В леярната те използват отпадъци от собственото си производство (работни ресурси) и отпадъци, идващи отвън (стокови ресурси). При подготовката на отпадъците се извършват следните операции: сортиране, сепариране, нарязване, опаковане, обезводняване, обезмасляване, сушене и брикетиране. За повторно топене на отпадъци се използват индукционни пещи. Технологията на претопяване зависи от характеристиките на отпадъците - степента на сплавта, големината на парчетата и др. Специално вниманиетрябва да се даде на претопяване на чипове.

АЛУМИНИЕВИ И МАГНЕЗИЕВИ СПЛАВИ.

Най-голямата група алуминиеви отпадъци са стърготини. Масовата му част в общото количество отпадъци достига 40%. Първата група алуминиеви отпадъци включва скрап и нелегирани алуминиеви отпадъци;
втората група включва скрап и отпадъци от деформирани сплави с ниско съдържание на магнезий [до 0,8% (тегл. фракция)];
в третия - скрап и отпадъци от ковани сплави с повишено (до 1,8%) съдържание на магнезий;
в четвъртия - отпадъчни леярски сплави с ниско (до 1,5%) съдържание на мед;
в петата - леярски сплави с високо съдържание на мед;
в шестия - деформируеми сплави със съдържание на магнезий до 6,8%;
в седмия - със съдържание на магнезий до 13%;
в осмия - ковани сплави със съдържание на цинк до 7,0%;
в деветото - леярски сплави със съдържание на цинк до 12%;
в десетата - останалите сплави.
За претопяване на големи буци се използват индукционни тигелни и канални електрически пещи.
Размерите на зарядните парчета по време на топене в индукционни тигелни пещи не трябва да са по-малки от 8-10 cm, тъй като именно с тези размери на зарядните парчета се освобождава максималната мощност, поради дълбочината на проникване на тока. Поради това не се препоръчва да се извършва топене в такива пещи с малък заряд и чипове, особено при топене с твърд заряд. Големите отпадъци от собствено производство обикновено имат повишено електрическо съпротивление в сравнение с оригиналните първични метали, което определя реда, в който се зарежда зарядът и последователността, в която компонентите се въвеждат по време на процеса на топене. Първо се зареждат големи буци от собственото им производство, а след това (когато се появи течната баня) - останалите компоненти. При работа с ограничена гама от сплави, топенето с преходна течна баня е най-икономично и продуктивно - в този случай е възможно да се използват малки заряди и чипове.
В индукционни канални пещи се топят отпадъци от първи клас - дефектни части, слитъци, големи полуфабрикати. Отпадъците от втори клас (чипове, пръски) се разтопяват предварително в индукционни тигели или горивни пещи с изливане в слитъци. Тези операции се извършват с цел предотвратяване на интензивно обрастване на канали с оксиди и влошаване на работата на пещта. Особено негативно се отразява на свръхрастеж на канали увеличено съдържаниев отпадъчни продукти от силиций, магнезий и желязо. Консумацията на електроенергия при топенето на плътен скрап и отпадъци е 600–650 kWh/t.
Чипсите от алуминиеви сплави или се претопяват с последващо изливане в блокове, или се добавят директно към шихта по време на приготвянето на работната сплав.
При зареждане на основната сплав стружки се вкарват в стопилката или в брикети, или в насипно състояние. Брикетирането увеличава добива на метал с 1,0%, но е по-икономично да се въвеждат стружки в насипно състояние. Въвеждането на чипове в сплавта с повече от 5,0% е непрактично.
Претопяването на чипове с изливане в блокове се извършва в индукционни пещи с "блато" с минимално прегряване на сплавта над температурата на ликвидуса с 30-40 ° C. По време на целия процес на топене във ваната на малки порции се подава флюс, най-често със следния химичен състав, % (масова част): KCl -47, NaCl-30, NO3AlF6 -23. Консумацията на поток е 2,0–2,5% от масата на заряда. При топенето на оксидиран чипс се образува голям бройсуха шлака, тигелът обрасва и освободената активна мощност намалява. Нарастването на шлаката с дебелина 2,0–3,0 cm води до намаляване на активната мощност с 10,0–15,0 % Количеството предварително разтопен чипс, използван в шихта, може да бъде по-голям, отколкото при директно добавяне на чипове към сплавта.

ОГНЕУГОРОДНИ СПЛАВИ.

За претопяване на отпадъци от огнеупорни сплави най-често се използват електронно-лъчеви и дъгови пещи с мощност до 600 kW. Най-продуктивната технология е непрекъснато претопяване с преливане, когато топенето и рафинирането се отделят от кристализацията на сплавта, а пещта съдържа четири или пет електронни пушки с различен капацитет, разпределени върху водно охлажданото огнище, матрица и кристализатор. Когато титанът се претопява, течната баня прегрява със 150–200 °C над температурата на ликвидуса; дренажният чорап на матрицата се нагрява; формата може да бъде фиксирана или въртяща се около оста си с честота до 500 rpm. Топенето се извършва при остатъчно налягане от 1,3-10~2 Pa. Процесът на топене започва със сливането на черепа, след което се въвеждат скрап и консумативен електрод.
При топене в дъгови пещи се използват два вида електроди: неконсумативни и консумативи. При използване на неконсумируем електрод зарядът се зарежда в тигел, най-често водно охлаждан мед или графит; като електрод се използват графит, волфрам или други огнеупорни метали.
При дадена мощност топенето на различни метали се различава по скорост на топене и работен вакуум. Топенето се разделя на два периода - нагряване на електрода с тигел и същинско топене. Масата на дренирания метал е с 15-20% по-малка от масата на натоварения метал поради образуването на череп. Отпадъците от основните компоненти са 4,0-6,0% (майски дял).

НИКЕЛ, МЕД И МЕДНО-НИКЕЛЕВИ СПЛАВИ.

За да се получи фероникел, претопяването на вторични суровини от никелови сплави се извършва в електродъгови пещи. Кварцът се използва като поток в количество от 5-6% от масата на заряда. Тъй като сместа се топи, зарядът се утаява, така че е необходимо да се презареди пещта, понякога до 10 пъти. Получените шлаки имат високо съдържание на никел и други ценни метали (волфрам или молибден). Впоследствие тези шлаки се обработват заедно с окислена никелова руда. Изходът на фероникел е около 60% от масата на твърдия заряд.
За преработката на отпадъчен метал от топлоустойчиви сплави се извършва окислително-сулфидиращо топене или екстрактивно топене в магнезий. В последния случай магнезият извлича никел, като практически не извлича волфрам, желязо и молибден.
При обработката на отпадъчната мед и нейните сплави най-често се получават бронз и месинг. Топенето на калаени бронзи се извършва в реверберационни пещи; месинг - в индукция. Топенето се извършва в трансферна баня, чийто обем е 35-45% от обема на пещта. При топенето на месинг първо се зареждат стружки и флюс. Добивът на подходящ метал е 23–25%, добивът на шлаката е 3–5% от масата на шихта; консумацията на електроенергия варира от 300 до 370 kWh/t.
При топенето на калаен бронз на първо място се зарежда и малък заряд - стърготини, щампования, мрежи; не на последно място, обемисти отпадъци и буци отпадъци. Температурата на метала преди изливане е 1100–1150°C. Добив на метал в Завършени продуктие 93-94,5%.
Бронзите без калай се топят в въртящи се отразяващи или индукционни пещи. За предпазване от окисляване се използват въглен или криолит, флуорен шпат и калцинирана сода. Дебитът на потока е 2-4% от масата на заряда.
На първо място, флюсът и легиращите компоненти се зареждат в пещта; не на последно място, бронзови и медни отпадъци.
Повечето вредни примеси в медните сплави се отстраняват чрез продухване на банята с въздух, пара или чрез въвеждане на меден камък. Фосфорът и литият се използват като деоксиданти. Фосфорното деоксидиране на месингите не се използва поради високия афинитет на цинка към кислорода. Дегазирането на медни сплави се свежда до отстраняване на водорода от стопилката; извършва се чрез продухване с инертни газове.
За топене на медно-никелови сплави се използват индукционни канални пещи с киселинна облицовка. Не се препоръчва добавянето на стърготини и други дребни отпадъци към шихтата без предварително претопяване. Тенденцията на тези сплави към карбуризация изключва използването на въглен и други въглеродни материали.

