25. Механическая активация огнеупорных наполнителей.

Процесс активации определяемся как изменение энергетического состояния, физического строения и хими­ческих свойств минеральных веществ под действием механи­ческих сил при обработке в энергонапряженных мельницах.

Механоактивированные вещества характеризуются термодинамической неустойчивостью, меняются их термодинамичес­кие потенциалы (свободная энергия, энтальпия, энтропия) вследствие структурных преобразований.

При обработке материалов в энергонапряженных мельницах-активаторах одновременно протекают такие процессы как измельчение, образование вторичных частиц, пластическое течение кристаллов, образование дефектов и пр. Интенсивность тех или иных процессов зависит от типа активатора и режимов активации материалов.

В реальных зерновых и порошковых материалах, исполь­зуемых в различиных отраслях промышленности, кристалли­ческая структура всегда в какой-то степени дефектна в результате полиморфных превращений, предыдущей механичес­кой обработки (дробления, флотоочистки и др.), термической деформации, примесных включений, адсорбции и десорб­ции, рекристаллизации и других процессов.

На каком этапе проводить процесс механоактивации оп­ределяют, исходя из технологических задач для каждого конкретного материала активировать или дезактивировать, управляя дефектами кристаллической структуры; сохранять зерновое состояние или добиваться максимальной дисперс­ности без изменения химического состава или добиваться качественно нового состояния вещества, управляя химичес­кими реакциями разложения, синтеза и т.д.

26. Целесообразность и эффективность регенерации смесей различного типа.

Применение регенерации песков из отработанных смесей позволяет сократить расход свежих песков, экономить природные ресурсы, сократить затраты на транспорт, способствует созданию малоотходных производств к защите окружающей среды. Единых требований к качеству регенерированных песков не существует, но каждое предприятие стремится, чтобы требования, предъявляемые к регенерированным пескам, были на уровне требований, предъявляемых к свежим пескам данного предприятия. Методы регенерации песков разделяются на механические, пневматические, гидравлические, термические и комбинированные. Выбор метода регенерации определяется составом отработанной смеси и назначением регенерированного песка. Основным методом регенерации песка из отработанных сырых песчано-глинистых формовочных смесей, широко применяемых за рубежом, является метод пневматической регенерации. Он основан на разгоне сжатым воздухом потока леска по вертикальной трубе с последующим ударом о неподвижную криволинейную поверхность. Песчинки ударяются друг о друга, трутся и очищаются от пленок неактивного бентонита, углеродистых веществ и специальных добавок. Механический метод регенерации песков заключается в дроблении отработанной смеси путем механических ударов и последующим ее обеспыливании. Метод является простым и экономичным, но регенерированный песок характеризуется низким качеством. Поэтому часто механический метод комбинируется с другими методами регенерации, например механико-пневматическая, механико-термическая и др. Сущность термического метода регенерации заключается в окислительном обжиге отработанной смеси при температуре 700-900°С, Отработанная смесь подается в многопудовую обжиговую печь Затем материал охлаждается и классифицируется. Метод гидравлической регенерации заключается в перетирании песка в водной среде при одновременном растворении части примесей в воде и последующее классификации песка по крупности. Кроме перечисленных, применяют и такие комбинированные методы, как гидротермическая, термогидравлическая, термомеханическая, механо-термическая, термопневматическая регенерация. Рекомендации для практического выбора метода регенерации: 1.При изготовлении в сырых формах крупных чугунных и особенно стальных отливок увеличивается прогрев смеси и, как следствие, требуемый процент освежения возрастает: расход свежих песков на освежение формовочной смеси составляет 12-15%. В этом случае автономную оборотную систему смесеприготовления формовочной линии целесообразно оснащать пневматической системой регенерации, что позволяет сократить расход свежих песков на освежение формовочной смеси до 3-6%. 2,В случае изготовления на формовочной линии стержневых отливок типа блока цилиндров двигателей при условии автономной выбивки стержней следует применять простейший технологический процесс механической регенерации, состоящий из магнитной сепарации. грохочения и обеспыливания отработанной стержневой смеси. Это позволяет готовить формовочные смеси полностью на регенерированном песке и экономить до 25% свежего песка от общего объема песка, используемого на линии Может оказаться целесообразным оставшееся количество отработанной смеси подвергнуть пневматической или термической регенераций. Полученные регенерированные пески заменяют свежие пески в стержневых смесях. При пневматическом методе экономия свежих песков составляет 10-50%, а при термическом методе до 70% от общего объема песка. 3. Для линии оболочковой формовки целесообразно применять автономные системы термической регенерации. Это позволяет помимо экономии свежего кварцевого песка экономить до 10% фенольной смолы и повысить точность отливок за счет меньшего термического расширения регенерированного песка по сравнению со свежим. 4.В общем случае избытки формовой но-стержневой смеси, выводимые из автономных систем смесеприготовления формовочных линий, отработанная стержневая смесь, образующаяся на участках выбивки стержней из отливок, а также стержневой брак должны собираться вместе и подаваться на централизованный регенерационный комплекс завода. Целесообразно выносить централизованным регенерационный комплекс за пределы литейного цеха, размещая его на промышленной площадке завода. В основе технологического процесса для централизованного регенерационного комплекса может быть использован гидравлический, гидротермический, термогидравлический, термомеханический или термопневматический методы регенерации. Применение этих методов позволяет получать регенерированные пески, являющиеся заменителем свежих песков в формовочных и стержневых смесях. Максимально возможная экономия свежих песков может достигнуть 70%. Однако однозначного технического решения по выбору технологического процесса регенерации в настоящее время не существует, и для определения оптимального варианта в каждом конкретном случае требуется выполнить сравнительный технико-экономический анализ различных методов 5.В случае, когда большая часть стержней изготовляется оболочковыми, может оказаться целесообразным применение термомеханического или термопневматического метода регенерации. Это позволяет экономить 40-70% свежих песков, используемых в производстве. 6. Высокое качество регенерированных песков может быть достигнуто применением гидротермического и (или) термогидравлического методов регенерации, являющихся наиболее дорогостоящими. При использовании этих методов может быть достигнута максимальная экономия свежих природных огнеупорных материалов (70 %) 7.Альтернативой различным методам регенерации песков из общего отвала, включающим в технологический процесс дорогостоящую операцию высокотемпературного обжига смеси при температуре 700-900 С. имеется метол гидравлической регенерации. 8 Гидравлический метод регенерации песков отвальных смесей хороша сочетаете» с гидравлическим методом обогащения свежих песков Это позволяет при необходимости создавать мощные единые обогатительно-регенерационные комплексы, которые могут располагаться на промышленной площадке крупного литейного предприятия, карьера формовочных песков или обогатительной фабрики.