Spôsob spracovania zlievarenskej trosky a inštalácia na jej realizáciu. Environmentálne problémy zlievarenskej výroby a spôsoby ich rozvoja Pozrite si, čo je to „zlievárenský odpad“ v iných slovníkoch

V zlievarni využívajú odpad z vlastnej výroby (pracovné zdroje) a odpad prichádzajúci zvonku (komoditné zdroje). Pri príprave odpadu sa vykonávajú tieto operácie: triedenie, separácia, rezanie, balenie, dehydratácia, odmasťovanie, sušenie a briketovanie. Na pretavenie odpadu sa používajú indukčné pece. Technológia pretavovania závisí od charakteristík odpadu - triedy zliatiny, veľkosti kusov atď. Osobitná pozornosť sa musí dať na pretavenie triesok.

ZLIATINY HLINÍKA A HORČÍKA.

Najväčšiu skupinu hliníkového odpadu tvoria hobliny. Jeho hmotnostný podiel na celkovom množstve odpadu dosahuje 40 %. Do prvej skupiny hliníkového odpadu patrí šrot a nelegovaný hliníkový odpad;
do druhej skupiny patrí šrot a odpad z tvárnených zliatin s nízkym obsahom horčíka [do 0,8 % (hm. frakcie)];
v treťom - šrot a odpad z tvárnených zliatin so zvýšeným (až 1,8%) obsahom horčíka;
vo štvrtom - odpadové odlievacie zliatiny s nízkym obsahom medi (do 1,5%);
v piatom - odlievacie zliatiny s vysokým obsahom medi;
v šiestom - deformovateľné zliatiny s obsahom horčíka do 6,8%;
v siedmom - s obsahom horčíka do 13%;
v ôsmom - tvárnené zliatiny s obsahom zinku do 7,0%;
v deviatom - odlievacie zliatiny s obsahom zinku do 12%;
v desiatom - zvyšok zliatin.
Na pretavovanie veľkého kusového odpadu sa používajú indukčné téglikové a kanálové elektrické pece.
Rozmery vsádzky pri tavení v indukčných kelímkových peciach by nemali byť menšie ako 8-10 cm, pretože práve pri týchto rozmeroch vsádzky sa uvoľňuje maximálny výkon v dôsledku hĺbky prieniku prúdu. Preto sa neodporúča vykonávať tavenie v takýchto peciach s použitím malej vsádzky a triesok, najmä pri tavení s pevnou vsádzkou. Veľké odpady vlastnej výroby majú zvyčajne zvýšený elektrický odpor v porovnaní s pôvodnými primárnymi kovmi, čo určuje poradie nakladania vsádzky a postupnosť zavádzania komponentov počas procesu tavenia. Najprv sa naložia veľké kusové odpady vlastnej výroby a potom (ako sa objaví kvapalný kúpeľ) - zostávajúce zložky. Pri práci s obmedzeným rozsahom zliatin je najhospodárnejšie a najproduktívnejšie tavenie s prechodným kvapalným kúpeľom - v tomto prípade je možné použiť malú vsádzku a triesky.
V indukčných kanálových peciach sa taví odpad prvej triedy - chybné diely, ingoty, veľké polotovary. Odpady druhého stupňa (úlomky, špliechy) sa predtavia v indukčnom tégliku alebo palivových peciach so zalievaním do ingotov. Tieto operácie sa vykonávajú, aby sa zabránilo intenzívnemu prerastaniu kanálov oxidmi a zhoršeniu prevádzky pece. Zvlášť negatívne ovplyvňuje zarastanie kanálov zvýšený obsah v odpadových produktoch kremíka, horčíka a železa. Spotreba elektrickej energie pri tavení hustého šrotu a odpadu je 600–650 kWh/t.
Štiepky hliníkových zliatin sa buď pretavia s následným zaliatím do ingotov, alebo sa pridávajú priamo do vsádzky pri príprave pracovnej zliatiny.
Pri vsádzaní základnej zliatiny sa triesky vkladajú do taveniny buď v briketách alebo vo veľkom. Briketovanie zvyšuje výťažnosť kovu o 1,0 %, ale je ekonomickejšie zavádzať triesky vo veľkom. Zavedenie triesok do zliatiny viac ako 5,0 % je nepraktické.
Pretavovanie triesok so zalievaním do ingotov sa vykonáva v indukčných peciach s „bažinou“ s minimálnym prehriatím zliatiny nad teplotu likvidu o 30-40 °C. Počas celého procesu tavenia sa do kúpeľa v malých dávkach privádza tavivo, najčastejšie chemického zloženia,% (hmotnostný zlomok): KCl -47, NaCl-30, NO3AlF6 -23. Spotreba taviva je 2,0–2,5 % hmotnosti náplne. Pri tavení oxidovaných triesok vzniká veľký počet suchá troska, téglik zarastá a uvoľnený činný výkon klesá. Nárast trosky s hrúbkou 2,0–3,0 cm vedie k zníženiu činného výkonu o 10,0–15,0 % Množstvo predtavených triesok použitých vo vsádzke môže byť vyššie ako pri priamom pridávaní triesok do zliatiny.

ŽIARUVZDORNÉ ZLIATINY.

Na pretavovanie odpadov zo žiaruvzdorných zliatin sa najčastejšie používajú elektrónové a oblúkové pece s výkonom do 600 kW. Najproduktívnejšou technológiou je kontinuálne pretavovanie s prepadom, kedy sa tavenie a rafinácia oddeľujú od kryštalizácie zliatiny a pec obsahuje štyri alebo päť elektrónových del rôznej kapacity rozmiestnených po vodou chladenom ohnisku, forme a kryštalizátore. Pri pretavení titánu sa kvapalný kúpeľ prehreje o 150–200 °C nad teplotu likvidu; vypúšťacia ponožka formy sa zahrieva; formu je možné fixovať alebo otáčať okolo svojej osi s frekvenciou až 500 ot./min. Tavenie prebieha pri zvyškovom tlaku 1,3-10~2 Pa. Proces tavenia začína fúziou lebky, po ktorej sa zavádza šrot a spotrebná elektróda.
Pri tavení v oblúkových peciach sa používajú dva typy elektród: nekonzumovateľné a tavné. Pri použití nekonzumnej elektródy sa vsádzka vloží do téglika, najčastejšie vodou chladenej medi alebo grafitu; ako elektróda sa používa grafit, volfrám alebo iné žiaruvzdorné kovy.
Pri danom výkone sa tavenie rôznych kovov líši rýchlosťou tavenia a pracovným vákuom. Tavenie je rozdelené na dve obdobia - ohrev elektródy téglikom a samotné tavenie. Hmotnosť odvodňovaného kovu je o 15–20 % menšia ako hmotnosť zaťaženého kovu v dôsledku vytvorenia lebky. Odpad hlavných komponentov je 4,0-6,0 % (podiel máj).

NIKEL, MEDE A ZLIATINY MEDI-NIKELU.

Na získanie feroniklu sa pretavovanie druhotných surovín zliatin niklu vykonáva v elektrických oblúkových peciach. Kremeň sa používa ako tavivo v množstve 5–6 % hmotnosti náplne. Ako sa zmes topí, vsádzka sadá, preto je potrebné pec prebíjať, niekedy až 10-krát. Výsledné trosky majú vysoký obsah niklu a iných cenných kovov (volfrám alebo molybdén). Následne sa tieto trosky spracovávajú spolu s oxidovanou niklovou rudou. Výstup feronikelu je asi 60 % hmotnosti tuhej náplne.
Na spracovanie odpadového kovu zo žiaruvzdorných zliatin sa vykonáva oxidačno-sulfidačné tavenie alebo extrakčné tavenie v horčíku. V druhom prípade horčík extrahuje nikel, prakticky neextrahuje volfrám, železo a molybdén.
Pri spracovaní odpadovej medi a jej zliatin sa najčastejšie získava bronz a mosadz. Tavenie cínových bronzov sa vykonáva v dozvukových peciach; mosadz - na indukcii. Tavenie sa uskutočňuje v prenosovom kúpeli, ktorého objem je 35-45% objemu pece. Pri tavení mosadze sa najskôr naložia triesky a tavivo. Výťažnosť vhodného kovu je 23–25 %, výťažnosť trosky je 3–5 % hmotnosti vsádzky; spotreba elektriny sa pohybuje od 300 do 370 kWh/t.
Pri tavení cínového bronzu sa v prvom rade nakladá aj malá vsádzka - hobliny, výlisky, siete; v neposlednom rade objemný šrot a kusový odpad. Teplota kovu pred liatím je 1100–1150 °C. Ťažba kovu v hotové výrobky je 93-94,5 %.
Bezcínové bronzy sa tavia v rotačných reflexných alebo indukčných peciach. Na ochranu pred oxidáciou sa používa drevené uhlie alebo kryolit, kazivec a sóda. Prietok toku je 2-4% hmotnosti náplne.
Najprv sa do pece vloží tavivo a legujúce zložky; v neposlednom rade bronzový a medený odpad.
Väčšina škodlivých nečistôt v zliatinách medi sa odstráni prepláchnutím kúpeľa vzduchom, parou alebo zavedením medeného kameňa. Fosfor a lítium sa používajú ako dezoxidanty. Deoxidácia mosadzí fosforom sa nepoužíva kvôli vysokej afinite zinku ku kyslíku. Odplynenie zliatin medi sa redukuje na odstránenie vodíka z taveniny; vykonávané preplachovaním inertnými plynmi.
Na tavenie zliatin medi a niklu sa používajú indukčné kanálové pece s kyslým obložením. Neodporúča sa pridávať hobliny a iné drobné odpady do vsádzky bez predbežného pretavenia. Sklon týchto zliatin nauhličovať vylučuje použitie dreveného uhlia a iných uhlíkatých materiálov.