ЦИНК И ФУЗИОННИ СПЛАВИ.

Претопяването на отпадъчни цинкови сплави (стружки, стърготини, пръски) се извършва в реверберационни пещи. Сплавите се почистват от неметални примеси чрез рафиниране с хлориди, продухване с инертни газове и филтриране. При рафиниране с хлориди, 0,1–0,2% (може да се споделя) амониев хлорид или 0,3–0,4% (може да се дял) хексахлоретан се въвеждат в стопилката с помощта на камбана при 450–470 ° C; в този случай, рафинирането може да се извърши чрез разбъркване на стопилката, докато престане отделянето на реакционните продукти. След това се извършва по-дълбоко пречистване на стопилката чрез филтриране през фино-зърнести филтри, изработени от магнезит, сплав от магнезиев и калциев флуорид и натриев хлорид. Температурата на филтърния слой е 500°C, височината му е 70–100 mm, а размерът на зърното е 2–3 mm.
Претопяването на отпадъци от калай и оловни сплави се извършва под слой дървени въглища в чугунени тигели на пещи с всякакво нагряване. Полученият метал се рафинира от неметални примеси с амониев хлорид (добавен е 0,1-0,5%) и се филтрира през гранулирани филтри.
Претопяването на кадмиевите отпадъци се извършва в чугунени или графитно-шамотни тигели под слой дървени въглища. За намаляване на окисляемостта и загубата на кадмий се въвежда магнезий. Слоят от въглен се сменя няколко пъти.
Необходимо е да се спазват същите мерки за безопасност, както при топенето на кадмиеви сплави.

6. 1. 2. Преработка на диспергирани твърди отпадъци

Повечето от етапите на технологичните процеси в металургията на черните метали са придружени от образуване на твърди дисперсни отпадъци, които са предимно остатъци от рудни и неметални минерални суровини и продукти от тяхната преработка. По химичен състав те се разделят на метални и неметални (представени главно от силициев диоксид, алуминиев оксид, калцит, доломит, със съдържание на желязо не повече от 10 - 15% от масата). Тези отпадъци принадлежат към най-малко използваната група твърди отпадъци и често се съхраняват в сметища и утаемища.

Локализацията на твърди диспергирани отпадъци, особено металосъдържащи, в складове причинява комплексно замърсяване естествена средавъв всички негови компоненти поради разпръскване на силно диспергирани частици от ветрове, миграция на съединения на тежки метали в почвения слой и подпочвените води.

В същото време тези отпадъци се класифицират като вторични материални ресурси и по своя химичен състав могат да се използват както в самата металургична индустрия, така и в други сектори на икономиката.

В резултат на анализа на системата за управление на разпръснатите отпадъци в основния металургичен завод на ОАО „Северстал“ беше установено, че основните натрупвания на металосъдържаща утайка се наблюдават в системата за пречистване на газ на конвертора, доменната пещ, производствената и термичната. енергийни съоръжения, отделения за ецване на валцова продукция, флотационно обогатяване на въглища от коксопроизводство и хидравлично отстраняване на шлаката.

Типична технологична схема на твърди диспергирани отпадъци от затворено производство е представена в общ вид на фиг. 3.

Практически интерес представляват утайките от газоочистващите системи, утайките железен сулфатотдели за мариноване на валцови мелници, утайки от машини за бутилиране на доменни пещи, отпадъци от флотационно обогатяване, предложени от Severstal OJSC (Череповец), предвижда използването на всички компоненти и не е придружено от образуване на вторични ресурси.

Съхранените металосъдържащи диспергирани отпадъци от металургичните производства, които са източник на съставно и параметрично замърсяване на природните системи, са непотърсен материален ресурс и могат да се считат за техногенни суровини. Технологиите от този вид позволяват да се намали обемът на натрупване на отпадъци чрез рециклиране на утайка от конвертор, получаване на метализиран продукт, производство на пигменти от железен оксид на базата на техногенна утайка и използване на интегрирани отпадъци за производство на портланд цимент.

6. 1. 3. Изхвърляне на утайки от железен сулфат

Сред опасните металосъдържащи отпадъци има утайки, съдържащи ценни, оскъдни и скъпи компоненти на невъзобновяеми рудни суровини. В тази връзка разработването и практическото внедряване на ресурсоспестяващи технологии, насочени към обезвреждане на отпадъците от тези отрасли, е приоритетна задача в родната и световната практика. Въпреки това, в някои случаи, въвеждането на технологии, които са ефективни по отношение на пестенето на ресурси, причинява по-интензивно замърсяване на природните системи, отколкото изхвърлянето на тези отпадъци чрез съхранение.

Като се има предвид това обстоятелство, е необходимо да се анализират методите за оползотворяване на широко използвани в промишлената практика техногенна утайка от железен сулфат, изолирана по време на регенерацията на отработени разтвори за ецване, образувани в кристализационните устройства на флотационни сярнокисели бани след ецване на листа. стомана.

Безводните сулфати се използват в различни сектори на икономиката, но практическото прилагане на методите за обезвреждане на утайки от техногенен железен сулфат е ограничено от неговия състав и обем. Образуваната в резултат на този процес утайка съдържа сярна киселина, примеси от цинк, манган, никел, титан и др. Специфичната скорост на образуване на утайка е над 20 kg/t валцувани продукти.

Не е желателно да се използва техногенна утайка от железен сулфат селско стопанствои в текстилната промишленост. По-целесъобразно е да се използва при производството на сярна киселина и като коагулант за пречистване на отпадъчни води, в допълнение към отстраняването на цианиди, тъй като се образуват комплекси, които не подлежат на окисляване дори от хлор или озон.

Една от най-обещаващите области за преработка на техногенна утайка от железен сулфат, която се образува при регенерацията на отработени разтвори за ецване, е използването й като изходна суровина за производството на различни пигменти от железен оксид. Пигментите от синтетичен железен оксид имат широк спектър от приложения.

Оползотворяването на съдържащия се в димните газове на пещта за калциниране серен диоксид, който се образува при производството на пигмента Kaput-Mortum, се извършва по добре познатата технология по амонячен метод с образуване на амониев разтвор използвани в производството на минерални торове. Технологичният процес за получаване на Венециански червен пигмент включва операциите по смесване на изходните компоненти, калциниране на изходната смес, смилане и опаковане и изключва операцията по обезводняване на първоначалното зареждане, измиване, сушене на пигмента и оползотворяване на отработените газове.

При използване на техногенна утайка от железен сулфат като суровина, физико-химичните характеристики на продукта не намаляват и отговарят на изискванията за пигменти.

Техническата и екологичната ефективност от използването на техногенна утайка от железен сулфат за производството на пигменти от железен оксид се дължи на следното:

Няма строги изисквания за състава на утайката;

Не се изисква предварителна подготовка на утайката, както, например, когато се използва като флокулант;

Възможно е да се обработват както прясно образувани, така и натрупани утайки в сметища;

Обемите на потребление не са ограничени, а се определят от програмата за продажби;

Възможно е да се използва оборудването, налично в предприятието;

Технологията на обработка предвижда използването на всички компоненти на утайката, процесът не е придружен от образуване на вторични отпадъци.

