Déchets de fonderie. Organigramme du processus de régénération mécanique

Krivitsky V.S.

La source: Fonderie.-1991.-No.12.-P.42

Recyclage fonderie – problème réel production de métaux et utilisation rationnelle des ressources. La fusion produit une grande quantité de déchets (40 à 100 kg par tonne), dont certains sont des scories de fond et des rejets de fond contenant des chlorures, des fluorures et d'autres composés métalliques, qui ne sont actuellement pas utilisés comme matières premières secondaires, mais sont transportés dans des décharges. La teneur en métal de ce type de décharges est de 15 à 45%. Ainsi, des tonnes de métaux précieux sont perdues et doivent être retournées à la production. De plus, la pollution et la salinisation des sols se produisent.

En Russie et à l'étranger, diverses méthodes de traitement des déchets contenant des métaux sont connues, mais seules certaines d'entre elles sont largement utilisées dans l'industrie. La difficulté réside dans l'instabilité des procédés, leur durée et leur faible rendement en métal. Les plus prometteurs sont:
- Fusion de déchets riches en métaux avec un flux protecteur, mélange de la masse résultante pour dispersion en petites gouttes de taille uniforme et uniformément réparties sur le volume de la masse fondue, puis coansellation;
-Dilution des résidus avec flux protecteur et coulage à travers un tamis de masse fondue à une température inférieure à la température de cette masse fondue;
-Désintégration mécanique avec tri des stériles;
-Désintégration humide par dissolution ou flux et séparation des métaux;
-Centrifugation des résidus de fusion liquide. L'expérience a été réalisée dans une entreprise de production de magnésium. Lors de l'élimination des déchets, il est proposé d'utiliser les équipements existants des fonderies.

L'essence de la méthode de désintégration par voie humide est de dissoudre les déchets dans l'eau, pure ou avec des catalyseurs. Dans le mécanisme de traitement, les sels solubles sont transformés en une solution, tandis que les sels et oxydes insolubles perdent leur résistance et s'effritent, la partie métallique du drain de fond est libérée et facilement séparée de la partie non métallique. Ce processus est exothermique, se déroule avec le dégagement d'une grande quantité de chaleur, accompagné d'une ébullition et d'un dégagement de gaz. Le rendement en métal dans des conditions de laboratoire est de 18 à 21,5%. Une méthode plus prometteuse est la fusion des déchets. Pour éliminer les déchets ayant une teneur en métal d'au moins 10%, il faut d'abord enrichir les déchets en magnésium avec séparation partielle de la partie sel. Les déchets sont chargés dans un creuset préparatoire en acier, un flux est ajouté (2 à 4% du poids de la charge) et fondu. Une fois les déchets fondus, la masse fondue liquide est raffinée avec un flux spécial dont la consommation est de 0,5 à 0,7% du poids de la charge. Après décantation, le rendement en métal approprié est de 75 à 80% de sa teneur dans les scories.

Après avoir drainé le métal, il reste un résidu épais, constitué de sels et d'oxydes. La teneur en magnésium métallique ne dépasse pas 3 à 5%. Le but du traitement ultérieur des déchets était d'extraire l'oxyde de magnésium de la partie non métallique en les traitant avec des solutions aqueuses d'acides et d'alcalis. Etant donné que le procédé conduit à la décomposition du conglomérat, après séchage et calcination, de l'oxyde de magnésium contenant jusqu'à 10% d'impuretés peut être obtenu. Une partie de la partie non métallique restante peut être utilisée dans la production de céramiques et de matériaux de construction. Cette technologie expérimentale permet d'utiliser plus de 70% de la masse de déchets précédemment déversés dans les décharges.

En résumant tout ce qui précède, nous pouvons dire que, malgré la longue étude de ce problème, l'utilisation et le traitement des déchets industriels ne se font toujours pas au bon niveau. La gravité du problème, malgré le nombre suffisant de solutions, est déterminée par l'augmentation du niveau de formation et d'accumulation des déchets industriels. Les efforts des pays étrangers visent principalement à prévenir et à minimiser la production de déchets, puis à leur recyclage, usage secondaire et développement méthodes efficaces traitement final, neutralisation et élimination finale, et élimination des seuls déchets non polluants environnement... Toutes ces mesures réduisent sans aucun doute le niveau d'impact négatif des déchets industriels sur la nature, mais ne résolvent pas le problème de leur accumulation progressive dans l'environnement et, par conséquent, le danger croissant que des substances nocives pénètrent dans la biosphère sous l'influence de processus artificiels et naturels.

