The results of investigations of the reclamation of spent inorganic moulding sands from the warm-box technology are presented in the paper. The reclamation was performed in the prototype vibratory reclaimer: REGMAS. Water-glass with some organic additions influencing its knocking out properties was the binder of this spent sand. The following indices were applied for the reclaimability assessment: ignition loss, Na2O content, dusts amounts generated in the reclamation process, pH value of the reclaim as well as strength of moulding sands prepared with the reclaimed material, with the fresh sand and with the mixture: fresh sand-reclaim.
World production of castings, which in 2011 reached almost 100 million ton [1] is accompanied by large quantities of production wastes, mainly used moulding and core sands. Production of 1 ton of casting from ferrous alloys generates circa 1 ton of waste [4], which due to containing certain amounts of harmful and dangerous compounds [3,6,10] should undergo a reclamation – at least of the main component, which means a moulding sand. One of the barriers blocking more efficient implementation of reclamation techniques is still a lack of elaborate investigations providing scientific data for the selection of the best available technique (BAT) – in accordance with the Directives of the EU [7].
PL
Światowa produkcja odlewów, która w roku 2011 osiągnęła poziom prawie 100 mln ton, jest przyczyną powstawania dużej ilości odpadów, głównie zużytych mas formierskich i rdzeniowych. Szacuje się, że produkcja 1 tony odlewów ze stopów żelaza powoduje powstanie około 1 tony odpadów [4], które ze względu na zawartość w nich substancji niebezpiecznych [3,6,10], powinny podlegać procesowi regeneracji - szczególnie dotyczy to zużytych mas formierskich i rdzeniowych. Jedną z przyczyn ograniczonego wprowadzania procesów regeneracji do praktyki odlewniczej jest niepełna wiedza dotycząca tego procesu, umożliwiająca dobór najlepszych dostępnych technik (NDT) jego realizacji, zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej [7].
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono główne założenia teoretyczne i rozwinięcie energetycznego modelu procesu mechanicznej regeneracji suchej zużytych mas formierskich. Podstawą do opracowania teoretycznego modelu oddziaływań krusząco-ściernych w procesie regeneracji mechanicznej zużytych mas formierskich jest deterministyczna hipoteza Rittingera kruszenia materiałów mineralnych o właściwościach zbliżonych do kwarcowej osnowy piaskowej. Wykazano, że rutynowe w odlewnictwie badania granulometryczne osnowy, prowadzone w trakcie analizy sitowej, mogą być wykorzystane do określenia pracy potrzebnej do uwolnienia ziaren osnowy z otoczek materiału wiążącego. Badania powierzchni właściwej osnowy i jej zmiany w trakcie obróbki ścierno-kruszącej masy wnoszą cenne informacje, na podstawie których można opracować kryteria przydatne do oceny, prognozowania i optymalizacji obróbki regeneracyjnej osnowy odzyskanej ze zużytych mas formierskich i rdzeniowych.
EN
The paper, especially dealt with general assumptions of scientific and development research concerning the reclamation of used foundry sands. The backgrounds for elaboration of theoretical model of the crushing-attrition effects appearing in dry mechanical reclamation process was the deterministic Rittinger's hypothesis of crushing mineral materials characterised by properties close to the ones of the quartz sand grains. It was shown, that routine grain size analysis of sand grains performed during the sieve analysis provide valuable information useful for the determination of energy consumption needed for liberation of sand grains from the envelope of used bonding material. Current measuring of grains specific surface and its change during reclamation treatment enables to work out criteria of assessing, forecasting and optimisation of the reclamation treatment of used foundry sands and core sands.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono model teoretyczny procesu regeneracji mechanicznej suchej zużytych mas formierskich oparty na hipotezie deterministycznej procesu kruszenia materiału podanej przez Rittingera i z wykorzystaniem danych z analizy sitowej. Podobieństwo fizyczne procesu uwalniania ziaren osnowy z otoczki materiału wiążącego do procesów kruszenia oraz szeroko stosowana w odlewnictwie analiza sitowa składu ziarnowego do oceny jakości regeneratu pod względem granulometrycznym są głównym argumentem przemawiającym za zastosowaniem zmodyfikowanej hipotezy Rittingera do modelowania procesów odzysku osnowy z zużytych mas formierskich.
EN
The article presents theoretical model of dry mechanical reclamation of used foundry sand process based on Rittinger deterministic hypothesis of material crushing and on the basis of sieve analysis data. Physical similarity existing between the sand grains liberation process from the residual cover of used bond material and the crushing processes combined with widely applied sieve analysis in foundry engineering for assessment of sand size dimensions are the main arguments confirmed correct implementation of Rittinger hypothesis to modelling process of mechanical recovery of silica grains by means of reclamation of used moulding sands.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono założenia i rozwinięcie energetycznego modelu procesu regeneracji mechanicznej suchej zużytych mas formierskich. Teoretyczny model procesu został opracowany w oparciu o deterministyczną hipotezę Rittingera kruszenia materiałów mineralnych o właściwościach zbliżonych do kwarcowej osnowy piaskowej. Wykazano, że rutynowe badania granulometryczne osnowy, realizowane w trakcie analizy sitowej, wnoszą cenne informacje, na podstawie których można opracować kryteria przydatne do oceny, prognozowania i optymalizacji obróbki regeneracyjnej osnowy odzyskanej z zużytych mas formierskich oraz rdzeniowych.