6. 2. Цветна металургия

Производството на цветни метали също генерира много отпадъци. Облагодетелстването на рудите от цветни метали разширява използването на предварителното концентриране в тежки среди и различни видоверазделяне. Процесът на обогатяване в тежки среди позволява комплексното използване на относително бедна руда в обогатителни предприятия, които обработват никел, оловно-цинкови руди и руди на други метали. Получената по този начин лека фракция се използва като запълващ материал в мините и в строителната индустрия. В европейските страни отпадъците, генерирани по време на добива и обогатяването на медна руда, се използват за запълване на гори и отново в производството на строителни материали, в пътното строителство.

При преработка на лоши нискокачествени руди широко се използват хидрометалургични процеси, които използват сорбционни, екстракционни и автоклавни апарати. За преработката на предварително изхвърлени трудно преработваеми пиротинови концентрати, които са суровини за производството на никел, мед, сяра, благородни метали, има безотпадна окислителна технология, осъществявана в автоклавна апаратура и представляваща извличането на всички основни изброени по-горе компоненти. Тази технология се използва в Норилския минно-обогатителен комбинат.

Ценни компоненти се извличат и от отпадъците от заточване на твърдосплавни инструменти, шлака при производството на алуминиеви сплави.

Нефелиновата утайка също се използва в производството на цимент и може да увеличи производителността на циментовите пещи с 30%, като същевременно намали разхода на гориво.

Почти всички твърди отпадъци от цветната металургия могат да се използват за производство на строителни материали. За съжаление, все още не всички TPO в цветната металургия се използват в строителната индустрия.

6. 2. 1. Хлоридна и регенеративна преработка на отпадъци от цветна металургия

В ИМЕТ РАН са разработени теоретичните и технологичните основи на хлорно-плазмената технология за преработка на вторични метални суровини. Технологията е разработена в разширен лабораторен мащаб. Тя включва хлориране на метални отпадъци с газообразен хлор и последващо редуциране на хлориди с водород в радиочестотен плазмен разряд. В случай на преработка на монометални отпадъци или в случаите, когато не е необходимо отделяне на възстановените метали, двата процеса се комбинират в една единица без хлоридна кондензация. Това се случи по време на преработката на отпадъци от волфрам.

Отпадъчните твърди сплави след сортиране, раздробяване и почистване от външни замърсители се окисляват от кислород или кислородсъдържащи газове (въздух, CO 2 , водна пара) преди хлориране, в резултат на което въглеродът изгаря, а волфрамът и кобалтът се превръщат в оксиди с образуването на рохкава, лесно смилаема маса, която се редуцира с водород или амоняк и след това активно се хлорира с газообразен хлор. Извличането на волфрам и кобалт е 97% или повече.

В развитието на изследванията за преработка на отпадъци и излезли от употреба продукти от тях е разработена алтернативна технология за регенериране на карбид-съдържащи отпадъци от твърди сплави. Същността на технологията е, че изходният материал се окислява с кислород-съдържащ газ при 500 - 100 ºС и след това се редуцира с водород или амоняк при 600 - 900 ºС. В получената рохкава маса се въвежда саждист въглерод и след смилане се получава хомогенна смес за карбидизация, извършена при 850 - 1395 ºС, и с добавяне на един или повече метални прахове (W, Mo, Ti, Nb, Ta, Ni, Co, Fe), което ви позволява да получавате ценни сплави.

Методът решава приоритетни задачи за пестене на ресурси, осигурява внедряването на технологии за рационално използване на вторичните материални ресурси.

6. 2. 2. Изхвърляне на леярски отпадъци

Изхвърлянето на леярски отпадъци е актуален проблем на производството на метали и рационалното използване на ресурсите. При топенето се генерира голямо количество отпадъци (40-100 кг на 1 тон), част от които са дънна шлака и дънни дренажи, съдържащи хлориди, флуориди и други метални съединения, които в момента не се използват като вторични суровини, но са изхвърлени. Съдържанието на метал в този вид депа е 15 - 45%. Така се губят тонове ценни метали, които трябва да бъдат върнати в производството. Освен това се получава замърсяване на почвата и засоляване.

В Русия и в чужбина са известни различни методи за обработка на металосъдържащи отпадъци, но само някои от тях се използват широко в промишлеността. Трудността е в нестабилността на процесите, тяхната продължителност и ниския добив на метал. Най-обещаващи са:

Топене на богати на метал отпадъци със защитен флюс, смесване на получената маса за диспергиране на малки, еднакви по размер и равномерно разпределени по обема на стопилката капки метал, последвано от съвместно отмяна;

Разреждане на остатъците със защитен флюс и изливане на стопената маса през сито при температура под температурата на тази стопилка;

Механично разпадане със сортиране на отпадъчни скали;

Мокра дезинтеграция чрез разтваряне или флюсиране и отделяне на метала;

Центрофугиране на остатъци от течна стопилка.

Експериментът е проведен в предприятие за производство на магнезий.

При рециклиране на отпадъци се предлага да се използва съществуващото оборудване на леярните.

Същността на метода на мокро дезинтегриране е разтварянето на отпадъци във вода, чиста или с катализатори. При механизма за рециклиране разтворимите соли се прехвърлят в разтвор, докато неразтворимите соли и оксиди губят силата си и се разпадат, металната част на долния дренаж се освобождава и лесно се отделя от неметалната. Този процес е екзотермичен, протича с отделяне на голямо количество топлина, придружено от кипене и отделяне на газове. Добивът на метал при лабораторни условия е 18 - 21,5%.

По-обещаващ е методът на топене на отпадъци. За изхвърляне на отпадъци с метално съдържание най-малко 10% е необходимо първо да се обогатят отпадъците с магнезий с частично отделяне на солната част. Отпадъкът се зарежда в подготвителен стоманен тигел, добавя се флюс (2-4% от масата на шихтата) и се стопява. След топенето на отпадъците, течната стопилка се рафинира със специален флюс, чийто разход е 0,5–0,7% от масата на шихта. След утаяване добивът на подходящ метал е 75–80% от съдържанието му в шлаките.

След източване на метала остава гъст остатък, състоящ се от соли и оксиди. Съдържанието на метален магнезий в него е не повече от 3 - 5%. Целта на по-нататъшната обработка на отпадъците е да се извлече магнезиев оксид от неметалната част чрез третирането им с водни разтвори на киселини и основи.

Тъй като процесът води до разлагане на конгломерата, след сушене и калциниране може да се получи магнезиев оксид със съдържание до 10% примеси. Част от останалата неметална част може да се използва в производството на керамика и строителни материали.

Тази експериментална технология дава възможност да се оползотворят над 70% от масата на отпадъците, изхвърлени преди това в сметищата.

Леярски отпадъци

леярски отпадъци

Английско-руски речниктехнически термини. 2005 .

Вижте какво е "леярски отпадъци" в други речници:

Отпадъчно леярско производство на машиностроителната индустрия, по физико-механични свойства се доближава до пясъчна глинеста почва. Образува се в резултат на прилагане на метода на леене в пясъчни форми. Състои се основно от кварцов пясък, бентонит ... ... Строителен речник

Изгорял пясък за формоване- (формовъчна земя) - леярски отпадъци от машиностроителната индустрия, по физико-механични свойства приближаващи песъчлива глинеста почва. Образува се в резултат на прилагане на метода на леене в пясъчни форми. Състои се основно от...