ZINOK A FUSION ZLIATINY.

Pretavovanie odpadových zliatin zinku (vtokové vtoky, hobliny, postreky) sa vykonáva v dozvukových peciach. Zliatiny sa čistia od nekovových nečistôt rafináciou chloridmi, prefukovaním inertnými plynmi a filtráciou. Pri rafinácii chloridmi sa do taveniny zavedie 0,1 – 0,2 % (môže zdieľať) chloridu amónneho alebo 0,3 – 0,4 % (môže zdieľať) hexachlóretánu pomocou zvona pri 450 – 470 °C; v tom istom prípade sa môže rafinácia uskutočniť miešaním taveniny, kým neustane vývoj reakčných produktov. Potom sa uskutoční hlbšie čistenie taveniny filtráciou cez jemnozrnné filtre z magnezitu, zliatiny fluoridov horčíka a vápnika a chloridu sodného. Teplota filtračnej vrstvy je 500°C, jej výška je 70–100 mm a zrnitosť 2–3 mm.
Pretavovanie odpadov zliatin cínu a olova sa vykonáva pod vrstvou dreveného uhlia v liatinových téglikoch pecí s ľubovoľným ohrevom. Výsledný kov sa rafinuje od nekovových nečistôt chloridom amónnym (pridajte 0,1-0,5%) a prefiltruje sa cez granulované filtre.
Pretavovanie kadmiového odpadu sa vykonáva v liatinových alebo grafitovo-šamotových téglikoch pod vrstvou dreveného uhlia. Na zníženie oxidovateľnosti a straty kadmia sa zavádza horčík. Vrstva dreveného uhlia sa niekoľkokrát mení.
Je potrebné dodržiavať rovnaké bezpečnostné opatrenia ako pri tavení kadmiových zliatin.

6. 1. 2. Spracovanie rozptýleného tuhého odpadu

Väčšina etáp technologických procesov v metalurgii železných kovov je sprevádzaná tvorbou pevných dispergovaných odpadov, ktorými sú najmä zvyšky rudných a nerudných nerastných surovín a produkty ich spracovania. Podľa chemického zloženia sa delia na kovové a nekovové (predovšetkým zastúpené oxidom kremičitým, oxidom hlinitým, kalcitom, dolomitom, s obsahom železa najviac 10 - 15 % hmotnosti). Tieto odpady patria k najmenej využívanej skupine tuhých odpadov a často sa ukladajú na skládkach a kalových skladoch.

Lokalizácia pevného rozptýleného odpadu, najmä odpadu s obsahom kovov, v skladoch spôsobuje komplexné znečistenie prírodné prostredie vo všetkých jeho zložkách v dôsledku rozptylu jemných častíc vetrom, migrácie zlúčenín ťažkých kovov v pôdnej vrstve a podzemnej vode.

Zároveň sú tieto odpady zaradené medzi druhotné surovinové zdroje a z hľadiska ich chemického zloženia sú využiteľné ako v samotnom hutníckom priemysle, tak aj v iných odvetviach hospodárstva.

Ako výsledok analýzy systému nakladania s rozptýleným odpadom v základnom metalurgickom závode OAO Severstal sa zistilo, že hlavné akumulácie kalov s obsahom kovov sú pozorované v systéme čistenia plynov konvertora, vysokej pece, výroby a tepelnej energetické zariadenia, moriace oddelenia valcovacej výroby, flotačné obohacovanie uhlia pri výrobe koksu a hydraulické odstraňovanie trosky.

Typický vývojový diagram pevných rozptýlených odpadov uzavretej výroby je vo všeobecnej forme znázornený na obr. 3.

Z praktického hľadiska sú zaujímavé kaly zo systémov čistenia plynov, kaly síran železitý moriace oddelenia valcovacej výroby, kal z vysokopecných odlievacích strojov, odpad z flotačnej koncentrácie, navrhnutý Severstal OJSC (Cherepovets), zabezpečuje použitie všetkých komponentov a nie je sprevádzaný tvorbou sekundárnych zdrojov.

Skladované kovy dispergované odpady hutníckeho priemyslu, ktoré sú zdrojom prísadového a parametrického znečistenia prírodných systémov, sú nevyužitými materiálovými zdrojmi a možno ich považovať za technogénne suroviny. Technológie tohto druhu umožňujú znížiť objem akumulácie odpadu recykláciou konvertorového kalu, získaním metalizovaného produktu, výrobou pigmentov na báze oxidu železa na báze technogénneho kalu a využitím integrovaného odpadu na výrobu portlandského cementu.

6. 1. 3. Likvidácia kalu síranu železnatého

Medzi nebezpečné odpady s obsahom kovov patria kaly obsahujúce cenné, vzácne a drahé zložky neobnoviteľných rudných surovín. V tejto súvislosti je prioritnou úlohou v domácej a svetovej praxi vývoj a praktická implementácia technológií šetriacich zdroje zameraných na zneškodňovanie odpadov z týchto odvetví. V niektorých prípadoch však zavádzanie technológií, ktoré sú efektívne z hľadiska šetrenia zdrojov, spôsobuje intenzívnejšie znečistenie prírodných systémov ako zneškodňovanie týchto odpadov ukladaním.

Vzhľadom na túto okolnosť je potrebné analyzovať spôsoby využitia technogénneho kalu síranu železnatého, široko používaného v priemyselnej praxi, izolovaného pri regenerácii vyčerpaných moriacich roztokov vytvorených v kryštalizačných zariadeniach flotačných kúpeľov kyseliny sírovej po morení plechu. oceľ.

Bezvodé sírany sa používajú v rôznych odvetviach hospodárstva, avšak praktická implementácia spôsobov zneškodňovania technogénneho kalu síranu železnatého je obmedzená jeho zložením a objemom. Kal vznikajúci ako výsledok tohto procesu obsahuje kyselinu sírovú, nečistoty zinku, mangánu, niklu, titánu atď. Špecifická rýchlosť tvorby kalu je nad 20 kg/t valcovaných výrobkov.

Technogénny kal síranu železnatého nie je žiaduce používať poľnohospodárstvo a v textilnom priemysle. Vhodnejšie je použiť ju pri výrobe kyseliny sírovej a ako koagulant na čistenie odpadových vôd popri odstraňovaní kyanidu, keďže vznikajú komplexy, ktoré nepodliehajú oxidácii ani chlórom či ozónom.

Jednou z najsľubnejších oblastí spracovania technogénneho kalu síranu železnatého, ktorý vzniká pri regenerácii vyčerpaných moriacich roztokov, je jeho využitie ako suroviny na výrobu rôznych pigmentov na báze oxidu železa. Syntetické pigmenty na báze oxidu železa majú široké uplatnenie.

Využitie oxidu siričitého obsiahnutého v spalinách kalcinačnej pece, ktorý vzniká pri výrobe pigmentu Kaput-Mortum, sa uskutočňuje známou technológiou amoniakovou metódou s tvorbou amónneho roztoku. používané pri výrobe minerálnych hnojív. Technologický postup na získanie pigmentu Venetian Red zahŕňa operácie zmiešania počiatočných zložiek, kalcinácie počiatočnej zmesi, mletia a balenia a vylučuje operáciu dehydratácie počiatočnej náplne, prania, sušenia pigmentu a využitia výfukových plynov.

