CS258390B1 - Způsob regenerace slévárenských formovacích a jádrových smásf s vodním sklem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem. Podstata řešení spočívá v tom, že povroh zrn se reaktivuje přeměnou stabilního, ve vodě nerozpustného alkalického metakřemičitanu a amorfního oxidu křemičitého na hydrosolventní formu alkalického ortokřemičitanu, následuje otírka, vyprání a odvodnění. K reaktivaci je použito vodního roztoku alkalického hydroxidu v koncentraci od 0,05 do 0,5 % hmot., teplotě od 15 do 80 °C a trvání reaktivace v rozmezí od 1 hodiny do 10 hodin. K reaktivaci lze použít vodu z otírky při regeneraci.

Description

Vynález se týká způsobu regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem.

V rámci chemizace výroby forem a jader se stále více používají směsi s vodním sklem, vytvrzované zásahem zvenčí nebo účinkem práškových a tekutých tvrdidel. Veškeré výhody, které přináší používání směsí s alkalickým silikátem ve slévárnách, jako zvýšení produktivity práce, zvýšení přesnosti odlitků, podstatné zlepšení hygieny a další, jsou omezeny špatnou regenerovatelnosti těchto směsi. Bez regenerace směsí s alkalickým silikátem se musí používat vždy 100% nového ostřiva a použitá směs se vyváží na odpad.

Tím docházi k velkým hospodářským ztrátám, zhoršování životního prostředí, nedokonalému využití vlastností ostřiva a plýtvání vzácnou surovinou, tj. čistým křemenným pískem i nekřemennými ostřivy, jejichž zásoby jsou omezené. Regenerace formovacích směsí má zajistit jejich opakovanou použitelnost v co největší míře, aniž by došlo ke zhoršení vlastnosti nových směsí. Ze dvou základních postupů regenerací je pro směsi s vodním sklem účinnější regenerace mokrá.

Její podstata spočívá v tom, že se vratná směs po vytlučení z forem rozdrtí pomocí magnetické separace a otlrkou za mokra se uvolni z povrchu zrn písku vytvrzené pojivo, včetně produktů vytvrzovacích reakcí. Plavením vodou se pak uvolněné nečistoty odstraní a získá se regenerát. Ke zvýšení účinnosti regenerace se kombinují jednotlivé postupy tak, že se např. rozdrcený vratný písek před stykem s vodou odpráší a plavení je dvoustupňové, před mokrou otírkou a po ní. Další cestou ke zvýšení kvality regenerátu je zvyšování intenzity otirky bud novou konstrukci otírkového zařízení, nebo úpravou podmínek, např. rychlostí otáček, prodloužením trvání otirky apod. Všechny uvedené způsoby však jsou značně náročné na spotřebu energie i zařízeni, zvýšení kvality regenerátů je nedostatečné a neodpovídá vynaloženým nákladům.

Průměrně dosažitelný stupeň očištění, hodnoceno podle snížení obsahu Na^O, je 65 až 70 %. Nevýhody dosud používaných postupů mokré regenerace spočívají v tom, že neumožňují dokonalé odstranění zbytků vodního skla z povrchu zrn ostřiva. Nerozpustný alkalický metakřemičitan a hydrogel oxidu křemičitého jsou na zrnech stabilizovány, vlivem tepla dochází k zeskelnění a k výraznému zvýšení jejich adhesních sil na povrchu zrn ostřiva. Nové směsi s regeneráty mají vlivem těchto zbytků sníženou zpracovatelnost, nižší pevnost a vysoký otěr forem a jader. Z těchto důvodů je též snížená žáruvzdornost nových formovacích a jádrových směsí s regeneráty, vysoký výskyt připečenin na odlitcích a zhoršená rozpadavost forem i jader po odlití.

Jinak pracuje postup podle čs. patentu 85 878, který z odpadních písků z odlitých forem a jader neodstraňuje zbytky vodního skla a produkty vzniklé jeho rozkladem, ale převádí je působením alkalickým látek, např. hydroxidu nebo křemičitanu zpět na směs ostřiva a vodního skla. Nevýhodou je jednak nutnost použit pro regeneraci vyšších tlaků a teplot 100 až 400 °C, jednak i to, že složení získané směsi není optimální a je nutno ho upravovat přídavkem korekčních látek.

Nevýhody dosud známých postupů odstraňuje způsob regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem reaktivací vodným roztokem alkalického hydroxidu nebo vodou z otirky za teplot 15 až 80 °C, s následnou otírkou, vypráním a odvodněním. Podstata vynálezu spočívá v tom, že doba reaktivace činí 1 až 10 hodin.

Výhody způsobu regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem podle vynálezu spočívají v tom, že zbytky vytvrzeného pojivá na povrchu zrn po reaktivaci přecházejí ve formu ve vodě snadno rozpustnou. Délka reaktivace ovlivňuje stupeň rozpustnosti a to i u té části pojivá, u níž došlo vlivem vyšší teploty ke zeskleněni. Delší dobou reaktivace, např. po dobu několika hodin, se zeskelněné pojivo přivede do těstovitého stavu, jeho adhesni síly vůči povrchu ostřiva jsou sníženy, a tak vedle zvýšené rozpustnosti dojde otěrem k jeho intenzivnímu uvolňování a odstranění. Výsledkem je velmi čistý regenerát, jehož stupěň očištěni, hodnocený podle snížení obsahu Na₂0, je 90 až 98 % hmot. Regenerát této čistoty se neliší svými vlastnostmi od nového křemenného písku a je použitelný jako plnohodnotná náhrada v nových směsích.

Postup regenerace odpadních slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem podle vynálezu je blíže osvětlen na následujících příkladech.

Příklad 1

U vratných písků ze směsí s vodním sklem, u nichž po odlití forem došlo ze 60 % hmot. k prohřátí až na 200 °C, bylo běžným způsobem mokré regenerace dosaženo očistění na max.

až 70 % hmot., hodnoceno podle snížení obsahu Na₂0.

Postupem podle vynálezu, tj. loužením (reaktivací) v alkalickém roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 0,2 % hmot. Na₂O při teplotě 20 °C, bylo po reaktivaci trvající 10 min, s následující otírkou, praním a odvodněním, dosaženo stupně očištění 75 až 80 % hmot.

U stejného vratného písku bylo po reaktivaci trvající 1 h dosaženo stupně očištěni 85 až 90 % hmot., po 4 h 95 až 98 % hmot., opět hodnoceno podle snížení obsahu Na₂O.

Příklad 2

Regenerace vratného písku ze-směsí s vodním sklem, u něhož po odlití do forem došlo ze 60 % hmot. k prohřátí až na teplotu 400 °C a u něhož je více než 50 % vodního skla zeskelněno. Běžným postupem regenerace se u takového písku dosáhlo max. očištění na 50 %, hodnoceno podle snížení obsahu Na₂O.

Postupem podle vynálezu, tj. loužením vodou z otírky při 75 °C po dobu 1 h, s následnou otírkou, praním a odvodněním, bylo dosaženo stupně očištění 65 až 70 % hmot., po 4 h 80 až 85 % hmot. a po 10 h 90 až 95 % hmot., opět hodnoceno podle snížení obsahu Na₂O.

Claims (1)

1. Způsob regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem reaktivací vodným roztokem alkalického hydroxidu o koncentraci od 0,05 do 0,5 % hmot. nebo vodou z otir ky, za teploty 15 až 80 °C, s následnou otírkou, .vypráním a odvodněním, vyznačující se tím, že se reaktivuje po dobu 1 až 10 hodin.