Кастинг- (Леене) Технологичният процес на производство на отливки Нивото на култура на леярското производство през Средновековието Съдържание Съдържание 1. От историята на художественото леене 2. Същност на леярството 3. Видове леярство 4.… … Енциклопедия на инвеститора

Координати: 47°08′51″ с. ш. 37°34′33″ и.д / 47,1475° с.ш ш. 37,575833° и.д г ... Уикипедия

Координати: 58°33′ с. ш. 43°41′ и.д / 58,55° с.ш ш. 43,683333° и.д и т.н. ... Уикипедия

Машинни фундаменти с динамични натоварвания- - предназначени за машини с въртящи се части, машини с колянови механизми, ковашки чукове, формовъчни машини за леярно производство, формовъчни машини за производство на сглобяем бетон, щанцова техника ... ... Енциклопедия на термини, дефиниции и обяснения на строителни материали

Икономически показатели Валута песо (=100 сентаво) Международни организацииИкономическата комисия на ООН за Латинска АмерикаСИВ (1972 1991) Ленинградска АЕЦ (от 1975) Асоциация за латиноамериканска интеграция (ALAI) СТО Група 77 (от 1995) Петрокарибе (от ... ... Wikipedia

03.120.01 - Yakіst Uzagalі GOST 4.13 89 SPKP. Текстилни галантерийни изделия за битови нужди. Номенклатура на показателите. Вместо GOST 4.13 83 GOST 4.17 80 SPKP. Гумени контактни уплътнения. Номенклатура на показателите. Вместо GOST 4.17 70 GOST 4.18 88 ... ... Показател за национални стандарти

GOST 16482-70: Черни вторични метали. Термини и определения- Терминология GOST 16482 70: Черни вторични метали. Термини и определения на оригиналния документ: 45. Брикетиране на метални стърготини Ndp. Брикетиране Обработка на метални стърготини чрез пресоване за получаване на брикети Определения ... ... Речник-справочник на термините на нормативно-техническата документация

Скали от ориентирани минерали, които имат способността да се разделят на тънки плочи или плочки. В зависимост от условията на образуване (от магмени или седиментни скали), глина, силициев, ... ... Енциклопедия на технологиите

Литддруг продуктотноснодство, една от индустриите, чиито продукти са отливки, получени в леярски форми чрез пълненето им с течна сплав. Методите на леене произвеждат средно около 40% (тегловни) заготовки за машинни части, а в някои отрасли на машиностроенето, например в машиностроенето, делът на отливите продукти е 80%. От всички произведени отливки заготовки машиностроенето консумира приблизително 70%, металургичната промишленост - 20%, а производството на санитарно оборудване - 10%. Летите части се използват в металорежещи машини, двигатели с вътрешно горене, компресори, помпи, електрически двигатели, парни и хидравлични турбини, валцови мелници и селскостопански продукти. машини, автомобили, трактори, локомотиви, вагони. Широкото използване на отливки се обяснява с факта, че тяхната форма е по-лесна за приближаване до конфигурацията Завършени продуктиотколкото формата на заготовките, произведени по други методи, като например коване. Чрез леене можете да получите заготовки с различна сложностс малки надбавки, което намалява консумацията на метал, намалява разходите за механична обработка и в крайна сметка намалява цената на продуктите. Отливането може да се използва за производство на продукти с почти всякаква маса - от няколко гдо стотици Т,със стени с дебелина десети ммдо няколко м.Основните сплави, от които се произвеждат отливките са: сив, ковък и легиран чугун (до 75% от всички отливки по тегло), въглеродни и легирани стомани (над 20%) и цветни сплави (мед, алуминий, цинк и магнезий). Обхватът на отлятите части непрекъснато се разширява.

Отпадък от леене.

Класификацията на производствените отпадъци е възможна по различни критерии, сред които следните могат да се считат за основните:

по отрасли - черна и цветна металургия, рудо- и въгледобив, нефт и газ и др.

по фазов състав - твърди (прах, утайка, шлака), течни (разтвори, емулсии, суспензии), газообразни (въглеродни, азотни, серни съединения и др.)

по производствени цикли - при добив на суровини (открития и овални скали), при обогатяване (хвост, утайки, сливи), в пирометалургия (шлака, утайка, прах, газове), в хидрометалургия (разтвори, утайки, газове).

В металургичен завод със затворен цикъл (чугун - стомана - валцувани продукти) твърдите отпадъци могат да бъдат два вида - прах и шлака. Доста често се използва мокро почистване с газ, след което вместо прах, отпадъците са утайка. Най-ценни за черната металургия са желязосъдържащите отпадъци (прах, утайки, котлен камък), докато шлаките се използват основно в други отрасли.

При работата на основните металургични агрегати се образува по-голямо количество фин прах, състоящ се от оксиди на различни елементи. Последният се улавя от съоръжения за пречистване на газ и след това или се подава в акумулатора на утайки, или се изпраща за по-нататъшна обработка (главно като компонент на агломерационното зареждане).

Примери за леярски отпадъци:

леярски изгорял пясък

Шлака от дъгова пещ

Скрап от цветни и черни метали

Маслени отпадъци (отпадъчни масла, смазочни материали)

Изгореният формовъчен пясък (формовъчната пръст) е леярски отпадък, който по физико-механични свойства се доближава до пясъчната глинеста почва. Образува се в резултат на прилагане на метода на леене в пясъчни форми. Състои се основно от кварцов пясък, бентонит (10%), карбонатни добавки (до 5%).

Избрах този вид отпадъци, защото изхвърлянето на използвания пясък е един от най-важните въпроси в леярското производство от гледна точка на околната среда.

Формовъчните материали трябва да имат предимно огнеустойчивост, газопропускливост и пластичност.

Огнеупорността на формовъчния материал е способността му да не се стопява и сипени при контакт с разтопен метал. Най-достъпният и евтин формовъчен материал е кварцов пясък (SiO2), който е достатъчно огнеупорен за леене на най-огнеупорните метали и сплави. От примесите, които придружават SiO2, особено нежелателни са алкалите, които, действайки върху SiO2 като флюсове, образуват с него нискотопими съединения (силикати), полепващи по отливката и затрудняващи почистването. При топене на чугун и бронз вредните примеси в кварцовия пясък не трябва да надвишават 5-7%, а в стоманата - 1,5-2%.

Газопропускливостта на формовъчния материал е способността му да пропуска газове. Ако газопропускливостта на формовъчната земя е лоша, газовите джобове (обикновено сферични по форма) могат да се образуват в отливката и да причинят отливки. Черупки се намират при последваща механична обработка на отливката при отстраняване на горния слой метал. Газопропускливостта на формовъчната пръст зависи от нейната порьозност между отделните пясъчни зърна, от формата и размера на тези зърна, от тяхната еднородност и от количеството глина и влага в нея.

Пясъкът със заоблени зърна има по-висока газопропускливост от пясъка със заоблени зърна. Малките зърна, разположени между големите, също намаляват газопропускливостта на сместа, намалявайки порьозността и създавайки малки навиващи се канали, които пречат на отделянето на газове. Глината, с изключително малки зърна, запушва порите. Излишната вода също запушва порите и освен това, изпарявайки се при контакт с горещия метал, излят във формата, увеличава количеството газове, които трябва да преминат през стените на формата.

Силата на формовъчния пясък се състои в способността да поддържа придадената му форма, устоявайки на действието на външни сили (разклащане, удар на струя течен метал, статично налягане на метала, излят във формата, налягане на газовете, отделящи се от мухъл и метал по време на изливане, натиск от свиване на метал и др.).

Силата на пясъка се увеличава с увеличаване на съдържанието на влага до определена граница. При по-нататъшно увеличаване на количеството влага силата намалява. При наличие на глинени примеси в леярския пясък ("течен пясък"), якостта се увеличава. Мазният пясък изисква по-високо съдържание на влага от пясъка с ниско съдържание на глина („постен пясък“). Колкото по-фина е пясъчната частица и по-ъгловата е нейната форма, толкова по-голяма е здравината на пясъка. Тънък свързващ слой между отделните пясъчни зърна се постига чрез задълбочено и продължително смесване на пясък с глина.