Pri použití technogénneho kalu síranu železnatého ako suroviny sa fyzikálne a chemické vlastnosti produktu neznižujú a spĺňajú požiadavky na pigmenty.

Technická a environmentálna účinnosť použitia technogénneho kalu síranu železnatého na výrobu pigmentov na báze oxidu železa je spôsobená týmto:

Neexistujú žiadne prísne požiadavky na zloženie kalu;

Nevyžaduje sa žiadna predbežná príprava kalu, ako napríklad pri jeho použití ako flokulantu;

Na skládkach je možné spracovať čerstvo vzniknutý aj nahromadený kal;

Objemy spotreby nie sú obmedzené, ale sú určené predajným programom;

Je možné použiť vybavenie dostupné v podniku;

Technológia spracovania zabezpečuje využitie všetkých zložiek kalu, proces nie je sprevádzaný tvorbou sekundárneho odpadu.

6. 2. Hutníctvo neželezných kovov

Pri výrobe neželezných kovov vzniká aj množstvo odpadu. Zhodnocovanie rúd neželezných kovov rozširuje použitie predbežnej koncentrácie v ťažkých médiách a rôzne druhy oddelenie. Proces zušľachťovania v ťažkých médiách umožňuje komplexné využitie relatívne chudobnej rudy v koncentračných závodoch, ktoré spracúvajú niklové, oloveno-zinkové rudy a rudy iných kovov. Takto získaná ľahká frakcia sa používa ako zásypový materiál v baniach a v stavebníctve. V európskych krajinách sa odpad vznikajúci pri ťažbe a obohacovaní medenej rudy využíva na zásypy a opäť pri výrobe stavebných materiálov, pri stavbe ciest.

V podmienkach spracovania nekvalitných rúd sú široko používané hydrometalurgické procesy využívajúce sorpčné, extrakčné a autoklávové prístroje. Na spracovanie predtým vyradených ťažko spracovateľných pyrhotitových koncentrátov, ktoré sú surovinami na výrobu niklu, medi, síry, drahých kovov, je bezodpadová oxidačná technológia realizovaná v autoklávovom prístroji a predstavujúca extrakciu všetky hlavné vyššie uvedené komponenty. Táto technológia sa používa v ťažobnom a spracovateľskom závode Norilsk.

Cenné komponenty sa získavajú aj z odpadu pri ostrení tvrdokovových nástrojov, trosky pri výrobe hliníkových zliatin.

Nefelínový kal sa používa aj pri výrobe cementu a môže zvýšiť produktivitu cementárskych pecí o 30 % pri súčasnom znížení spotreby paliva.

Takmer všetok tuhý odpad z metalurgie neželezných kovov je možné využiť na výrobu stavebných materiálov. Bohužiaľ, nie všetky TPO z neželeznej metalurgie sa v stavebníctve ešte používajú.

6. 2. 1. Chloridové a regeneračné spracovanie odpadov z neželeznej metalurgie

V IMET RAS boli vyvinuté teoretické a technologické základy chlór-plazmovej technológie spracovania druhotných kovových surovín. Technológia bola vypracovaná vo zväčšenom laboratórnom meradle. Zahŕňa chloráciu kovových odpadov plynným chlórom a následnú redukciu chloridov vodíkom vo vysokofrekvenčnom plazmovom výboji. V prípade spracovania monokovových odpadov alebo v prípadoch, keď nie je potrebná separácia zhodnotených kovov, sú oba procesy spojené v jednom celku bez kondenzácie chloridov. Stalo sa to pri spracovaní volfrámového odpadu.

Odpadové tvrdé zliatiny po triedení, drvení a čistení od vonkajších nečistôt sa pred chlórovaním oxidujú kyslíkom alebo plynmi obsahujúcimi kyslík (vzduch, CO 2 , vodná para), v dôsledku čoho dochádza k vyhoreniu uhlíka a k premene volfrámu a kobaltu na oxidy za vzniku sypkej, ľahko drviteľnej hmoty, ktorá sa redukuje vodíkom alebo amoniakom a následne sa aktívne chlóruje plynným chlórom. Ťažba volfrámu a kobaltu je 97 % alebo viac.

V rámci rozvoja výskumu spracovania odpadu a produktov s ukončenou životnosťou z nich bola vyvinutá alternatívna technológia regenerácie odpadu z tvrdých zliatin s obsahom karbidu. Podstatou technológie je, že zdrojový materiál sa oxiduje plynom obsahujúcim kyslík pri 500 - 100 ºС a potom sa redukuje vodíkom alebo amoniakom pri 600 - 900 ºС. Do výslednej sypkej hmoty sa zavedie sadzový uhlík a po rozomletí sa získa homogénna zmes na karbidizáciu uskutočňovanú pri 850 - 1395 ºС a s prídavkom jedného alebo viacerých kovových práškov (W, Mo, Ti, Nb, Ta, Ni, Co, Fe), čo vám umožňuje získať cenné zliatiny.

Metóda rieši prioritné úlohy šetriace zdroje, zabezpečuje implementáciu technológií pre racionálne využívanie sekundárnych materiálne zdroje.

6. 2. 2. Likvidácia zlievarenského odpadu

Likvidácia zlievarenského odpadu je naliehavým problémom výroby kovov a racionálneho využívania zdrojov. Pri tavení vzniká veľké množstvo odpadov (40–100 kg na 1 tonu), z ktorých určitú časť tvorí spodná troska a spodné drény s obsahom chloridov, fluoridov a iných zlúčenín kovov, ktoré sa v súčasnosti nevyužívajú ako druhotné suroviny, ale sú vyhodené. Obsah kovu v tomto druhu skládok je 15 - 45%. Tak sa strácajú tony cenných kovov, ktoré sa musia vrátiť do výroby. Okrem toho dochádza k znečisteniu pôdy a salinizácii.

V Rusku aj v zahraničí sú známe rôzne spôsoby spracovania odpadov obsahujúcich kovy, ale len niektoré z nich sú široko používané v priemysle. Problém spočíva v nestabilite procesov, ich trvaní a nízkej výťažnosti kovu. Najsľubnejšie sú:

Tavenie odpadov bohatých na kovy s ochranným tavidlom, miešanie výslednej hmoty na dispergovanie na malé, jednotnej veľkosti a rovnomerne rozložené po objeme kvapiek taveniny kovu, po čom nasleduje spoločné zrušenie;

Zriedenie zvyškov ochranným tavidlom a preliatie roztavenej hmoty cez sito pri teplote nižšej ako je teplota tejto taveniny;

Mechanická dezintegrácia s triedením odpadových hornín;

Mokrá dezintegrácia rozpustením alebo tavením a oddelením kovu;

Odstreďovanie zvyškov tekutej taveniny.

Experiment sa uskutočnil v podniku na výrobu horčíka.

Pri recyklácii odpadov sa navrhuje využiť existujúce vybavenie zlievarní.

Podstatou metódy mokrej dezintegrácie je rozpúšťanie odpadu vo vode, čistej alebo s katalyzátormi. V recyklačnom mechanizme sa rozpustné soli prenášajú do roztoku, zatiaľ čo nerozpustné soli a oxidy strácajú pevnosť a drobia sa, kovová časť spodného odtoku sa uvoľňuje a ľahko sa oddelí od nekovového. Tento proces je exotermický, prebieha s uvoľňovaním veľkého množstva tepla, sprevádzaného vírením a uvoľňovaním plynov. Výťažnosť kovu v laboratórnych podmienkach je 18 – 21,5 %.

Perspektívnejšia je metóda tavenia odpadu. Na zneškodnenie odpadu s obsahom kovov aspoň 10% je potrebné najskôr obohatiť odpad o horčík s čiastočným oddelením soľnej časti. Odpad sa vloží do prípravného oceľového téglika, pridá sa tavivo (2–4 % hmotnosti vsádzky) a roztaví sa. Po roztavení odpadu sa tekutá tavenina zušľachťuje špeciálnym tavivom, ktorého spotreba je 0,5–0,7 % hmotnosti vsádzky. Po usadení je výťažok vhodného kovu 75–80 % jeho obsahu v troskách.

Po vypustení kovu zostane hustý zvyšok pozostávajúci zo solí a oxidov. Obsah kovového horčíka v ňom nie je väčší ako 3 - 5%. Účelom ďalšieho spracovania odpadu bola extrakcia oxidu horečnatého z nekovovej časti ich úpravou vodnými roztokmi kyselín a zásad.

Pretože výsledkom procesu je rozklad konglomerátu, po vysušení a kalcinácii možno získať oxid horečnatý s obsahom nečistôt až do 10 %. Časť zostávajúcej nekovovej časti je možné použiť pri výrobe keramiky a stavebných materiálov.

