CS258390B1

CS258390B1 - Method of foundry sand and core mixtures with water glass reclaiming

Info

Publication number: CS258390B1
Application number: CS862461A
Authority: CS
Inventors: Bohumir Polacek; Josef Sedlak; Ludek Vesely
Original assignee: Bohumir Polacek; Josef Sedlak; Ludek Vesely
Priority date: 1986-04-05
Filing date: 1986-04-05
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS246186A1

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.The present invention relates to a method for recovering foundry molding and core blends with water glass. The essence of the solution lies in that the grain surface is reactivated by transformation stable, water-insoluble alkaline metasilicate and amorphous silica to a hydrosolvent form of alkaline orthosilicate, followed by rubbing, washing and drainage. Water is used for reactivation alkaline hydroxide solution in concentration from 0.05 to 0.5 wt 15 to 80 ° C and duration of reactivation in the range from 1 hour to 10 hours. Reactivation is possible use water from abrasion during regeneration.

Description

Vynález se týká způsobu regenerace slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem.The invention relates to a process for the regeneration of foundry molding and core compositions with water glass.

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.As part of the chemistry of mold and core production, mixtures with water glass, cured by external action or by the effect of powder and liquid hardeners, are increasingly being used. All the benefits of using alkaline silicate compounds in foundries, such as increasing work productivity, improving casting accuracy, substantially improving hygiene, and others, are limited by poor regenerability of these mixtures. Without regeneration of alkaline silicate mixtures, 100% of the new grit must always be used and the used mixture is exported to waste.

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.This leads to major economic losses, environmental degradation, imperfect use of the properties of the grog and waste of precious raw materials, ie pure quartz sand and non-quartz grogs whose reserves are limited. The regeneration of the molding compositions is intended to ensure their reusability as much as possible without compromising the properties of the novel compositions. Of the two basic regeneration processes, wet regeneration is more efficient for waterglass mixtures.

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.It is based on the fact that, after extrusion from the molds, the return mixture is crushed by means of magnetic separation and a wet binder releases the cured binder from the grain surface of the sand, including the products of the curing reactions. The water is then removed to remove the impurities and recovered. To increase the efficiency of the regeneration, the individual processes are combined by, for example, shredding the return sand before contact with water and float it in two stages, before and after the wet wipe. Another way to improve the quality of the regenerate is to increase the intensity of wiping, either by re-designing the wiping device, or by adjusting conditions such as rotational speed, prolonging the duration of the wiping, etc. costs incurred.

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.The average achievable degree of purification, evaluated by reduction of Na 2 O content, is 65 to 70%. The disadvantages of the wet regeneration processes used hitherto are that they do not allow the complete removal of the waterglass residues from the surface of the slag grains. The insoluble alkali metal metasilicate and silica hydrogel are stabilized on the grains, due to heat, the glass becomes vitrified and their adhesion forces on the surface of the sinter grains significantly increase. New mixtures with regenerates have a reduced processability, lower strength and high abrasion of molds and cores due to these residues. For these reasons, the heat resistance of new molding and core mixtures with regenerates, the high occurrence of fusing on castings and the degradation of molds and cores after casting are also reduced.

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.Otherwise, the procedure according to MS. No. 85,878, which does not remove residual waterglass and decomposition products from waste sands from cast molds and cores, but converts them into alkaline and waterglass mixtures by treatment with alkaline substances such as hydroxide or silicate. The disadvantage is, firstly, the need to use for the regeneration of higher pressures and temperatures of 100 to 400 ° C, and secondly, that the composition of the obtained mixture is not optimal and it has to be adjusted by adding corrective substances.

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.Disadvantages of the hitherto known methods are eliminated by the method of regenerating foundry molding and core mixtures with waterglass by reactivation with an aqueous solution of alkaline hydroxide or water from a shake at a temperature of 15 to 80 ° C, followed by wiping, washing and dewatering. The principle of the invention is that the reactivation time is 1 to 10 hours.

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.The advantages of the method of regenerating foundry molding and core compositions with waterglass according to the invention are that the residues of the cured binder on the grain surface after reactivation become readily soluble in water. The length of reactivation affects the degree of solubility, even for the part of the binder that has been glazed due to the higher temperature. By prolonged reactivation, for example for several hours, the vitrified binder is brought into a pasty state, its adhesion forces to the sanding surface are reduced, and thus, besides increased solubility, abrasion will result in its intensive release and removal. The result is very pure regeneration, the degree of cleaning, evaluated by reducing the content of Na ₂ 0, 90 to 98% by weight. Regenerate of this purity does not differ in its properties from the new quartz sand and is usable as a full replacement in new mixtures.

Postup regenerace odpadních slévárenských formovacích a jádrových směsí s vodním sklem podle vynálezu je blíže osvětlen na následujících příkladech.The process for the recovery of waste foundry molding and core compositions with waterglass according to the invention is illustrated in more detail in the following examples.

Příklad 1Example 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.In the case of return sands from mixtures with water glass, 60% by weight of which were obtained after molding. to warm up to 200 ° C, the normal wet regeneration method achieved a cleaning to max.

až 70 % hmot., hodnoceno podle snížení obsahu Na₂0.up to 70% by weight, evaluated by reducing the Na ₂ O content.

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.According to the process of the invention, i.e. leaching (reactivation) in an alkaline solution of sodium hydroxide at a concentration of 0.2% by weight. Na ₂ O at 20 ° C, after a reactivation of 10 min, followed by wiping, washing and dewatering, a degree of purification of 75 to 80% by weight was achieved.

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.For the same return sand, after a 1 hour reactivation, a degree of purification of 85 to 90% by weight was achieved, after 4 hours 95 to 98% by weight, was again evaluated for a reduction in the Na ₂ O content.

Příklad 2Example 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.Regeneration of return sand from mixtures with water glass, which after casting into molds made 60% by weight. to a temperature of up to 400 ° C and in which more than 50% of the waterglass is vitrified. The normal recovery procedure for such sand has reached a maximum purification of 50%, evaluated by reducing the Na ₂ O content.

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.According to the process of the invention, i.e. by leaching with water from a wipe at 75 ° C for 1 h, followed by wiping, washing and dewatering, a degree of purification of 65 to 70% by weight was achieved, after 4 h 80 to 85% by weight. and after 10 hours 90 to 95% by weight, again evaluated for a reduction in the Na ₂ O content.

Claims

A process for the regeneration of foundry molding and core compositions with waterglass by reactivation with an aqueous solution of alkaline hydroxide at a concentration of 0.05 to 0.5 wt. or water from a shake, at a temperature of 15 to 80 ° C, followed by wiping, washing and dewatering, characterized in that it is reactivated for 1 to 10 hours.