Możliwości regeneracji zużytych spoiw na przykładzie mas formierskich ze szkłem wodnym utwardzonych suszeniem klasycznym

• Autorzy: Stachowicz M.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2015.06

Warianty tytułu

EN

Possibilities of waste binder reclamation using the example of moulding sands with water glass hardened by the conventional drying process

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wstępnych nad możliwością zastosowania innowacyjnych zabiegów aktywacji spoiw nieorganicznych w trakcie procesu regeneracji zużytych, utwardzanych w procesie suszenia klasycznego mas formierskich ze szkłem wodnym. Przeznaczoną do badań masę, sporządzoną z piasku kwarcowego i wybranego szkła wodnego sodowego gatunku 145, poddawano następującym etapom przerobu: mieszanie składników, zagęszczanie, suszenie w temperaturze 100°C w celu utwardzenia, studzenie, obciążanie termiczne formy do temperatury 800°C, studzenie do temperatury otoczenia, wybijanie formy, regeneracja mechaniczna sucha i mokra w celu przywrócenia właściwości wiążących masie. Do badań wytypowano kilka sposobów przerobu zużytej masy, w których zastosowano między innymi: zjawiska powierzchniowe towarzyszące regeneracji mechanicznej połączonej z odpylaniem odseparowanego od ziaren osnowy kwarcowej przereagowanego termicznie spoiwa. Wykonano również badania nad możliwością stosowania elementów regeneracji mokrej w celu rehydratacji przereagowanego termicznie spoiwa. Dla określenia skuteczności proponowanych sposobów aktywacji, po ich przeprowadzeniu mierzono wybrane parametry wytrzymałościowe. W trakcie badań ujawniono wpływ, między innymi: zastosowanych urządzeń aktywujących i odpylania w trakcie regeneracji wstępnej masy. Stwierdzono, że istnieje możliwość częściowego przywrócenia zdolności do wiązania spoiwa w zużytej, w odpowiedni sposób przerobionej masie formierskiej zawierającej szkło wodne, pod warunkiem stosowania fizycznych metod jej utwardzania. Wyniki przeprowadzonych badań, w tym także obserwacji powierzchni ziaren osnowy w regenerowanej masie, umożliwiają wytypowanie najkorzystniejszych zabiegów przerobu zużytych mas formierskich do stosowania w innowacyjnym procesie cyklicznego ich odświeżania. Wyniki badań przybliżają możliwość stosowania ekologicznej, innowacyjnej metody odświeżania mas formierskich z nieorganicznymi spoiwami utwardzanymi metodami fizycznymi, tak aby pełniły one rolę alternatywnej technologii dla tradycyjnych mas obiegowych.

EN

The article presents the results of preliminary studies on the possible application of innovative activation treatments of inorganic binders during the reclamation of waste water glass moulding sands hardened by conventional drying. The test moulding mixture based on silica sand and selected sodium water glass in grade 145 was subjected to the following processing steps: mixing of components, compaction, drying at 100°C for hardening, cooling, thermal loading of mould up to a temperature of 800°C, cooling to ambient temperature, knocking out, and dry or wet mechanical reclamation to restore the sand mixture binding properties. Several waste sand processing techniques were chosen; they use, among other things, various surface phenomena usually accompanying the mechanical reclamation combined with dedusting of the thermally reacted binder separated from the base silica sand grains. Studies also covered possible use of some elements of the wet reclamation process to rehydrate the thermally reacted binder. To check the effectiveness of the proposed methods of activation, after their implementation, selected strength parameters were measured. Studies disclosed, moreover, the importance of the type of device used for the activation and dust removal during the preliminary reclamation of moulding sand. The possibility of restoring partially the binder ability to bond the waste and properly processed moulding sand containing sodium silicate has been confirmed, providing physical methods which are applied for its hardening. The results of conducted tests, including examination of the surface of sand grains in the reclaimed mixture, allowed selecting the best method that can be used for the waste moulding sand treatment in an innovative process of the periodical sand rebonding. The results of tests highlight the possibility to use an eco-innovative method of rebonding the moulding sands with inorganic binders hardened by physical means and make them an alternative technology for the traditional system sands.

Słowa kluczowe

PL

masa formierska; szkło wodne; suszenie; utwardzanie; regeneracja

EN

moulding sand; water glass; drying; hardening; reclamation

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 55, nr 2
• Strony: 29--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stachowicz M.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Odlewnictwa, Tworzyw Sztucznych i Automatyki, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• 1. Grabowska, B. et al. (2013). New BioCo binders containing biopolymers for foundry industry. Metalurgija, 52(1), 47−50.
• 2. Major-Gabryś, K. (2015). Biodegradable materials as foundry moulding sands binders. Metalurgija, 54(3), 591−593.
• 3. Jelinek, P. (2005). The development of inorganic binders for dehydratation microwave curing. VIII Foundry Conference Technical 2005, Nowa Sól 12−13.05.2005, 5−13 (in Polish).
• 4. Jina, W. et al. (2009). Properties of sodium silicate sand hardened by microwave heating. China Foundry, 6(3), 191−196.
• 5. Dańko, R. (2010). Investigations of reclamation ability of used moulding sand with water glass binder and used sand with CO2 hardened alkaline resin. Arch. Foundry Eng., 10(spec. is. 2), 33−38.
• 6. Dańko, J. et al. (2007). Processes and equipment for reclamation of matrix of waste molding sands. Kraków: Scientific Publishing House Akapit (in Polish).
• 7. Izdebska-Szanda, I. (2008). The study of correlation between the type and amount of modifier and high-temperature transformation sand residual strength of the masses with the modified sodium silicate. Prace Instytutu Odlewnictwa / Transactions of the Foundry Research Institute, 48(1), 47−62, DOI: 10.7356/iod.2008.5 (in Polish).
• 8. Izdebska-Szanda, I. et al. (2013). Reclamability of moulding sands with new inorganic binders for non-ferrous castings. Prace Instytutu Odlewnictwa / Transactions of the Foundry Research Institute, 53(4), 3−16, DOI: 10.7356/iod.2013.18.
• 9. Dobosz, S. M. et al. (2008). The mechanism of improving the knock-out properties of moulding sands with water glass. Arch. Foundry Eng., 8(1), 37−42.
• 10. Stachowicz, M. et al. (2011). Application of microwaves for innovative hardening of environment-friendly water-glass moulding sands used in manufacture of cast-steel castings. Arch. Civil Mechanical Eng., 11(1), 209−219.
• 11. Stachowicz, M. et al. (2012). Pomiar wytrzymałości na zginanie jako metoda oceny jakości spoiwa na przykładzie mas ze szkłem wodnym. Arch. Foundry Eng., 12(spec. is. 1), 175−178 (in Polish).
• 12. Stachowicz, M. et al. (2011). Influence of water-glass grade and quantity on residual strength of microwave-hardened moulding sands. Part. 2. Arch. Foundry Eng., 11(2), 143−148.
• 13. Lewandowski, J. L. (1997). Tworzywa na formy odlewnicze. Kraków: Scientific Publishing House Akapit (in Polish).
• 14. Chudzikiewicz, R. (1971). Odlewanie w formach samoutwardzalnych. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (in Polish).
• 15. Sakwa, W., Wachelko, T. (1981). Materials for casting molds and cores. Katowice: Wydawnictwo „Śląsk” (in Polish).
• 16. Baliński, A. (2002). Residual strength of molding a hydrated sodium silicate curing ethylene glycol diacetate in the light of the phase transition temperature and the resulting silica gel. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 22(1), 11−22.