Táto experimentálna technológia umožňuje využiť viac ako 70 % hmoty odpadu, ktorý bol predtým uložený na skládky.

Zlievárenský odpad

zlievárenský odpad

Anglicko-ruský slovník technické výrazy. 2005 .

Pozrite si, čo je „zlievárenský odpad“ v iných slovníkoch:

Odpadová zlievarenská výroba strojárskeho priemyslu, fyzikálno-mechanickými vlastnosťami sa približuje piesčitým hlinitým. Vzniká ako výsledok aplikácie metódy odlievania do pieskových foriem. Pozostáva prevažne z kremenného piesku, bentonitu ... ... Stavebný slovník

Spálený formovací piesok- (tvarovacia zemina) - zlievarenský odpad strojárskeho priemyslu, fyzikálno-mechanickými vlastnosťami sa približujúci piesčitým hlinitým. Vzniká ako výsledok aplikácie metódy odlievania do pieskových foriem. Pozostáva predovšetkým z...

Casting- (Odlievanie) Technologický postup výroby odliatkov Úroveň kultúry zlievarenskej výroby v stredoveku Obsah Obsah 1. Z histórie umeleckého odlievania 2. Podstata zlievarenstva 3. Druhy zlievarenstva 4.… … Encyklopédia investora

Súradnice: 47°08′51″ s. sh. 37°34′33″ vých / 47,1475° severnej šírky sh. 37,575833° E d ... Wikipedia

Súradnice: 58°33′ s. sh. 43°41′ vd / 58,55° severnej šírky sh. 43,683333° E atď... Wikipedia

Základy strojov s dynamickým zaťažením- - určené pre stroje s rotačnými časťami, stroje s kľukovým mechanizmom, kováčske kladivá, formovacie stroje pre zlievárenskú výrobu, formovacie stroje na výrobu betónových prefabrikátov, dierovacie zariadenia ... ... Encyklopédia pojmov, definícií a vysvetlení stavebných materiálov

Ekonomické ukazovatele Mena peso (=100 centavos) Medzinárodné organizácie Hospodárska komisia Organizácie Spojených národov pre Latinská Amerika RVHP (1972 1991) Leningradská JE (od roku 1975) Asociácia latinskoamerickej integrácie (ALAI) Skupina WTO 77 (od roku 1995) Petrocaribe (od ... ... Wikipedia

03.120.01 - Yakіst Uzagalі GOST 4.13 89 SPKP. Textilná galantéria pre domácnosť. Nomenklatúra ukazovateľov. Namiesto GOST 4.13 83 GOST 4.17 80 SPKP. Gumové kontaktné tesnenia. Nomenklatúra ukazovateľov. Namiesto GOST 4.17 70 GOST 4.18 88 ... ... Ukazovateľ národných noriem

GOST 16482-70: Železné sekundárne kovy. Pojmy a definície- Terminológia GOST 16482 70: Železné sekundárne kovy. Termíny a definície pôvodný dokument: 45. Briketovanie kovových hoblín Ndp. Briketovanie Spracovanie kovových triesok lisovaním na brikety Definície ... ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

Horniny orientovaných minerálov, ktoré majú schopnosť štiepiť sa na tenké platne alebo dlaždice. V závislosti od podmienok vzniku (z vyvrelých alebo sedimentárnych hornín), hliny, kremičitanu, ... ... Encyklopédia techniky

Liteiný produktOdstvo, jedno z odvetví, ktorého produktom sú odliatky získané do odlievacích foriem ich plnením tekutou zliatinou. Metódami odlievania sa vyrába v priemere asi 40 % (hmotnostných) polotovarov pre strojové súčiastky a v niektorých odvetviach strojárstva, napríklad pri výrobe obrábacích strojov, je podiel odlievaných výrobkov 80 %. Zo všetkých vyrobených liatych predvalkov spotrebuje strojárstvo približne 70%, hutnícky priemysel - 20% a výroba sanitárnych zariadení - 10%. Odliate diely sa používajú v obrábacích strojoch, spaľovacích motoroch, kompresoroch, čerpadlách, elektromotoroch, parných a hydraulických turbínach, valcovniach a poľnohospodárskych produktoch. stroje, automobily, traktory, lokomotívy, vagóny. Široké používanie odliatkov sa vysvetľuje skutočnosťou, že ich tvar sa ľahšie približuje konfigurácii hotové výrobky než tvar polotovarov vyrobených inými metódami, ako je kovanie. Odlievaním môžete získať polotovary rôznej zložitosti s malými prídavkami, čo znižuje spotrebu kovu, znižuje náklady na obrábanie a v konečnom dôsledku znižuje cenu výrobkov. Odlievaním možno vyrábať výrobky takmer akejkoľvek hmotnosti - z niekoľkých G až stovky T, so stenami s hrúbkou desatín mm až niekoľko m. Hlavné zliatiny, z ktorých sa vyrábajú odliatky, sú: sivá, kujná a legovaná liatina (až 75 % všetkých odliatkov hmotnosti), uhlíkové a legované ocele (nad 20 %) a neželezné zliatiny (meď, hliník, zinok a horčík). Rozsah odlievaných dielov sa neustále rozširuje.

Zlievárenský odpad.

Klasifikácia výrobného odpadu je možná podľa rôznych kritérií, z ktorých za hlavné možno považovať:

podľa priemyslu - hutníctvo železných a neželezných kovov, ťažba rúd a uhlia, ropa a plyn atď.

podľa fázového zloženia - pevné (prach, kal, troska), kvapalné (roztoky, emulzie, suspenzie), plynné (oxidy uhlíka, oxidy dusíka, zlúčeniny síry atď.)

výrobnými cyklami - pri ťažbe surovín (skrývka a oválne horniny), pri obohacovaní (hlušina, kaly, slivky), v pyrometalurgii (troska, kal, prach, plyny), v hydrometalurgii (roztoky, zrážky, plyny).

V hutníckom závode s uzavretým cyklom (liatina - oceľ - valcované výrobky) môže byť tuhý odpad dvojakého druhu - prach a troska. Pomerne často sa používa mokré čistenie plynu, potom namiesto prachu je odpadom kal. Pre hutníctvo železa sú najcennejšie odpady s obsahom železa (prach, kaly, okoviny), v iných odvetviach sa využívajú najmä trosky.

Pri prevádzke hlavných hutníckych celkov vzniká väčšie množstvo jemného prachu, pozostávajúceho z oxidov rôznych prvkov. Ten sa zachytáva v zariadeniach na čistenie plynu a potom sa privádza do kalového akumulátora alebo sa posiela na ďalšie spracovanie (hlavne ako súčasť aglomeračnej vsádzky).

Príklady zlievarenského odpadu:

zlievárenský pálený piesok

Troska z oblúkovej pece

Šrot z neželezných a železných kovov

Olejový odpad (odpadové oleje, mazivá)

Vypálený formovací piesok (formovacia zemina) je zlievarenský odpad, ktorý sa fyzikálno-mechanickými vlastnosťami približuje piesčitej hline. Vzniká ako výsledok aplikácie metódy odlievania do pieskových foriem. Pozostáva hlavne z kremenného piesku, bentonitu (10%), uhličitanových prísad (do 5%).

Tento druh odpadu som zvolil preto, lebo likvidácia použitého piesku je jednou z najdôležitejších otázok v zlievarenskej výrobe z hľadiska životného prostredia.

Formovacie hmoty musia mať hlavne požiarnu odolnosť, priepustnosť plynov a plasticitu.

Žiaruvzdornosť formovacieho materiálu je jeho schopnosť netaviť sa a nespekať pri kontakte s roztaveným kovom. Najdostupnejším a najlacnejším formovacím materiálom je kremenný piesok (SiO2), ktorý je dostatočne žiaruvzdorný na odlievanie najžiaruvzdornejších kovov a zliatin. Z nečistôt sprevádzajúcich SiO2 sú nežiaduce najmä alkálie, ktoré pôsobením na SiO2 ako tavivá vytvárajú s ním zlúčeniny s nízkou teplotou topenia (silikáty), ktoré sa lepia na odliatok a sťažujú jeho čistenie. Pri tavení liatiny a bronzu by škodlivé nečistoty v kremennom piesku nemali prekročiť 5-7% a pre oceľ - 1,5-2%.