EN
The assumptions of Rittinger’s energy model and its development allowing for its application in the theoretic description of dry reclamatiom process of used moulding sands has been presented. The background to the author’s own model was Rittinger’s deterministic hypothesis regarding the crushing processes associated with grinding of mineral materials of the similar qualities to quartz sand basis applied in foundry practice. It was proved that sand grains testing during standard sieve analysis would bring in valuable information allowing to determinate the criteria useful for assessment, foresight and optimisation of reclamation treatment of silica sand base recovered from the used foundry sands.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania regeneracji termicznej prowadzonej w regeneratorze fluidyzacyjnym z impulsowym mieszaniem złoża regenerowanego. Wykazano, że z punktu widzenia efektów technologicznych prowadzonego procesu oraz jego ekonomiki zastąpienie istniejących systemów fluidyzacyjnego wypalania zużytych organicznych komponentów spoiwa sposobami, w których jest stosowana mieszanka powietrzno-tlenowa jako czynnik fluidyzujący dostarczany impulsowo jest korzystne zarówno dla jakości regeneratu i dla ekonomicznej efektywności procesu.
EN
Research of reclamation treatment of used foundry sand carried out in a thermal, fluidized bed unit with impulse mixing of reclaimed material has been presented in the paper. It was evidenced, that taking into account both the economy and effectiveness of technological process the replacement of existing fluidizing bed and calcination units by the solutions in which an air-oxygen mixture is introduced would result with a better reclaim quality and the process effectivity.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono zalecenia dotyczące doboru efektywnych procesów regeneracji oraz gospodarki masami formierskimi w aspekcie Najlepszych Dostępnych Technik (NDT-BAT). Omówiono optymalne sposoby realizacji regeneracji oraz ich elementarne procesy dostosowane do systemu mas jednolitych oraz mas mieszanych. Sformułowano warunki gospodarowania masami formierskimi pozwalające na rozdzielenie poszczególnych strumieni masy zużytej traktowanej oddzielnie w zależności od stopnia jej przepalenia co umożliwia stworzenie systemu mas quasi jednolitych, sprzyjających zastosowaniu uproszczonych sposobów regeneracji i oceny jakości regeneratu.
EN
The article presents recommendations concerning the choice of effective reclamation processes and used foundry sands management in the aspect of the best available techniques (BAT). The optimal reclamation techniques adopted for various used sands are described as well as elementary reclamation processes occurring in mono and mixed sand systems. The conditions of used sands management allowing to create the quasi homogeneity sand systems favoring the use of simple reclamation system and appreciation of reclaim quality are suggested.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu stopnia przepalenia zużytej masy należącej do grupy sypkich mas samoutwardzalnych na jej regenerowalność. Próby przeprowadzono dla masy z żywicą alkidową LT72. Masa pochodziła z jednej z odlewni krajowych. Była odpowiednio wyselekcjonowana w celu uzyskania prób o różnym stopniu przepalenia. Efekty regeneracji oraz wpływ niektórych parametrów obróbki regeneracyjnej na jakość zregenerowanej osnowy oceniano na podstawie wartości wybranych parametrów, zapewniających uzyskanie wymaganych właściwości technologicznych masy sporządzanej na osnowie regeneratu.
EN
In the present study attention was focussed on an assessment of the reclamability of the sand used in the technology of loose self-setting mixtures. The trials of reclaimabity were made on the sand mixtures made with used sand bonded with LT72 alkyd resin which is regarded as a sand of low reelaimability if only mechanical processes are involved. The effect of the reclamation process and of the intensity of some of its factors on the reclaimed sand grains quality, was evaluated by means of the selected parameters, allowing to obtain the required technological properties of sand mixtures made with the reclaimed sand.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono ocenę regenerowalności mas należących do grupy sypkich mas samoutwardzalnych. Próby przeprowadzono dla mas z następującymi rodzajami spoiwa: żywica mocznikowo-furanowa Kaltharz U 404 U z aktywatorem 500 T1 oraz żywica Askuran F 339 z utwardzaczem Härter GS II. Efekty procesu regeneracji oraz wpływ intensywności niektórych parametrów obróbki regeneracyjnej na jakość zregenerowanej osnowy oceniano na podstawie wartości wybranych parametrów, pozwalających na uzyskanie wymaganych właściwości technologicznych masy sporządzanej na osnowie regeneratu.