Пластичността на формовъчния пясък е способността за лесно възприемане и точно поддържане на формата на модела. Пластичността е особено необходима при изработката на художествени и сложни отливки за възпроизвеждане на най-малките детайли на модела и запазване на техните отпечатъци по време на отливането на метала. Колкото по-фини са песъчинките и колкото по-равномерно са заобиколени от слой глина, толкова по-добре запълват най-малките детайли от повърхността на модела и запазват формата си. При прекомерна влага свързващата глина се втечнява и пластичността рязко намалява.

При съхраняване на отпадъчни формовъчни пясъци в депо се появява прах и замърсяване на околната среда.

За решаване на този проблем се предлага да се извърши регенерация на отработени формовъчни пясъци.

Специални добавки.Един от най-често срещаните видове дефекти при отливката е изгореното формоване и пясъкът на сърцевината към отливката. Причините за изгаряния са различни: недостатъчна огнеустойчивост на сместа, едрозърнест състав на сместа, неправилен подбор на незалепващи бои, липса на специални незалепващи добавки в сместа, некачествено оцветяване на формите и др. Има три вида изгаряния: термични, механични и химически.

Термичното залепване се отстранява сравнително лесно при почистване на отливки.

Механичното изгаряне се образува в резултат на проникването на стопилката в порите на пясъка и може да бъде отстранено заедно с кората на сплавта, съдържаща дисеминирани зърна от формовъчния материал.

Химичното изгаряне е образуване, циментирано с нискотопими съединения като шлаки, които се появяват по време на взаимодействието на формовъчните материали със стопилката или нейните оксиди.

Механичните и химичните изгаряния или се отстраняват от повърхността на отливките (необходим е голям разход на енергия), или накрая отливките се отхвърлят. Предотвратяването на изгаряне се основава на въвеждането на специални добавки във формовъчната или сърцевинната смес: смлени въглища, азбестови стърготини, мазут и др., както и покриване на работните повърхности на форми и сърцевини с незалепващи бои, спрейове, триене или пасти, съдържащи силно огнеупорни материали (графит, талк), които не взаимодействат с високи температурис оксиди на стопилки или материали, които създават редуцираща среда (смлени въглища, мазут) във формата, когато се излива.

Разбъркване и овлажняване. Компонентите на формовъчната смес се смесват добре в суха форма, за да се разпределят равномерно глинестите частици в масата на пясъка. След това сместа се навлажнява чрез добавяне на необходимото количество вода и се разбърква отново, така че всяка от пясъчните частици да бъде покрита с филм от глина или друго свързващо вещество. Не се препоръчва овлажняване на компонентите на сместа преди смесване, тъй като в този случай пясъкът с високо съдържание на глина се разточва на малки топчета, които трудно се разхлабват. Смесването на големи количества материали на ръка е голяма и отнемаща време работа. В съвременните леярни съставките на сместа по време на нейното приготвяне се смесват в шнекови миксери или смесителни водачи.

Специални добавки при формовъчни пясъци. В пясъка за формоване и сърцевината се въвеждат специални добавки, за да се гарантират специалните свойства на сместа. Така, например, желязна стрела, въведена в формовъчния пясък, повишава неговата топлопроводимост и предотвратява образуването на хлабавост при свиване в масивните леярски единици по време на тяхното втвърдяване. Стърготините и торфът се въвеждат в смеси, предназначени за производство на форми и сърцевини, които трябва да бъдат изсушени. След изсушаване, тези добавки, намалявайки обема си, повишават газопропускливостта и гъвкавостта на матриците и сърцевините. Содата каустик се добавя към формоването на бързо втвърдяващи се смеси върху течно стъкло, за да се увеличи трайността на сместа (елиминира се слепването на сместа).

Приготвяне на формовъчни смеси.Качеството на една художествена отливка до голяма степен зависи от качеството на формовъчния пясък, от който е направена формата. Следователно изборът на формовъчни материали за сместа и нейното приготвяне в технологичния процес на получаване на отливка е важен. Формовъчният пясък може да се приготви от пресни формовъчни материали и използван пясък с малка добавка на пресни материали.

Процесът на приготвяне на формовъчни пясъци от пресни формовъчни материали се състои от следните операции: подготовка на сместа (избор на формовъчни материали), сухо смесване на компонентите на сместа, овлажняване, смесване след овлажняване, стареене, разрохкване.

Компилация. Известно е, че формовъчните пясъци, които отговарят на всички технологични свойства на формовъчния пясък, са рядкост в естествени условия. Следователно смесите, като правило, се приготвят чрез подбор на пясъци с различно съдържание на глина, така че получената смес да съдържа точното количество глина и да има необходимите технологични свойства. Този подбор на материали за приготвяне на сместа се нарича състав на сместа.

Разбъркване и овлажняване. Компонентите на формовъчната смес се смесват добре в суха форма, за да се разпределят равномерно глинестите частици в масата на пясъка. След това сместа се навлажнява чрез добавяне на необходимото количество вода и се разбърква отново, така че всяка от пясъчните частици да бъде покрита с филм от глина или друго свързващо вещество. Не се препоръчва навлажняването на компонентите на сместа преди смесване, тъй като в този случай пясъкът с високо съдържание на глина се разточва на малки топчета, които трудно се разхлабват. Смесването на големи количества материали на ръка е голяма и отнемаща време работа. В съвременните леярни компонентите на сместа по време на нейното приготвяне се смесват в шнекови миксери или смесителни водачи.

Смесващите плъзгачи имат фиксирана купа и две гладки ролки, разположени върху хоризонталната ос на вертикален вал, свързан чрез конична предавка към скоростна кутия на електродвигател. Между ролките и дъното на купата е направена регулируема междина, която не позволява на ролките да смачкат зърната на пластичността на сместа, газопропускливостта и огнеустойчивостта. За възстановяване на загубените свойства към сместа се добавят 5-35% пресни формовъчни материали. Тази операция при приготвянето на формовъчния пясък се нарича освежаване на сместа.

Процесът на приготвяне на формовъчния пясък с използвания пясък се състои от следните операции: подготовка на използвания пясък, добавяне на пресни формовъчни материали към използвания пясък, смесване в суха форма, овлажняване, смесване на компонентите след намокряне, стареене, разрохкване.

Съществуващата компания Heinrich Wagner Sinto от Sinto Group масово произвежда ново поколение формовъчни линии от серията FBO. Новите машини произвеждат форми без колби с хоризонтална разделителна равнина. Повече от 200 от тези машини работят успешно в Япония, САЩ и други страни по света.” С размери на матрицата, вариращи от 500 x 400 mm до 900 x 700 mm, формовъчните машини FBO могат да произвеждат от 80 до 160 форми на час.

Затвореният дизайн предотвратява разливането на пясък и осигурява комфортна и чиста работна среда. При разработването на уплътнителната система и транспортните устройства се полагаше голямо внимание нивото на шума да се сведе до минимум. Уредите FBO отговарят на всички екологични изисквания за ново оборудване.

Системата за пълнене с пясък позволява производството на прецизни форми с помощта на пясък с бентонитово свързващо вещество. Автоматичният механизъм за контрол на налягането на устройството за подаване и пресоване на пясъка осигурява равномерно уплътняване на сместа и гарантира висококачествено производство на сложни отливки с дълбоки джобове и малки дебелини на стената. Този процес на уплътняване позволява височината на горните и долните форми да варира независимо една от друга. Това води до значително по-ниска консумация на смес и следователно по-икономично производство поради оптималното съотношение метал/форма.

