nevztahovalo k poč-tu menších nebo větších zrnitostí, nýbrž k váhovému množství. V praxi je to však tak, že gravimetricky stejná množstvípísku podle větších a menších zrnitostí odděleně vykazují sku-tečně odlišné povrchové plochy.

Vychází-li se z toho, že je zatížení ploch přísadami vět-ších a menších zrn stejné, znamená to, že jeden gram např. vět-ších zrnitostí vykazuje dohromady méně pojící látky než stejnésrovnatelné množství menších zrnitostí na základě větších po-měrů povrchové plochy.

Celkové množství vyskytujícího se písku, který se má rege-nerovat, vcelku jedno, jakou technikou systému se také vždyzpracovává, zažívá skutečně paušální čištění vzhledem k časua dodávce energie. Žádoucí by byl diferencující faktor ohled-ně času, techniky systému a tím dodávky energie.

Vychází-li se z tohoto stavu techniky, vytyčuje si před-ložený vynález za úkol navrhnout způsob regenerace starýchslévárenských písků, při kterém probíhá zpracování písku se-lektivně na základě rozdílů zrnitostí. Tím se má docílit jeden jednotný stupeň čištění křemen-ných ostřiv nezávisle na jejich velikosti.

Podstata vynálezu

Tento úkol se podle vynálezu řeší dle poučení nároku 1. - 4 -

Další výhodné úpravy vycházejí ze závislých nároků. Příklady provedení vynálezu

Způsob podle vynálezu bude blíže popsán v následujícímiV prvním stupni způsobu nastává mechanické základní zpracová-ní, jako oddělování písku a hrud, zmenšování hrud, vylučovánícizích látek jako ocelových částic, zbytků dřeva, skla a po-dobně. Odprášení popřípadě sušení písku, stejně jako chlaze-ní, pokud je potřebné, jsou navržené rovněž.

Ve druhém stupni způsobu se provádí kvalifikované zpraco-vání množství písku. Písek se dále čistí působením tření aomílání, odprášením, čištěním otloukáním a případně technikoutepelného zpracování. Přitom nastává oddělování zkoksováných,slinutých nebo zcela spálených pojiv od křemenného zrna. Te-pelný stupeň zpracování písku by se měl používat velmi omeze--ně.

Po tomto druhém stupni způsobu se provádí zkoušení písku,aby se zjistily v úvodu popsané parametry, t.j. ztráta propá-lem, podíl kalových látek a hodnota pH a provedla se sítováanalýza. Až do tohoto způsobového kroku se písek zpracovává jakocelek, nezávisle na podílu velikostí zrn, která jsou v něm ob-sažena. Následující tabulka však ukazuje, že vyčištěný písek ,vykazuje po popsaném prvním a druhém stupni způsobu v závislosti na velikosti zrn následující ztráty propalem a hodnoty ka-lových látek. velikost zrna ztráta propalem kalová látka 0,5 mm 0,65 % 0,57 % 0,09 - 0,125 mm 0,92 % 0,68 % 0,06 - 0,09 mm 1,18 % 1,53 % - 5 -

Zjištěné hodnoty dokládají, že s přibývající velikostízrna při stejné době zpracování a intenzitě se hodnoty stálezlepšují, to znamená, že hrubý písek je čistší než jemnozrn-ný písek. Jelikož se však při dnešním posuzování písku vychá-zí z okamžité smísené hodnoty, je dobrý hrubý písek pravidel-ně negativně ovlivňovaný malým nebo jemným pískem.

Pokud se chce toto negativní ovlivňování eliminovat, po-tom zde musí následovat selekce mezi velkými a malými zrny. Tím se v třetím stupni způsobu rozdělí podle vynálezu množst-ví písku podle velikostí zrn a malá zrna, která prokazatelněobsahují vyšší podíl kalových látek a ztrátu propalem, se při-vádějí k dalšímu zpracování, které může zahrnovat intenzivnítepelné zpracování. Přitom může toto tepelné zpracování obsa-hovat jak zvýšení teploty tak i snížení teploty. Při zpraco-vání zvýšenými teplotami se jde podle vynálezu jen tak dale-ko, až se roztrhá pojící vrstva apod. Nenastává žádné spalo-vání.

Je však také možné vnést do obalujících pojiv všelijakátepelná napětí snížením teploty, tzn. zmrazením, při minus15 až minus 25 °C, která umožňují zkřehnutí obalující vrstvy.Potom se může hmota písku přivést k další mechanické regene-raci, takže v tomto stupni způsobu se mohou odtrhávat takzva-né pancíře škodlivin a výsledkem je nyní čisté zrno.

Když je čištění malých zrn uzavřeno, přidají se opět kezbývající hmotě písku a vedou se dále v koloběhu písku.Příklad: V předem určeném množství písku, který se má regenerovat,byl oddělen podíl pojiv od zrnité základní hmoty. Následně - 6 - i-·Λ'.>'. ·:/-.1 Λ ύί«Ί'.:. ó/lC'·<; s λ#.! byla předčištěná hmota písku podrobena pneumatickému zpraco- 1 ;$ vání, před tím, než bylo za pomoci síta provedeno rozdělení mezi velkými a malými zrny. Ukázalo se, že cca. 25 % hmoty > písku bylo vyloučeno jako malé zrno. Přitom je třeba chápat ť t.. pod pojmem malé zrno zrnitost, při které nepřekračuje průměr * zrna 0,1 mm. Vyloučená hmota malého zrna byla během předem O · 1 stanovené doby udržována na teplotě cca. 500 C, asi tak dlou-ho, až byla vytvořena v pancíři škodlivin dostatečná tepelná ;napětí, aby se přivodilo zkřehnutí. Tepelné zpracování se pře-ruší dříve, než se nastaví tepelná rovnováha mezi středem zr-na a obalem škodliviny. Potom se takto vyčištěná hmota písku ;dále zpracovává mechanicky, až je pancíř škodlivin z každéhozrna úplně odtrhaný.

Průmyslová využitelnost

Popsaný způsob je zvláší příznivý pro okolí, protože vprotikladu ke známým tepelným postupům nenastává žádné spalo-vání, takže odpadá zatěžování životního prostředí, které přitom vzniká.

Claims (5)

1. A 1' ‘VíSkl *<’/¥>') ' ,i í’ » I 1

   1. Způsob selektivního regeneračního zpracování starých slé-* várenských písků pro znovuzhodnocení místo nového písku,vyznačující se několika způsobovými stupni,přičemž v - prvním stupni se provádí oddělování podílů pojiv od zr-nité základní hmoty prostřednictvím mechanických pro-středků, - druhém stupni se zrna písku urychlují, aby se vytvořilovzájemné působení omílání jednotlivých zrn písku mezisebou, - třetím stupni způsobu se provádí oddělování, resp. selek-ce mezi velkými a malými zrny a - v dalším stupni způsobu se malá zrna případně dodatečněupravují.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující seže se konečná úprava malých zrn provádí tepelně. t í m,
3. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím,že se konečná úprava malých zrn provádí mechanicky, např.praním s následným sušením.

   4. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím,že při tepelném zpracování se provádí zvýšení teploty napřibližně J00 °C.

   5. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím,že tepelné zpracování obsahuje podchlazení zpracovávanéhomnožství písku na minus 15 až minus 20 °C. « i:
4. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím,že se oddělování provádí proséváním.
5. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím,že se malá zrna ze systému odlučují.