EN
This article relates the studies conducted at the AGH University of Science & Technology partially in the frame of project Nr 11.11.170.169, on the process of reclamation of the used self-setting sands, re-used next in production of cores (core sand-to-core sand reclamation). In the present study attention was focussed on an assessment of the reclaimability of the sand used in the technology of loose self-setting mixtures. The effect of the reclamation process and of the intensity of some of its factors on the reclaimed sand grains quality, was evaluated by means of the selected parameters, allowing to obtain the required technological properties of sand mixtures made with the reclaimed sand. The trials of reclaimability were made on the sand mixtures made with urea-furan, Kaltharz U 404 U type resin with an acid 500 T1 activator, and with Askuran F 339 resin.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawione w artykule badania regeneracji zmierzają do zastosowania wybranych procesów fizycznych w celu opracowania bardziej efektywnych sposobów uwalniania ziarn osnowy z otoczek zużytego materiału wiążącego, zwłaszcza w zastosowaniu do regeneracji trudno regenerujących się zużytych mas, do których można zaliczyć masę ze szkłem wodnym. W charakterze czynnika intensyfikującego proces regeneracji mechanicznej zastosowano chłodzenie masy za pomocą ciekłego azotu wprowadzonego do urządzenia regenerującego.
EN
The investigations presented in this work aimed on the application of a chosen physical process in reclamation treatment of used sands. which could make it possible to elaborate more effective methods of releasing the sand grains in the used moulding composition from the coating of binding material. The sand grain liberation is regarded as the decisive operation for the effectiveness or the reclamation used sodium silica sands being the waste with poor reclaimability. For increasing the kinetics of sand grains liberation caused by means of mechanical reclamation treatment the intense cooling of sand was adopted realised by the liquid nitrogen addition into an experimental reclaimer.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wybór odpowiedniej metody regeneracji zużytej masy formierskiej lub rdzeniowej coraz częściej jest determinowany przez czynniki ekonomiczne [1]. W artykule przedstawiono wyniki prac zmierzających do określenia energochłonności różnego typu regeneracji wybranych, zużytych mas formierskich. Badania objęły określenie energochłonności regeneracji mechanicznej, termicznej oraz kriogenicznej przeprowadzanych na istniejących stanowiskach doświadczalnych, w powiązaniu z uzyskaniem założonego efektu technologicznego. Zrealizowane badania stanowią jeden z elementów istotnych do określenia energetycznych wskaźników efektywności regeneracji danego typu.
EN
The choice of proper method of reclaim of used foundry or core sands is very often determined not only by technological but also by economical factors. The article presents the results of investigations aiming at evaluation of energy consumption factor during reclamation of various types used foundry and core sands. Carried out research enabled to determine the energy consumption of mechanical, criogenic and thermal reclamation processes realized in experimental laboratory units. Obtained results allowed to compute the one of the important factors, which is critical for an establishing of energetical indexes of various type reclamation processes.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W ramach okresowego sposobu regeneracji mechanicznej można uzyskać różny efekt uwolnienia ziaren osnowy z otoczek zużytego materiału wiążącego. W masie zużytej zawierającej znaczną ilość frakcji pyłowych wymagany jest określony sposób realizacji regeneracji dla uzyskania jego optymalnych efektów. W pracy przedstawiono badania regeneracji masy zużytej pozwalające na dobór optymalnego sposobu realizacji regeneracji w urządzeniach odśrodkowych dla mas zawierających dużą zawartość pyłów.
EN
The paper shows the possibility to obtain different results depending on the manner of realization of the used foundry sand reclaiming. In used foundry sand with high dust content the determined process course is required to obtain the satisfactory cleaning grain surface. In the article the research directed at defining the optimal way of reclamation process of the used foundry sand with high dust level is presented.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Odpady masy formierskiej mogą być przyczyną wielu zagrożeń dla środowiska. Naturalnym sposobem prowadzącym do zmniejszenia odpadów masy formierskiej jest odzysk z niej osnowy na drodze regeneracji zużytej masy. Zarówno w Polsce, jak i za granicą dla pojedynczych odlewni, budowanie nowoczesnych systemów regeneracji często przekracza ich możliwości finansowe. Z tego względu może być uzasadnione połączenie wysiłków kilku zakładów odlewniczych znajdujących się w pobliżu siebie w celu zbudowania wspólnej instalacji regeneracyjnej dla ich potrzeb. Rozwiązania takie, istniejące w krajach zachodnich (Niemcy, Kanada, USA, Włochy, Francja), noszą nazwę Centralnych Stacji Regeneracji (CSR). W artykule przedstawiono strukturę CSR i jej organizację na przykładzie nowoczesnych rozwiązań zagranicznych.
EN
The waste of used foundry sand appeared to be a hazardous factor influenced environment protection. The natural way leading to minimization of foundry waste is the recovery of silica sand base by means of reclamation process of used sand. The main problem for small foundries in Poland, same as in other countries, are investment cost of reclamation plant, which exceeded their financial capability. This problem is solved in western countries by building Central Reclamation Plant common for many users. The paper presents the structure and management principles of some modern Central Reclamation Plant.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.