Според техния състав и степента на въздействие върху околната среда, отработените формовъчни и сърцевини пясъци се разделят на три категории на опасност:

Аз - практически инертен. Смеси, съдържащи глина, бентонит, цимент като свързващо вещество;

II - отпадъци, съдържащи биохимично окислими вещества. Това са смеси след изливане, в които синтетични и натурални състави са свързващо вещество;

III - отпадъци, съдържащи нискотоксични, водоразтворими вещества. Това са течни стъклени смеси, неотгрявани смеси пясък-смола, смеси, втвърдени със съединения на цветни и тежки метали.

При разделно съхранение или депониране депата за отпадъчни смеси трябва да бъдат разположени в отделни, свободни от застрояване територии, позволяващи прилагането на мерки, изключващи възможността за замърсяване на населените места. Депата за отпадъци трябва да се поставят в райони с лошо филтриращи почви (глина, сулин, шисти).

Отработеният пясък за формоване, избит от колбите, трябва да бъде предварително обработен преди повторна употреба. В немеханизираните леярни се пресява на конвенционално сито или на подвижна смесителна инсталация, където се отделят метални частици и други примеси. В механизираните цехове отработената смес се подава от под решетката за избиване чрез лентов транспортьор към отделението за подготовка на сместа. Големи бучки от сместа, образувани след избиване на формите, обикновено се омесват с гладки или гофрирани валяци. Металните частици се разделят с магнитни сепаратори, монтирани в зоните на прехвърляне на отработената смес от един конвейер на друг.

Регенерация на изгоряла земя

Екологията остава сериозен проблем в леярното производство, тъй като при производството на един тон отливка от черни и цветни сплави се отделят около 50 kg прах, 250 kg въглероден окис, 1,5-2,0 kg серен оксид, 1 kg въглеводороди.

С появата на технологии за оформяне, използващи смеси със свързващи вещества, направени от синтетични смоли от различни класове, отделянето на феноли, ароматни въглеводороди, формалдехиди, канцерогенен и амонячен бензопирен е особено опасно. Подобряването на леярското производство трябва да бъде насочено не само към решаване на икономически проблеми, но и поне към създаване на условия за човешка дейност и живот. Според експертни оценки днес тези технологии създават до 70% от замърсяването на околната среда от леярните.

Очевидно в условията на леярско производство се проявява неблагоприятен кумулативен ефект на комплексен фактор, при който вредното въздействие на всяка отделна съставка (прах, газове, температура, вибрации, шум) се увеличава драстично.

Мерките за модернизиране в леярската индустрия включват следното:

подмяна на куполни пещи с нискочестотни индукционни пещи (в същото време се намалява количеството на вредните емисии: прах и въглероден диоксид с около 12 пъти, серен диоксид с 35 пъти)

въвеждане в производството на нискотоксични и нетоксични смеси

инсталиране на ефективни системи за улавяне и неутрализиране на отделяните вредни вещества

отстраняване на грешки при ефективната работа на вентилационните системи

използване на модерно оборудване с намалени вибрации

регенериране на отпадъчни смеси на местата на тяхното образуване

Количеството феноли в отпадъчните смеси надвишава съдържанието на други токсични вещества. Феноли и формалдехиди се образуват по време на термичното разрушаване на формовъчни и сърцевини пясъци, в които синтетичните смоли са свързващо вещество. Тези вещества са силно разтворими във вода, което създава риск от попадането им във водни обекти при отмиване от повърхностни (дъжд) или подпочвени води.

Икономически и екологично неизгодно е изхвърлянето на отработения формовъчен пясък след изхвърляне на сметища. Най-рационалното решение е регенерирането на студено втвърдяващи се смеси. Основната цел на регенерацията е да се отстранят свързващите филми от зърната на кварцов пясък.

Най-широко използван е механичният метод на регенерация, при който свързващите филми се отделят от зърната на кварцов пясък поради механично смилане на сместа. Свързващите филми се разпадат, превръщат се в прах и се отстраняват. Регенерираният пясък се изпраща за по-нататъшна употреба.

Технологична схема на процеса на механична регенерация:

избиване на формуляра (Попълнената форма се подава към платното на решетката за избиване, където се разрушава поради вибрационни удари.);

раздробяване на парчета пясък и механично смилане на пясъка (Пясъкът, преминал през избиващата решетка, влиза в системата за смилане на сита: стоманена сито за големи буци, сито с клиновидни отвори и сито за фино смилане-класификатор . Вградената ситова система смила пясъка до необходимия размер и отсява метални частици и други големи включвания.);

охлаждане на регенерата (вибриращият асансьор осигурява транспортиране на горещ пясък до охладителя/обезпрашителя.);

пневматичен трансфер на регенериран пясък към формовъчната зона.

Технологията на механичната регенерация осигурява възможност за повторно използване от 60-70% (Alfa-set процес) до 90-95% (Furan-process) регенериран пясък. Ако за процеса Фуран тези показатели са оптимални, то за процеса Alfa-set повторното използване на регенерата само на ниво 60-70% е недостатъчно и не решава екологични и икономически проблеми. За да се увеличи процента на използване на регенериран пясък, е възможно да се използва термична регенерация на смеси. Регенерираният пясък не отстъпва по качество на пресния пясък и дори го превъзхожда поради активиране на повърхността на зърната и издухване на прашните фракции. Пещите за термична регенерация работят на принципа на кипящ слой. Загряването на регенерирания материал се извършва от странични горелки. Топлината на димните газове се използва за загряване на въздуха, който влиза в образуването на кипящ слой и изгарянето на газ за загряване на регенерирания пясък. За охлаждане на регенерирания пясък се използват блокове с кипящ слой, оборудвани с водни топлообменници.

По време на термична регенерация смесите се нагряват в окисляваща среда при температура 750-950 ºС. В този случай филмите от органични вещества изгарят от повърхността на пясъчните зърна. Въпреки високата ефективност на процеса (възможно е да се използва до 100% от регенерираната смес), той има следните недостатъци: сложност на оборудването, висока консумация на енергия, ниска производителност, висока цена.

Всички смеси се подлагат на предварителна подготовка преди регенериране: магнитна сепарация (други видове почистване от немагнитен скрап), раздробяване (при необходимост), пресяване.

С въвеждането на процеса на регенерация количеството твърди отпадъци, изхвърлени в сметището, се намалява няколко пъти (понякога те се елиминират напълно). Количеството на вредните емисии във въздуха с димни газове и прашен въздух от леярната не се увеличава. Това се дължи, първо, на доста висока степен на изгаряне на вредни компоненти по време на термична регенерация, и второ, на висока степенпречистване на димните газове и отработения въздух от прах. За всички видове регенерация се използва двойно почистване на димните газове и отработения въздух: за термично - центробежни циклони и мокри прахопочистващи машини, за механични - центробежни циклони и филтри за ръкав.

Много машиностроителни предприятия имат собствена леярна, която използва формовъчна пръст за производството на форми и сърцевини при производството на формовани метални части. След използването на леярски форми се образува изгоряла пръст, чието изхвърляне е от голямо значение. икономическо значение. Формовъчната пръст се състои от 90-95% висококачествен кварцов пясък и малки количества различни добавки: бентонит, смлени въглища, сода каустик, течно стъкло, азбест и др.

Регенерирането на изгорялата пръст, образувана след отливането на продуктите, се състои в отстраняване на прах, фини фракции и глина, която е загубила своите свързващи свойства под въздействието на висока температура при пълнене на матрицата с метал. Има три начина за регенериране на изгоряла земя:

• електрокорона.

Мокър начин.

При мокрия метод на регенерация изгорялата пръст влиза в системата от последователни утаители с течаща вода. При преминаване на утаителите пясъкът се утаява на дъното на басейна, а фините фракции се отвеждат от водата. След това пясъкът се изсушава и се връща в производството, за да се направят форми. Водата влиза във филтриране и пречистване и също се връща в производството.