Plynová priepustnosť formovacieho materiálu je jeho schopnosť prepúšťať plyny. Ak je priepustnosť formovacej zeminy pre plyny slabá, môžu sa v odliatku vytvárať plynové kapsy (zvyčajne guľovitého tvaru) a spôsobovať neúspechy odliatku. Škrupiny sa nachádzajú pri následnom obrábaní odliatku pri odstraňovaní vrchnej vrstvy kovu. Plynopriepustnosť formovacej zeminy závisí od jej pórovitosti medzi jednotlivými zrnkami piesku, od tvaru a veľkosti týchto zŕn, od ich rovnomernosti a od množstva ílu a vlhkosti v ňom.

Piesok so zaoblenými zrnami má vyššiu priepustnosť pre plyny ako piesok so zaoblenými zrnami. Malé zrná, ktoré sa nachádzajú medzi veľkými, tiež znižujú priepustnosť zmesi pre plyny, znižujú pórovitosť a vytvárajú malé kanály vinutia, ktoré bránia uvoľňovaniu plynov. Hlina, ktorá má extrémne malé zrná, upcháva póry. Prebytočná voda tiež upcháva póry a navyše vyparovaním pri kontakte s horúcim kovom nalievaným do formy sa zvyšuje množstvo plynov, ktoré musia prechádzať stenami formy.

Sila formovacieho piesku spočíva v schopnosti udržať tvar, ktorý mu bol daný, odolávať pôsobeniu vonkajších síl (trasenie, náraz prúdu tekutého kovu, statický tlak kovu nalievaného do formy, tlak plynov uvoľňovaných z formy. forma a kov pri liatí, tlak zo zmrštenia kovu a pod.).

Pevnosť piesku sa zvyšuje, keď sa obsah vlhkosti zvyšuje na určitú hranicu. S ďalším zvýšením množstva vlhkosti sa pevnosť znižuje. V prítomnosti ílových nečistôt v zlievarenskom piesku ("tekutý piesok") sa pevnosť zvyšuje. Olejovitý piesok vyžaduje vyšší obsah vlhkosti ako piesok s nízkym obsahom ílu („chudý piesok“). Čím jemnejšie je zrno piesku a čím hranatejší je jeho tvar, tým je pevnosť piesku väčšia. Tenkú spojovaciu vrstvu medzi jednotlivými zrnkami piesku dosiahneme dôkladným a dlhodobým miešaním piesku s hlinou.

Plasticita formovacieho piesku je schopnosť ľahko vnímať a presne udržiavať tvar modelu. Plasticita je potrebná najmä pri výrobe umeleckých a zložitých odliatkov na reprodukciu najmenších detailov modelu a zachovanie ich odtlačkov pri odlievaní kovu. Čím jemnejšie sú zrnká piesku a čím rovnomernejšie sú obklopené vrstvou hliny, tým lepšie vyplnia najmenšie detaily povrchu modelu a zachovajú si svoj tvar. Pri nadmernej vlhkosti sa spojivová hlina skvapalňuje a plasticita prudko klesá.

Pri ukladaní odpadových formovacích pieskov na skládku dochádza k prašnosti a znečisťovaniu životného prostredia.

Na vyriešenie tohto problému sa navrhuje vykonať regeneráciu použitých formovacích pieskov.

Špeciálne doplnky. Jedným z najbežnejších typov chýb odliatku je prepálený výlisok a jadrový piesok na odliatku. Príčiny popálenín sú rôzne: nedostatočná požiarna odolnosť zmesi, hrubozrnné zloženie zmesi, nesprávny výber nelepivých farieb, absencia špeciálnych nelepivých prísad v zmesi, nekvalitné sfarbenie foriem atď. Existujú tri typy popálenín: tepelné, mechanické a chemické.

Tepelné prilepenie sa pri čistení odliatkov pomerne ľahko odstraňuje.

Mechanické prepálenie vzniká v dôsledku prenikania taveniny do pórov piesku a je možné ho odstrániť spolu s kôrou zliatiny, ktorá obsahuje rozptýlené zrná formovacej hmoty.

Chemický výpal je útvar stmelený zlúčeninami s nízkou teplotou topenia, ako sú trosky, ktoré vznikajú pri interakcii formovacích materiálov s taveninou alebo jej oxidmi.

Mechanické a chemické popáleniny sa buď z povrchu odliatkov odstránia (je potrebná veľká spotreba energie), alebo sa odliatky nakoniec vyradia. Prevencia popálenia je založená na zavádzaní špeciálnych prísad do formovacej alebo jadrovej zmesi: mleté uhlie, azbestové triesky, vykurovací olej a pod., ako aj natieranie pracovných plôch foriem a jadier nelepivými farbami, sprejmi, trením resp. pasty obsahujúce vysoko žiaruvzdorné materiály (grafit, mastenec), s ktorými neinteragujú vysoké teploty s oxidmi tavenín, alebo materiálmi, ktoré vytvárajú redukčné prostredie (mleté uhlie, vykurovací olej) vo forme pri jej liatí.

Miešanie a zvlhčovanie. Komponenty formovacej zmesi sa dôkladne premiešajú v suchej forme, aby sa častice hliny rovnomerne rozložili v celej hmote piesku. Potom sa zmes navlhčí pridaním požadovaného množstva vody a znova sa premieša tak, aby každá z častíc piesku bola pokrytá filmom ílu alebo iného spojiva. Zložky zmesi sa pred miešaním neodporúča navlhčiť, pretože v tomto prípade sa piesky s vysokým obsahom ílu zrolujú do malých guľôčok, ktoré sa ťažko uvoľňujú. Ručné miešanie veľkého množstva materiálov je veľká a časovo náročná práca. V moderných zlievarňach sa zložky zmesi pri jej príprave miešajú v závitovkových miešačkách alebo miešacích žľaboch.

Špeciálne prísady do formovacích pieskov. Do formovacích a jadrových pieskov sa pridávajú špeciálne prísady, ktoré zaisťujú špeciálne vlastnosti zmesi. Takže napríklad železné broky zavedené do formovacieho piesku zvyšujú jeho tepelnú vodivosť a bránia vzniku zmrašťovacej vône v masívnych odlievacích jednotkách pri ich tuhnutí. Piliny a rašelina sa pridávajú do zmesí určených na výrobu foriem a jadier na sušenie. Po vysušení tieto prísady, zmenšujúci sa objem, zvyšujú priepustnosť plynov a poddajnosť foriem a jadier. Do formovacích rýchlotvrdnúcich zmesí na tekutom skle sa pridáva lúh sodný pre zvýšenie trvanlivosti zmesi (odpadá hrudkovanie zmesi).

Príprava formovacích hmôt. Kvalita umeleckého odliatku do značnej miery závisí od kvality formovacieho piesku, z ktorého je jeho forma vyrobená. Preto je dôležitý výber formovacích materiálov pre zmes a jej príprava v technologickom procese získavania odliatku. Formovací piesok je možné pripraviť z čerstvých formovacích materiálov a použitého piesku s malým prídavkom čerstvých materiálov.

Proces prípravy formovacích pieskov z čerstvých formovacích hmôt pozostáva z týchto operácií: príprava zmesi (výber formovacích hmôt), suché miešanie zložiek zmesi, vlhčenie, miešanie po navlhčení, starnutie, kyprenie.

Kompilácia. Je známe, že formovacie piesky, ktoré spĺňajú všetky technologické vlastnosti formovacieho piesku, sú v prírodných podmienkach zriedkavé. Preto sa zmesi spravidla pripravujú výberom pieskov s rôznym obsahom ílu, aby výsledná zmes obsahovala správne množstvo ílu a mala potrebné technologické vlastnosti. Tento výber materiálov na prípravu zmesi sa nazýva zloženie zmesi.

Miešacie žľaby majú pevnú misu a dva hladké valčeky sediace na vodorovnej osi zvislého hriadeľa spojené kužeľovým prevodom s prevodovkou elektromotora. Medzi valčekmi a dnom misky je vytvorená nastaviteľná medzera, ktorá bráni valčekom rozdrviť zrná plasticity zmesi, priepustnosť plynov a požiarnu odolnosť. Na obnovenie stratených vlastností sa do zmesi pridáva 5-35% čerstvých formovacích hmôt. Táto operácia pri príprave formovacieho piesku sa nazýva osvieženie zmesi.

Proces prípravy formovacieho piesku s použitím použitého piesku pozostáva z nasledujúcich operácií: príprava použitého piesku, pridávanie čerstvých formovacích hmôt do použitého piesku, miešanie v suchej forme, navlhčenie, miešanie komponentov po navlhčení, starnutie, kyprenie.

