E-materiały do kształcenia zawodowego

E‑book do e‑materiału Eksploatacja maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowych

MTL.02. Eksploatacja maszyn i urządzeń odlewniczych - Operator maszyn i urządzeń odlewniczych 812107, Technik odlewnik 311705

bg‑cyan

Rodzaje materiałów i mas formierskich

E‑BOOK

10

Spis treści

Regeneracja masy formierskiej

Zintensyfikowane użycie masy formierskiej przez odlewnie jako podstawowego materiału wejściowego wymaga jej regeneracjiregeneracjaregeneracji. Wynika to zarówno z ochrony środowiska jak i aspektów ekonomicznych. Trzeba zdecydowanie rozdzielić masy syntetyczne, których używa się do formowania na wilgotno, od mas, które wiązane są chemicznie. Pierwszą z mas cechuje możliwość łatwej regeneracji po użyciu, a dodatkowo, jeżeli masa ta jest w obiegu, posiada większe właściwości technologiczne w porównaniu do masy świeżej. Warto zaznaczyć, że większa część odlewni, które formują w masach na wilgotno, stosuje regenerację wstępną. W przypadku mas z bentonitem w odlewniach stosuje się odświeżanie. Jednak w przypadku mas ze spoiwami mówi się o regeneracji masy.

Przebieg procesu regeneracji mas formierskich i rdzeniowych

Regeneracja wstępna

Odpadowe masy formierskie i rdzeniowe mogą zostać wykorzystane jako samodzielny materiał lub w połączeniu z innymi materiałami w  przemyśle budowlanym. Są wykorzystywane przy produkcji kruszywa cementowego, jako materiał uszczelniający, a także wypełniacz do asfaltu. Zużyte masy formierskie wykorzystywane w innych poza odlewniczych dziedzinach mogą być wstępnie przygotowane poprzez poddanie ich regeneracji wstępnej.

Regeneracja wstępna obejmuje:

  • wstępne usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych, głównie metalowych,

  • rozdrobnienie zbrylonej masy po wybiciu z form,

  • przesianie masy i wyodrębnienie zakresu klas ziarnowych materiału do regeneracji,

  • powtórne oddzielenie z masy zanieczyszczeń metalowych

Do powyższych procesów wykonuje się operacje takie jak śrutowanie czy bębnowanie. Stosuje się do tego kruszarki, przesiewacze i oddzielacze, ewentualnie bębny wybijająco‑homogenizujące, gdzie dodatkowo masa jest chłodzona i ujednorodniona w całej objętości pod względem składu i temperatury.

Regeneracja właściwa

Do regeneracji właściwej, inaczej nazywanej wtórną, wymagana jest dalsza obróbka wcześniej rozdrobnionej masy w celu usunięcia pozostałości spoiwa. W tego typu regeneracji używa się bardziej inwazyjnych metod w celu usunięcia pozostałości spoiwa.

Regeneracja właściwa obejmuje:

  • uwolnienie osnowy z resztek zużytego materiału wiążącego przez zastosowanie sposobów pozwalających na usunięcie otoczki materiału wiążącego z powierzchni ziaren,

  • usunięcie z osnowy niepożądanych produktów regeneracji przez jej odpylenie,

  • wyodrębnienie osnowy o określonej wielkości i jednorodności ziaren (klasyfikacja wg. wielkości ziaren).

Procesy regeneracji właściwej to:

  • Obróbka mechaniczna w temperaturze otoczenia:

    • ścieranie wysokoenergetyczne: pneumatyczne, odśrodkowe, rozcieranie;

    • ścieranie niskoenergetyczne: uderzanie (w przypadku mas z żywicami utwardzanymi na zimno) lub tarcie;

  • Płukanie mokre, gdzie mieszaninę wody i zużytej masy umieszcza się w urządzeniach wytwarzających silny ruch wirowy, który powoduje rozpuszczanie się warstewki materiału wiążącego z ziarn osnowy,

  • Obróbkę termiczną (najczęściej w złożu fluidalnym), która polega na spaleniu spoiwa organicznego,

  • Techniki kombinowane

  • Obróbka kriogeniczna

Regeneracja mas z żywicą utwardzaną na zimno

W przypadku regeneracji mas tego rodzaju, używa się nieskomplikowanych technik obróbczych. System regeneracji mechanicznej (jak ten wykorzystywany w złożach fluidalnych) opiera się na:

  • ścieraniu (osnowy i elementów wykonawczych regeneratora lub jego obudowy),

  • ocieraniu (cząsteczek masy o samą siebie),

  • kruszenie (skokowe zmniejszanie grubości spoiwa).

Regeneracja mas wiązanych żywicami termoutwardzalnymi lub utwardzanych gazem

Masy te wymagają większego nakładu pracy w celu usunięcia warstwy spoiwa z ziarn osnowy. Wykonuję się to przez rozcieranie, ścieranie pneumatyczne lub ścieranie odśrodkowe. Należy pamiętać, że wszystkie masy, które są na spoiwie krzemianowym, należy regenerować tylko w sposób mechaniczny przy pomocy obróbki pneumatycznej. Do obróbki termicznej zaliczamy wypalanie spoiwa organicznego. Przy strumieniach mas, które formuje się na wilgotno, nie powinno się ograniczać tylko do obróbki termicznej, ale powinno się łączyć ją z obróbką mechaniczną. Regeneracja mokraregeneracja mokraRegeneracja mokra polega na oddzieleniu poprzez ścieranie w środowisku wodnym warstewki spoiwa od ziarn piasku formierskiego i usunięcia go wraz z zanieczyszczeniami.