Сух начин.

Сухият метод за регенерация на изгоряла пръст се състои от две последователни операции: отделяне на пясъка от свързващите добавки, което се постига чрез вдухване на въздух в барабана с пръст и отстраняване на прах и малки частици чрез изсмукването им от барабана заедно с въздуха. Въздухът, излизащ от барабана, съдържащ прахови частици, се почиства с помощта на филтри.

Метод на електрокорона.

При електрокоронна регенерация отпадъчната смес се разделя на частици с различни размери с помощта на високо напрежение. Пясъчните зърна, поставени в полето на електрокоронния разряд, се зареждат с отрицателни заряди. Ако електрическите сили, действащи върху пясъчно зърно и привличащи го към събиращия електрод, са по-големи от силата на гравитацията, тогава пясъчните зърна се утаяват върху повърхността на електрода. Чрез промяна на напрежението на електродите е възможно пясъкът, преминаващ между тях, да се раздели на фракции.

Регенерирането на формовъчни смеси с течно стъкло се извършва по специален начин, тъй като при многократна употреба на сместа в нея се натрупват повече от 1-1,3% алкали, което увеличава изгарянето, особено при чугунени отливки. Сместа и камъчетата се подават едновременно във въртящия се барабан на регенериращия блок, който, изливайки се от лопатките върху стените на барабана, механично разрушава филма от течно стъкло върху пясъчните зърна. Чрез регулируеми капаци въздухът навлиза в барабана, който се изсмуква заедно с праха в мокър прахоуловител. След това пясъкът, заедно с камъчетата, се подава в барабанно сито, за да се отсеят камъчетата и едри зърна с филми. Подходящ пясък от ситото се транспортира до склада.

3/2011_МГСУ ТНИК

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ОТПАДЪЦИ ОТ ПРОИЗВОДСТВОТО НА ЛИТИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВОТО НА СТРОИТЕЛНИ ПРОДУКТИ

РЕЦИКЛИРАНЕ НА ОТПАДЪЦИ ОТ ЛЕЯНЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВО НА СТРОИТЕЛНИ ПРОДУКТИ

Б.Б. Жариков, Б.А. Езерски, H.B. Кузнецова, И.И. Стерхов В. В. Жариков, В. А. Езерски, Н.В. Кузнецова, И.И. Стерхов

В настоящите проучвания е разгледана възможността за рециклиране на отработения формовъчен пясък при използването му в производството на композитни строителни материали и продукти. Предлагат се рецепти за строителни материали, препоръчани за получаване на строителни блокове.

В настоящите изследвания е разгледана възможността за рециклиране на изпълнената формираща добавка при използването й в производството на композитни строителни материали и изделия. Предлагат се смесите от строителни материали, препоръчани за приемни строителни блокове.

Въведение.

В хода на технологичния процес леярското производство се съпровожда от образуване на отпадъци, чийто основен обем е отработено формоване (OFS) и ядрен пясък и шлака. В момента до 70% от тези отпадъци се изхвърлят годишно. Складирането става икономически нецелесъобразно индустриални отпадъции за самите предприятия, тъй като поради затягането на екологичните закони се заплаща екологична такса за 1 тон отпадък, чието количество зависи от вида на съхраняваните отпадъци. В тази връзка възниква проблем с изхвърлянето на натрупаните отпадъци. Едно от решенията на този проблем е използването на OFS като алтернатива на естествените суровини при производството на композитни строителни материали и продукти.

Използването на отпадъци в строителната индустрия ще намали натоварването на околната среда на територията на депата и ще премахне директния контакт на отпадъците с заобикаляща среда, както и за повишаване на ефективността на използването на материалните ресурси (електричество, гориво, суровини). Освен това материалите и продуктите, произведени от отпадъци, отговарят на изискванията за екологична и хигиенна безопасност, тъй като циментовият камък и бетонът са детоксикатори за много вредни съставки, включително дори пепел от изгаряне, съдържаща диоксини.

Целта на тази работа е подборът на състави от многокомпонентни композитни строителни материали с физически и технически параметри -

ВЕСТНИК 3/2011

mi, сравними с материали, произведени с помощта на естествени суровини.

Експериментално изследване на физико-механичните характеристики на композитните строителни материали.

Компонентите на композитните строителни материали са: отработен пясък за формоване (модул на размер Mk = 1,88), който е смес от свързващо вещество (етилов силикат-40) и инертния материал (кварцов пясък от различни фракции), използван за пълна или частична замяна на финия инерт в смес от композитен материал; Портланд цимент M400 (GOST 10178-85); кварцов пясък с Mk=1,77; вода; суперпластификатор C-3, който помага за намаляване на потреблението на вода на бетонната смес и подобряване на структурата на материала.

Експерименталните изследвания на физико-механичните характеристики на циментовия композитен материал с използване на OFS бяха проведени по метода на планиране на експеримента.

Като функции на реакция бяха избрани следните показатели: якост на натиск (U), водопоглъщане (U2), устойчивост на замръзване (!h), които бяха определени по методите, респ. Този избор се дължи на факта, че при наличието на представените характеристики на получения нов композитен строителен материал е възможно да се определи обхватът на неговото приложение и възможността за неговото използване.

Следните фактори се считат за влияещи фактори: съотношението на натрошеното OFS съдържание в инертния материал (x1); съотношение вода/свързващо вещество (x2); съотношение пълнител/свързващо вещество (x3); количеството C-3 пластификаторна добавка (x4).

При планирането на експеримента диапазоните на промените на фактора бяха взети въз основа на максималните и минималните възможни стойности на съответните параметри (Таблица 1).

Таблица 1. Интервали на вариация на фактора

Фактори Обхват от фактори

x, 100% пясък 50% пясък + 50% натрошен OFS 100% натрошен OFS

х4, % тегл. свързващо вещество 0 1,5 3

Промяната в коефициентите на смесване ще направи възможно получаването на материали с широк спектър от конструктивни и технически свойства.

Предполага се, че зависимостта на физико-механичните характеристики може да бъде описана с редуциран полином от непълен трети ред, чиито коефициенти зависят от стойностите на нивата на коефициенти на смесване (x1, x2, x3, x4) и се описват от своя страна с полином от втори ред.

В резултат на експериментите бяха формирани матрици на стойностите на функциите на реакция Yb, Y2, Y3. Като се вземат предвид стойностите на повторни експерименти за всяка функция, бяха получени 24*3=72 стойности.

Оценките на неизвестните параметри на моделите бяха намерени с помощта на метода на най-малките квадрати, тоест минимизиране на сумата от квадратите на отклоненията на Y стойностите от тези, изчислени от модела. За описание на зависимостите Y=Dxx x2, x3, x4), са използвани нормалните уравнения на метода на най-малките квадрати:

)=Xm ■ Y, откъдето:<0 = [хт X ХтУ,

където 0 е матрицата на оценките на неизвестни параметри на модела; X - матрица на коефициентите; X - транспонирана матрица на коефициентите; Y е векторът на резултатите от наблюдението.

За изчисляване на параметрите на зависимостите Y=Dxx x2, x3, x4) са използвани формулите, дадени за планове от тип N.

В моделите на ниво на значимост a=0.05, значимостта на регресионните коефициенти е проверена с помощта на t-теста на Студент. Чрез изключване на незначителни коефициенти се определя крайният вид на математическите модели.

Анализ на физико-механичните характеристики на композитните строителни материали.