Existujúca spoločnosť Heinrich Wagner Sinto zo skupiny Sinto sériovo vyrába novú generáciu formovacích liniek série FBO. Nové stroje vyrábajú bezflaskové formy s horizontálnou deliacou rovinou. Viac ako 200 týchto strojov úspešne funguje v Japonsku, USA a ďalších krajinách po celom svete.“ S veľkosťami foriem v rozsahu od 500 x 400 mm do 900 x 700 mm môžu formovacie stroje FBO vyrobiť 80 až 160 foriem za hodinu.

Uzavretý dizajn zabraňuje rozsypaniu piesku a zaisťuje pohodlné a čisté pracovné prostredie. Pri vývoji tesniaceho systému a transportných zariadení sa veľmi dbalo na to, aby bola hladina hluku na minime. Jednotky FBO spĺňajú všetky environmentálne požiadavky na nové zariadenia.

Systém pieskového plnenia umožňuje výrobu presných foriem s použitím piesku s bentonitovým spojivom. Mechanizmus automatického riadenia tlaku podávacieho a lisovacieho zariadenia piesku zabezpečuje rovnomerné zhutnenie zmesi a zaručuje kvalitnú výrobu zložitých odliatkov s hlbokými dutinami a malými hrúbkami stien. Tento proces zhutňovania umožňuje meniť výšku hornej a dolnej formy nezávisle od seba. To má za následok výrazne nižšiu spotrebu zmesi a tým aj ekonomickejšiu výrobu vďaka optimálnemu pomeru kovu a formy.

Podľa zloženia a stupňa vplyvu na životné prostredie sú použité formovacie a jadrové piesky rozdelené do troch kategórií nebezpečnosti:

I - prakticky inertný. Zmesi obsahujúce íl, bentonit, cement ako spojivo;

II - odpad s obsahom biochemicky oxidovateľných látok. Ide o zmesi po naliatí, v ktorých sú spojivom syntetické a prírodné kompozície;

III - odpad s obsahom málo toxických, vo vode rozpustných látok. Ide o tekuté sklenené zmesi, nežíhané zmesi piesku a živice, zmesi vytvrdzované zlúčeninami neželezných a ťažkých kovov.

V prípade oddeleného skladovania alebo zneškodňovania by skládky odpadových zmesí mali byť umiestnené v oddelených, odľahlých rozvojových oblastiach, ktoré umožňujú realizáciu opatrení vylučujúcich možnosť znečistenia sídiel. Skládky by sa mali umiestňovať do oblastí so slabo filtrujúcou pôdou (hlina, sulin, bridlica).

Použitý formovací piesok vyrazený z baniek sa musí pred opätovným použitím vopred spracovať. V nemechanizovaných zlievarniach sa preosieva na klasickom site alebo na mobilnej miešačke, kde sa oddeľujú kovové častice a iné nečistoty. V mechanizovaných predajniach je použitá zmes podávaná spod vyraďovacieho roštu pásovým dopravníkom do oddelenia prípravy zmesi. Veľké hrudky zmesi vzniknuté po vyklepaní foriem sa zvyčajne miesia hladkými alebo vlnitými valcami. Kovové častice sú oddeľované magnetickými separátormi inštalovanými v priestoroch presunu spotrebovanej zmesi z jedného dopravníka na druhý.

Regenerácia spálenej pôdy

Ekológia zostáva vážnym problémom v zlievarenskej výrobe, keďže pri výrobe jednej tony odliatkov zo železných a neželezných zliatin sa uvoľní asi 50 kg prachu, 250 kg oxidu uhoľnatého, 1,5-2,0 kg oxidu síry, 1 kg uhľovodíkov.

S nástupom tvarovacích technológií s použitím zmesí so spojivami vyrobenými zo syntetických živíc rôznych tried je obzvlášť nebezpečné uvoľňovanie fenolov, aromatických uhľovodíkov, formaldehydov, karcinogénneho a amoniakálneho benzopyrénu. Zlepšenie zlievarenskej výroby by malo smerovať nielen k riešeniu ekonomických problémov, ale aj minimálne k vytváraniu podmienok pre ľudskú činnosť a život. Podľa odborných odhadov dnes tieto technológie vytvárajú až 70 % znečistenia životného prostredia zo zlievarní.

Je zrejmé, že v podmienkach zlievárenskej výroby sa prejavuje nepriaznivý kumulatívny vplyv komplexného faktora, pri ktorom sa dramaticky zvyšuje škodlivý účinok každej jednotlivej zložky (prach, plyny, teplota, vibrácie, hluk).

Modernizačné opatrenia v zlievarenskom priemysle zahŕňajú:

výmena kupolových pecí za nízkofrekvenčné indukčné pece (súčasne sa zníži množstvo škodlivých emisií: prach a oxid uhličitý asi 12-krát, oxid siričitý 35-krát)

zavedenie nízkotoxických a netoxických zmesí do výroby

inštalácia účinných systémov na zachytávanie a neutralizáciu emitovaných škodlivých látok

ladenie efektívnej prevádzky ventilačných systémov

používanie moderných zariadení so zníženými vibráciami

regenerácia odpadových zmesí v miestach ich vzniku

Množstvo fenolov v odpadových zmesiach prevyšuje obsah iných toxických látok. Fenoly a formaldehydy vznikajú pri tepelnej deštrukcii formovacích a jadrových pieskov, v ktorých sú spojivom syntetické živice. Tieto látky sú vysoko rozpustné vo vode, čím vzniká riziko, že sa pri vyplavovaní povrchovou (dažďovou) alebo podzemnou vodou dostanú do vodných útvarov.

Je ekonomicky a ekologicky nerentabilné vyhadzovať použitý formovací piesok po vyradení na skládky. Najracionálnejším riešením je regenerácia zmesí vytvrdzujúcich za studena. Hlavným účelom regenerácie je odstrániť spojivové filmy zo zŕn kremenného piesku.

Najpoužívanejší je mechanický spôsob regenerácie, pri ktorom sa vďaka mechanickému rozomletiu zmesi oddelia spojivové filmy od zŕn kremenného piesku. Filmy spojiva sa rozpadajú, menia sa na prach a sú odstránené. Regenerovaný piesok sa posiela na ďalšie použitie.

Technologická schéma procesu mechanickej regenerácie:

vyradenie formulára (Vyplnený formulár sa privádza na plátno vyraďovacej mriežky, kde sa v dôsledku vibrácií zničí.);

drvenie kúskov piesku a mechanické mletie piesku (piesok, ktorý prešiel cez vyraďovací rošt, vstupuje do systému mlecích sít: oceľové sito na veľké hrudky, sito s klinovitými otvormi a triedič jemného mletia Zabudovaný sitový systém melie piesok na požadovanú veľkosť a oddeľuje kovové častice a iné veľké inklúzie.);

chladenie regenerátu (Vibračný elevátor zabezpečuje dopravu horúceho piesku do chladiča/odprašovača.);

pneumatický presun regenerovaného piesku do oblasti formovania.

Technológia mechanickej regenerácie poskytuje možnosť opätovného využitia od 60-70% (proces Alfa-set) do 90-95% (proces Furan) regenerovaného piesku. Ak sú pre proces Furan tieto ukazovatele optimálne, potom pre proces Alfa-set je opätovné použitie regenerátu len na úrovni 60-70% nedostatočné a nerieši environmentálne a ekonomické problémy. Na zvýšenie percenta využitia regenerovaného piesku je možné použiť tepelnú regeneráciu zmesí. Regenerovaný piesok nie je v kvalite horší ako čerstvý piesok a dokonca ho prevyšuje aktiváciou povrchu zŕn a vyfukovaním prachových frakcií. Tepelné regeneračné pece pracujú na princípe fluidného lôžka. Ohrev regenerovaného materiálu sa vykonáva bočnými horákmi. Teplo spalín sa využíva na ohrev vzduchu, ktorý vstupuje do fluidného lôžka a spaľovanie plynu na ohrev regenerovaného piesku. Na chladenie regenerovaných pieskov sa používajú jednotky s fluidným lôžkom vybavené vodnými výmenníkmi tepla.

Počas tepelnej regenerácie sa zmesi zahrievajú v oxidačnom prostredí pri teplote 750-950 ºС. V tomto prípade sa filmy organických látok vypália z povrchu pieskových zŕn. Napriek vysokej účinnosti procesu (je možné použiť až 100% regenerovanej zmesi) má tieto nevýhody: zložitosť zariadenia, vysoká spotreba energie, nízka produktivita, vysoká cena.

Všetky zmesi prechádzajú pred regeneráciou predbežnou prípravou: magnetická separácia (iné typy čistenia od nemagnetického šrotu), drvenie (v prípade potreby), preosievanie.