1
Zakres stosowania danych systemów regerenacji dla mas jednolitych ze spoiwami organicznymi

Typ masy

Sposób regeneracji

Wyposażenie do regeneracji

Wykorzystanie regeneratu

Warunki brzegowe

Wydajność minimalna,
th

Masy zawierające żywicę, które są utwardzane na zimno

Mechaniczny lub termiczny

Termicznaregeneracja termicznaTermiczna: złoże fluidalne, złoże turbulentne lub piec obrotowy.

Mechanicznaregeneracja suchaMechaniczna: oddziaływanie udarowe, ścieranie, ocieranie pneumatyczne.

20-25% zastępuje świeżą masę dla rdzeni, które są utwardzane na zimno.

Do wykonywania mas, w których używa się żywic, które są utwardzane na zimno.

Mechaniczne pod warunkiem, że zalane spoiwo ma odpowiednią kruchość.

Należy uzyskać wymaganą jakość regeneratu.

1,5

Cold–box, SO2, Hot‑box, masy skorupowe

Mechaniczny lub termiczny

Termiczna: złoże fluidalne, złoże turbulentne lub piec.

Mechaniczna: ścieranie odśrodkowe, ocieranie pneumatyczne, ocieranie w złożu fluidalnym.

Zastępuje świeżą masę w rdzeniarni.

Mechaniczne pod warunkiem, że zalane spoiwo ma odpowiednią kruchość.

0,75

Masy utwardzane przy pomocy mrówczanu metylu

Mechaniczny

Mechaniczna:
Uderzanie, ścieranie, ocieranie pneumatyczne.

Ograniczone

Wzrasta kruchość składników spoiwa.

1
Zakres stosowania danych systemów regerenacji dla mas jednolitych ze spoiwami nieorganicznymi

Typ masy

Sposób regeneracji

Wyposażenie do regeneracji

Wykorzystanie regeneratu

Warunki brzegowe

Wydajność minimalna,
th

Masy do formowania na wilgotno

Mechaniczny

Ocieranie pneumatyczne, ścieranie

Odświeżanie masy, która jest w obiegu, dla masy do formowania na wilgotno.

Wymagane jest podsuszenie – powtórne użycie podziarna.

0,75

Masy z krzemianem sodu

Mechaniczny

Używana tylko przy wykonywaniu form i rdzeni z mas na krzemianie sodu.

Wzrasta kruchość składników spoiwa w temperaturze 200°C.

0,5

1
Zakres stosowania danych systemów regerenacji dla mieszanek mas

Typ masy

Sposób regeneracji

Czynniki w regeneracji

Wykorzystanie regeneratu

Warunki brzegowe

Minimalna wydajność,
th

Mieszanki mas zawierające spoiwa organiczne

Mechaniczny lub termiczny

Mechaniczne:
ocieranie pneumatyczne, ścieranie odśrodkowe, ocieranie w złożu fluidalnym.

Termiczne:
złoże turbulentne, złoże fluidalne lub piec obrotowy.

Od 50 do 100% (zastępuje piasek w produkcji rdzeni).

Mechaniczny wówczas, gdy spoiwo stało się kruche.

Wymagane jest ustalenie wymaganego stopnia czystości i uzyskanie zbliżonej jakości regeneratu.

Ponowne wykorzystanie pyłów z termicznego sposobu regeneracji.

0,75

Mieszanki mas zawierające bentonit

Mechaniczny lub kombinowany

Mechaniczne:
ocieranie pneumatyczne, ścieranie, ocieranie w złożu fluidalnym.

Termiczne:
złoże fluidalne, złoże turbulentne lub piec obrotowy.

Zastępuje do 50% piasku w produkcji rdzeni.

Odświeżenie masy formierskiej w obiegu, dla masy do formowania na wilgotno.

Wymagane jest wstępne suszenie oraz końcowe odpylanie.

Kombinowana regeneracja termiczna potrzebuje dostatecznej obróbki mechanicznej w celu usunięcia bentonitu aktywnego.

Ponowne użycie pyłów.

0,75

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

RM8KaKmTGVnuK
regeneracja
regeneracja

proces polegający na odzyskaniu z zużytej masy formierskiej lub rdzeniowej nieuszkodzonych ziarn piasku formierskiego, o właściwościach kwalifikujących je do ponownego stosowania przy produkcji form lub rdzeni w miejsce piasku świeżego. Regeneracja może być sucha, mokra, chemiczna lub termiczna

regeneracja mokra
regeneracja mokra

proces polegający na oddzieleniu poprzez ścieranie w środowisku wodnym warstewki spoiwaspoiwospoiwa od ziarn piasku formierskiego i usunięcia go wraz z zanieczyszczeniami

regeneracja termiczna
regeneracja termiczna

proces polegający na oddzieleniu pod wpływem temperatury warstewki spoiwaspoiwospoiwa od ziarn piasku formierskiego i usunięcia go wraz z zanieczyszczeniami. Możemy wyróżnić regenerację niskotemperaturową (temp. do ok. 400°C) oraz wysokotemperaturową (temp. od 400°C do 1000°C)

regeneracja sucha
regeneracja sucha

proces polegający na oddzieleniu na sucho poprzez mechaniczne rozbicie pod wpływem sił zewnętrznych lub ocierania warstewki spoiwaspoiwospoiwa od ziarn piasku formierskiego i usunięcia go wraz z zanieczyszczeniami