Най-голям практически интерес представляват зависимостите на якостта на натиск, водопоглъщането и устойчивостта на замръзване на композитните строителни материали със следните фиксирани коефициенти: W/C съотношение - 0,6 (x2 = 1) и количеството пълнител спрямо свързващото вещество - 3: 1 (x3 = -1) . Моделите на изследваните зависимости имат формата: якост на натиск

y1 = 85,6 + 11,8 x1 + 4,07 x4 + 5,69 x1 - 0,46 x1 + 6,52 x1 x4 - 5,37 x4 + 1,78 x4 -

1,91- x2 + 3,09 x42 водопоглъщане

y3 \u003d 10,02 - 2,57 x1 - 0,91-x4 -1,82 x1 + 0,96 x1 -1,38 x1 x4 + 0,08 x4 + 0,47 x4 +

3.01- x1 - 5.06 x4 устойчивост на замръзване

y6 = 25,93 + 4,83 x1 + 2,28 x4 + 1,06 x1 + 1,56 x1 + 4,44 x1 x4 - 2,94 x4 + 1,56 x4 + + 1,56 x2 + 3, 56 x42

За интерпретация на получените математически модели бяха изградени графични зависимости на целевите функции от два фактора, с фиксирани стойности на другите два фактора.

„2L-40 PL-M

Фигура - 1 Изолинии на якост на натиск на композитен строителен материал, kgf / cm2, в зависимост от съотношението на OFS (X1) в агрегата и количеството на суперпластификатора (x4).

I C|1u|Mk1^|b1||mi..1 |||(| 9 ^ ______1|YI<1ФС

Фигура - 2 Изолинии на водопоглъщане на композитен строителен материал, тегловни %, в зависимост от дела на OFS (x\) в агрегата и количеството на суперпластификатора (x4).

□ZMO ■ZO-E5

□ 1EU5 ■ EH) B 0-5

Фигура - 3 Изолинии на устойчивост на замръзване на композитен строителен материал, цикли, в зависимост от дела на OFS (xx) в агрегата и количеството на суперпластификатора (x4).

Анализът на повърхностите показа, че с промяна в съдържанието на OFS в пълнителя от 0 до 100%, средно увеличение на якостта на материалите с 45%, намаляване на водопоглъщането с 67% и повишаване на устойчивостта на замръзване се наблюдават 2 пъти. Когато количеството на суперпластификатора С-3 се промени от 0 на 3 (% тегл.), се наблюдава увеличение на якостта средно с 12%; водопоглъщането спрямо теглото варира от 10,38% до 16,46%; с пълнител, състоящ се от 100% OFS, устойчивостта на замръзване се увеличава с 30%, но с пълнител, състоящ се от 100% кварцов пясък, устойчивостта на замръзване намалява с 35%.

Практическо прилагане на резултатите от експериментите.

Анализирайки получените математически модели, е възможно да се идентифицират не само съставите на материалите с повишени якостни характеристики (Таблица 2), но и да се определят съставите на композитните материали с предварително определени физико-механични характеристики с намаляване на дела на свързващото вещество в състава (Таблица 3).

След анализ на физико-механичните характеристики на основните строителни продукти беше установено, че съставите на получените състави от композитни материали, използващи отпадъци от леярската промишленост, са подходящи за производството на стенни блокове. Тези изисквания съответстват на съставите на композитните материали, които са дадени в таблица 4.

Х1(агрегатен състав,%) х2(W/C) Х3 (агрегат/свързващо вещество) х4 (супер пластификатор, %)

OFS пясък

100 % 0,4 3 1 3 93 10,28 40

100 % 0,6 3 1 3 110 2,8 44

100 % 0,6 3 1 - 97 6,28 33

50 % 50 % 0,6 3 1 - 88 5,32 28

50 % 50 % 0,6 3 1 3 96 3,4 34

100 % 0,6 3 1 - 96 2,8 33

100 % 0,52 3 1 3 100 4,24 40

100 % 0,6 3,3:1 3 100 4,45 40

Таблица 3 - Материали с предварително определени физични и механични _характеристики_

Х! (инертен състав, %) х2 (W/C) х3 (агрегат/свързващо вещество) х4 (суперпластификатор, %) Lf, kgf/cm2

OFS пясък

100 % - 0,4 3:1 2,7 65

50 % 50 % 0,4 3,3:1 2,4 65

100 % 0,6 4,5:1 2,4 65

100 % 0,4 6:1 3 65

Таблица 4 Физико-механични характеристики на строителния композит

материали, използващи отпадъци от леярската промишленост

х1 (агрегатен състав, %) х2 (W/C) х3 (агрегат/свързващо вещество) х4 (супер пластификатор, %) w, % P, g/cm3 Устойчивост на замръзване, цикли

OFS пясък

100 % 0,6 3:1 3 110 2,8 1,5 44

100 % 0,52 3:1 3 100 4,24 1,35 40

100 % 0,6 3,3:1 3 100 4,45 1,52 40

Таблица 5 - Технически и икономически характеристики на стенни блокове

Строителни продукти Технически изисквания за стенни блокове в съответствие с GOST 19010-82 Цена, руб./бр.

Якост на натиск, kgf / cm2 Коефициент на топлопроводимост, X, W / m 0 С Средна плътност, kg / m3 Водопоглъщане, тегловни % Устойчивост на замръзване, клас

100 според спецификациите на производителя >1300 според спецификациите на производителя според спецификациите на производителя

Пясъчно-бетонен блок Там-бовБизнесСтрой ООД 100 0,76 1840 4,3 I00 35

Блок 1, използващ OFS 100 0,627 1520 4,45 B200 25

Блок 2, използващ OFS 110 0,829 1500 2,8 B200 27

ВЕСТНИК 3/2011

Предложен е метод за включване на изкуствени отпадъци вместо естествени суровини в производството на композитни строителни материали;

Изследвани са основните физико-механични характеристики на композитните строителни материали с леярски отпадъци;

Разработени са състави от композитни строителни продукти с еднаква якост с намален разход на цимент с 20%;

Определени са съставите на смесите за производство на строителни продукти, например стенни блокове.

литература

1. GOST 10060.0-95 Бетон. Методи за определяне на устойчивост на замръзване.

2. GOST 10180-90 Бетон. Методи за определяне на силата на контролни проби.

3. GOST 12730.3-78 Бетон. Метод за определяне на водопоглъщането.

4. Зажигаев Л.С., Кишян А.А., Романников Ю.И. Методи за планиране и обработка на резултатите от физически експеримент - М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

5. Красовски Г.И., Филаретов Г.Ф. Планиране на експеримента - Мн.: Издателство на БСУ, 1982. -302 с.

6. Малкова М.Ю., Иванов А.С. Екологични проблеми на леярските депа // Вестник машиностроения. 2005. бр.12. С.21-23.

1. Специфичен GOST 10060.0-95. Методи за определяне на устойчивостта на замръзване.

2. Специфичен GOST 10180-90. Определяне на трайността на методите върху контролни проби.

3. GOST 12730.3-78 Специфичен. Метод за определяне на абсорбцията на вода.

4. Zajigaev L.S., Kishjan A.A., Romannikov JU.I. Метод за планиране и обработка на резултатите от физически експеримент. - Мн: Атомиздат, 1978. - 232 с.

5. Красовски Г.И., Филаретов Г.Ф. планиране на експеримента. – Мн.: Издателство БГУ, 1982. – 302

6. Малкова М.Ю., Иванов А.С. Екологичен проблем на плаванията на леярното производство // Бюлетин на машиностроенето. 2005. бр.12. стр.21-23.

Ключови думи: екология в строителството, пестене на ресурси, отработен пясък за формоване, композитни строителни материали, предварително определени физико-механични характеристики, метод за планиране на експеримента, функция на реакция, градивни елементи.

Ключови думи: биономика в строителството, пестене на ресурси, изпълнена формираща добавка, композитни строителни материали, предварително зададени физико-механични характеристики, метод на планиране на експеримента, функция на реакция, градивни елементи.