Zavedením regeneračného procesu sa množstvo tuhého odpadu vyhodeného na skládku niekoľkonásobne zníži (niekedy úplne eliminuje). Množstvo škodlivých emisií do ovzdušia so spalinami a prašným vzduchom zo zlievarne sa nezvyšuje. Je to spôsobené po prvé pomerne vysokým stupňom spaľovania škodlivých zložiek počas tepelnej regenerácie a po druhé vysoký stupeňčistenie spalín a odpadového vzduchu od prachu. Pri všetkých typoch regenerácie sa používa dvojité čistenie spalín a odpadového vzduchu: pre termálne - odstredivé cyklóny a mokré čističe prachu, pre mechanické - odstredivé cyklóny a vreckové filtre.

Mnoho strojárskych podnikov má vlastnú zlievareň, ktorá používa formovaciu zeminu na výrobu foriem a jadier pri výrobe lisovaných kovových dielov. Po použití odlievacích foriem vzniká spálená zemina, ktorej likvidácia má veľký význam. ekonomický význam. Formovacia hmota pozostáva z 90-95% z kvalitného kremenného piesku a malého množstva rôznych prísad: bentonit, mleté uhlie, lúh sodný, tekuté sklo, azbest atď.

Regenerácia spálenej zeminy vzniknutej po odliatí výrobkov spočíva v odstránení prachu, jemných frakcií a hliny, ktorá vplyvom vysokej teploty pri plnení formy kovom stratila svoje spojivové vlastnosti. Existujú tri spôsoby regenerácie spálenej pôdy:

elektrokoróna.

Mokrá cesta.

Pri mokrom spôsobe regenerácie sa spálená zemina dostáva do sústavy po sebe nasledujúcich usadzovacích nádrží s tečúca voda. Pri prechode sedimentačnými nádržami sa piesok usadzuje na dne bazéna a jemné frakcie sú odnášané vodou. Piesok sa potom vysuší a vráti do výroby na výrobu foriem. Voda vstupuje do filtrácie a čistenia a tiež sa vracia do výroby.

Suchou cestou.

Suchý spôsob regenerácie spálenej zeminy pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich operácií: oddeľovanie piesku od spojivových prísad, čo sa dosiahne vháňaním vzduchu do bubna so zeminou, a odstraňovanie prachu a malých častíc ich odsatím z bubna spolu so vzduchom. Vzduch opúšťajúci bubon obsahujúci prachové častice sa čistí pomocou filtrov.

Elektrokorónová metóda.

Pri elektrokorónovej regenerácii sa odpadová zmes separuje na častice rôznych veľkostí pomocou vysokého napätia. Zrnká piesku umiestnené v poli elektrokorónového výboja sú nabité zápornými nábojmi. Ak sú elektrické sily pôsobiace na zrnko piesku a priťahujúce ho k zbernej elektróde väčšie ako sila gravitácie, potom sa zrnká piesku usadzujú na povrchu elektródy. Zmenou napätia na elektródach je možné oddeliť piesok prechádzajúci medzi nimi na frakcie.

Regenerácia formovacích zmesí tekutým sklom sa vykonáva špeciálnym spôsobom, pretože pri opakovanom použití zmesi sa v nej hromadí viac ako 1-1,3% alkálií, čo zvyšuje horenie, najmä na liatinových odliatkoch. Zmes a kamienky sa súčasne privádzajú do rotujúceho bubna regeneračnej jednotky, ktoré sypaním z lopatiek na steny bubna mechanicky ničia film tekutého skla na zrnkách piesku. Cez nastaviteľné uzávery vstupuje vzduch do bubna, ktorý je spolu s prachom odsávaný do mokrého zberača prachu. Potom sa piesok spolu s kamienkami privedie do bubnového sita, aby sa odstránili kamienky a veľké zrná filmom. Vhodný piesok zo sita sa odváža do skladu.

3/2011_MGSU TNIK

VYUŽITIE ODPADU Z VÝROBY LÍTIA PRI VÝROBE STAVEBNÝCH VÝROBKOV

RECYKLÁCIA ODPADU ZO Zlievarenskej výroby PRI VÝROBE STAVEBNÝCH VÝROBKOV

B.B. Zharikov, B.A. Yezersky, H.B. Kuznecovová, I.I. Sterkhov V.V. Zharikov, V.A. Yezersky, N.V. Kuznecovová, I.I. Sterhov

V predkladaných štúdiách sa uvažuje o možnosti recyklácie použitého formovacieho piesku pri jeho použití pri výrobe kompozitných stavebných materiálov a výrobkov. Navrhujú sa receptúry stavebných materiálov odporúčaných na získanie stavebných blokov.

V súčasných výskumoch sa skúma možnosť recyklácie naplnenej formovacej prísady pri jej použití pri výrobe kompozitných stavebných materiálov a výrobkov. Ponúkajú sa zmesi stavebných materiálov odporúčané pre stavebné bloky recepcie.

Úvod.

V priebehu technologického procesu je zlievarenská výroba sprevádzaná tvorbou odpadov, ktorých hlavný objem tvorí použité formovanie (OFS) a jadrové piesky a troska. V súčasnosti sa ročne skládkuje až 70 % týchto odpadov. Skladovanie sa stáva ekonomicky nevýhodným priemyselný odpad a pre samotné podniky, pretože z dôvodu sprísňovania environmentálnych zákonov je potrebné zaplatiť environmentálnu daň za 1 tonu odpadu, ktorej množstvo závisí od druhu uskladneného odpadu. V tomto smere vzniká problém likvidácie nahromadeného odpadu. Jedným z riešení tohto problému je využitie OFS ako alternatívy k prírodným surovinám pri výrobe kompozitných stavebných materiálov a produktov.

Využitím odpadov v stavebníctve sa zníži environmentálna záťaž územia skládok odpadov a vylúči sa priamy kontakt odpadov s životné prostredie, ako aj zvýšiť efektívnosť využívania materiálnych zdrojov (elektrina, palivo, suroviny). Okrem toho materiály a produkty vyrobené s použitím odpadu spĺňajú požiadavky environmentálnej a hygienickej bezpečnosti, pretože cementový kameň a betón sú detoxikačnými látkami pre mnohé škodlivé zložky, vrátane popola zo spaľovania obsahujúceho dioxíny.

Účelom tejto práce je výber skladieb viaczložkových kompozitných stavebných materiálov s fyzikálno-technickými parametrami -

VESTNÍK 3/2011

mi, porovnateľné s materiálmi vyrobenými s použitím prírodných surovín.

Experimentálne štúdium fyzikálnych a mechanických vlastností kompozitných stavebných materiálov.

Zložkami kompozitných stavebných materiálov sú: použitý formovací piesok (modul veľkosti Mk = 1,88), čo je zmes spojiva (etylsilikát-40) a kameniva (kremenný piesok rôznych frakcií), používaný na úplnú alebo čiastočnú náhradu jemného kameniva v zmes kompozitného materiálu; portlandský cement M400 (GOST 10178-85); kremenný piesok s Mk = 1,77; voda; superplastifikátor C-3, ktorý pomáha znižovať spotrebu vody v betónovej zmesi a zlepšuje štruktúru materiálu.

Experimentálne štúdie fyzikálnych a mechanických vlastností cementového kompozitného materiálu s použitím OFS boli realizované metódou plánovania experimentu.

Ako funkcie odozvy boli zvolené nasledovné ukazovatele: pevnosť v tlaku (U), nasiakavosť (U2), mrazuvzdornosť (!h), ktoré boli stanovené metódami, resp. Táto voľba je spôsobená skutočnosťou, že za prítomnosti prezentovaných charakteristík výsledného nového kompozitného stavebného materiálu je možné určiť rozsah jeho použitia a uskutočniteľnosť jeho použitia.

Za ovplyvňujúce faktory sa považovali: podiel obsahu drveného OFS v kamenive (x1); pomer voda/spojivo (x2); pomer plnivo/spojivo (x3); množstvo C-3 plastifikačnej prísady (x4).

Pri plánovaní experimentu boli rozsahy zmien faktorov brané na základe maximálnych a minimálnych možných hodnôt zodpovedajúcich parametrov (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Intervaly variácií faktorov

Faktory Rozsah faktorov

x, 100% piesok 50% piesok + 50% drvený OFS 100% drvený OFS

x 4 % hmotn. spojivo 0 1,5 3

Zmena faktorov miešania umožní získať materiály so širokou škálou stavebných a technických vlastností.

Predpokladalo sa, že závislosť fyzikálnych a mechanických charakteristík možno opísať redukovaným polynómom neúplného tretieho rádu, ktorého koeficienty závisia od hodnôt úrovní zmiešavacích faktorov (x1, x2, x3, x4) a sú postupne opísané polynómom druhého rádu.

V dôsledku experimentov sa vytvorili matice hodnôt funkcií odozvy Yb, Y2, Y3. Pri zohľadnení hodnôt opakovaných experimentov pre každú funkciu sa získalo 24*3=72 hodnôt.

Odhady neznámych parametrov modelov boli nájdené pomocou metódy najmenších štvorcov, to znamená minimalizovaním súčtu štvorcových odchýlok hodnôt Y od hodnôt vypočítaných modelom. Na opísanie závislostí Y=Dxx x2, x3, x4 boli použité normálne rovnice metódy najmenších štvorcov:

)=Xm ■ Y, odkiaľ:<0 = [хт X ХтУ,

kde 0 je matica odhadov neznámych parametrov modelu; X - matica koeficientov; X - transponovaná matica koeficientov; Y je vektor výsledkov pozorovania.

Na výpočet parametrov závislostí Y=Dxx x2, x3, x4 boli použité vzorce uvedené pre plány typu N.

V modeloch na hladine významnosti a=0,05 bola významnosť regresných koeficientov kontrolovaná pomocou Studentovho t-testu. Vylúčením nevýznamných koeficientov bola určená výsledná podoba matematických modelov.

Analýza fyzikálnych a mechanických vlastností kompozitných stavebných materiálov.

Najväčší praktický záujem sú o závislosti pevnosti v tlaku, nasiakavosti a mrazuvzdornosti kompozitných stavebných materiálov s týmito fixnými faktormi: pomer W/C - 0,6 (x2 = 1) a množstvo plniva vo vzťahu k spojivu - 3: 1 (x3 = -1). Modely skúmaných závislostí majú tvar: pevnosť v tlaku

y1 \u003d 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 absorpcia vody

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 mrazuvzdornosť

y6 \u003d 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

Na interpretáciu získaných matematických modelov boli skonštruované grafické závislosti cieľových funkcií na dvoch faktoroch s pevnými hodnotami ostatných dvoch faktorov.

"2L-40 PL-M

Obrázok - 1 izočiary pevnosti v tlaku kompozitného stavebného materiálu, kgf / cm2, v závislosti od podielu OFS (X1) v kamenive a množstva superplastifikátora (x4).

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

Obrázok - 2 Izoliary nasiakavosti kompozitného stavebného materiálu, % hmotnosti, v závislosti od podielu OFS (x\) v kamenive a množstva superplastifikátora (x4).

□ZMO ■ZO-E5

□ 1EU5 ■ EH) B 0-5

Obrázok - 3 Izolínie mrazuvzdornosti kompozitného stavebného materiálu, cykly v závislosti od podielu OFS (xx) v kamenive a množstva superplastifikátora (x4).

Analýza povrchov ukázala, že pri zmene obsahu OFS v plnive z 0 na 100 % priemerný nárast pevnosti materiálov o 45 %, pokles nasiakavosti o 67 % a zvýšenie mrazuvzdornosti. 2 krát. Keď sa množstvo superplastifikátora C-3 zmení z 0 na 3 (% hmotn.), pozoruje sa zvýšenie pevnosti v priemere o 12 %; absorpcia vody podľa hmotnosti sa pohybuje od 10,38 % do 16,46 %; s plnivom pozostávajúcim zo 100% OFS sa mrazuvzdornosť zvyšuje o 30%, ale s plnivom, ktoré pozostáva zo 100% kremenného piesku, mrazuvzdornosť klesá o 35%.

Praktická implementácia výsledkov experimentov.

Analýzou získaných matematických modelov je možné identifikovať nielen zloženie materiálov so zvýšenými pevnostnými charakteristikami (tabuľka 2), ale aj určiť zloženie kompozitných materiálov s vopred určenými fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami s poklesom podielu spojiva v zloženie (tabuľka 3).

Po analýze fyzikálnych a mechanických vlastností hlavných stavebných produktov sa ukázalo, že formulácie získaných kompozícií kompozitných materiálov s použitím odpadu zo zlievarenského priemyslu sú vhodné na výrobu stenových tvárnic. Tieto požiadavky zodpovedajú zloženiam kompozitných materiálov, ktoré sú uvedené v tabuľke 4.

Х1 (zloženie kameniva, %) х2 (W/C) Х3 (kamenivo/spojivo) х4 (super plastifikátor, %)

OFS piesok

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

Tabuľka 3 - Materiály s vopred určenými fyzikálnymi a mechanickými _charakteristikami_

X! (zloženie kameniva, %) х2 (W/C) х3 (kamenivo/spojivo) х4 (superplastifikátor, %) Lf, kgf/cm2

OFS piesok

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

Tabuľka 4 Fyzikálne a mechanické vlastnosti stavebného kompozitu

materiály využívajúce odpad zo zlievarenského priemyslu

х1 (zloženie kameniva, %) х2 (W/C) х3 (kamenivo/spojivo) х4 (super plastifikátor, %) w, % P, g/cm3 Mrazuvzdornosť, cykly

OFS piesok

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

Tabuľka 5 - Technické a ekonomické charakteristiky stenových tvárnic

Stavebné výrobky Technické požiadavky na stenové bloky v súlade s GOST 19010-82 Cena, rub/kus

Pevnosť v tlaku, kgf / cm2 Koeficient tepelnej vodivosti, X, W / m 0 С Priemerná hustota, kg / m3 Nasiakavosť, % hmotnosti Mrazuvzdornosť, stupeň

100 podľa údajov výrobcu >1300 podľa údajov výrobcu podľa údajov výrobcu

Pieskovo-betónový blok Tam-bovBusinessStroy LLC 100 0,76 1840 4,3 I00 35

Blok 1 s použitím OFS 100 0,627 1520 4,45 B200 25

Blok 2 s použitím OFS 110 0,829 1500 2,8 B200 27

VESTNÍK 3/2011

Bol navrhnutý spôsob na začlenenie umelého odpadu namiesto prírodných surovín do výroby kompozitných stavebných materiálov;

Hlavné fyzikálne a mechanické vlastnosti kompozitných stavebných materiálov boli študované pomocou zlievarenského odpadu;

Boli vyvinuté kompozície kompozitných stavebných produktov rovnakej pevnosti so zníženou spotrebou cementu o 20 %;

Stanovilo sa zloženie zmesí na výrobu stavebných výrobkov, napríklad stenových blokov.

Literatúra

1. GOST 10060.0-95 Betón. Metódy stanovenia mrazuvzdornosti.

2. GOST 10180-90 Betón. Metódy stanovenia pevnosti kontrolných vzoriek.

3. GOST 12730.3-78 Betón. Metóda stanovenia absorpcie vody.

4. Zazhigaev L.S., Kishyan A.A., Romanikov Yu.I. Metódy plánovania a spracovania výsledkov fyzikálneho experimentu - M.: Atomizdat, 1978. - 232 s.

5. Krasovský G.I., Filaretov G.F. Plánovanie experimentu - Mn.: Vydavateľstvo BSU, 1982. -302 s.

6. Malkova M.Yu., Ivanov A.S. Ekologické problémy zlievarenských skládok // Vestnik mashinostroeniya. 2005. Číslo 12. S.21-23.

1. GOST 10060.0-95 Špecifické. Metódy definície mrazuvzdornosti.

2. GOST 10180-90 Špecifické. Definícia trvanlivosti metód na kontrolných vzorkách.

3. GOST 12730.3-78 Špecifické. Metóda definície absorpcie vody.

4. Zajigaev L.S., Kishjan A.A., Romanikov JU.I. Spôsob plánovania a spracovania výsledkov fyzikálneho experimentu. - Mn: Atomizdat, 1978. - 232 s.

5. Krasovský G.I., Filaretov G.F. plánovanie experimentu. - Mn.: Vydavateľstvo BGU, 1982. - 302

6. Malková M.Ju., Ivanov A.S. Environmentálny problém plachiet zlievarenskej výroby//strojársky bulletin. 2005. Číslo 12. str.21-23.

Kľúčové slová: ekológia v stavebníctve, úspora zdrojov, použitý formovací piesok, kompozitné stavebné materiály, vopred určené fyzikálne a mechanické vlastnosti, metóda plánovania experimentu, funkcia odozvy, stavebné bloky.

Kľúčové slová: a bionómia v stavebníctve, šetrenie zdrojov, splnená formovacia prímes, kompozitné stavebné materiály, vopred stanovené fyzikálno-mechanické vlastnosti, metóda plánovania experimentu, funkcia odozvy, stavebné bloky.