La fonderie utilise des déchets de sa propre production (ressources en circulation) et des déchets provenant de l'extérieur (ressources en matières premières). Lors de la préparation des déchets, les opérations suivantes sont effectuées: tri, séparation, découpe, conditionnement, déshydratation, dégraissage, séchage et briquetage. Les fours à induction sont utilisés pour refondre les déchets. La technologie de refusion dépend des caractéristiques des déchets - la qualité de l'alliage, la taille des pièces, etc. Attention particulière il faut faire attention à la refusion des puces.

ALLIAGES D'ALUMINIUM ET DE MAGNÉSIUM.

Le plus grand groupe les déchets d'aluminium sont constitués de copeaux. Sa fraction massique dans la quantité totale de déchets atteint 40%. Le premier groupe de déchets d'aluminium comprend les rebuts et les déchets d'aluminium non allié;
dans le deuxième groupe - débris et déchets d'alliages déformables à faible teneur en magnésium [jusqu'à 0,8% (fraction en poids)];
dans le troisième - débris et déchets d'alliages corroyés avec une teneur en magnésium accrue (jusqu'à 1,8%);
dans le quatrième - déchets d'alliages de fonderie à faible teneur en cuivre (jusqu'à 1,5%);
cinquième - alliages de coulée à haute teneur en cuivre;
dans le sixième - alliages déformables avec une teneur en magnésium allant jusqu'à 6,8%;
dans le septième - avec une teneur en magnésium jusqu'à 13%;
dans le huitième - alliages corroyés avec une teneur en zinc allant jusqu'à 7,0%;
neuvième - alliages de coulée contenant jusqu'à 12% de zinc;
dans le dixième - le reste des alliages.
Pour la refusion de gros déchets grumeleux, des fours électriques à creuset à induction et à canal sont utilisés.
Les tailles des pièces de charge pendant la fusion dans les fours à induction à creuset ne doivent pas être inférieures à 8-10 cm, car c'est avec ces tailles de pièces de charge que se produit la libération de puissance maximale, en raison de la profondeur de pénétration du courant. Par conséquent, il n'est pas recommandé d'effectuer une fusion dans de tels fours en utilisant de petites charges et des copeaux, en particulier lors de la fusion avec un remplissage solide. Les gros déchets de leur propre production ont généralement une résistance électrique accrue par rapport aux métaux primaires d'origine, ce qui détermine l'ordre de chargement de la charge et la séquence d'introduction des composants pendant le processus de fusion. Tout d'abord, les gros déchets grumeleux de sa propre production sont chargés, puis (lorsque le bain liquide apparaît) - les composants restants. Lorsque vous travaillez avec une nomenclature d'alliages limitée, la fusion la plus économique et la plus productive avec un bain de liquide de transfert - dans ce cas, il est possible d'utiliser de petites charges et des copeaux.
Dans les fours à canal à induction, les déchets de première qualité sont fondus - pièces défectueuses, lingots, gros produits semi-finis. Les déchets de deuxième qualité (copeaux, éclaboussures) sont pré-refondus dans des creusets à induction ou des fours à combustible avec coulage en lingots. Ces opérations sont effectuées afin d'éviter une prolifération intensive des canaux avec des oxydes et une détérioration du fonctionnement du four. La teneur accrue en silicium, magnésium et fer dans les déchets a un effet particulièrement négatif sur la prolifération des canaux. La consommation d'électricité pour la fusion de la ferraille dense et des déchets est de 600 à 650 kWh / t.
Les copeaux d'alliages d'aluminium sont soit refondus avec une coulée ultérieure en lingots, soit ajoutés directement à la charge lors de la préparation de l'alliage de travail.
Lors du chargement de l'alliage de base, les copeaux sont introduits dans la masse fondue sous forme de briquettes ou en vrac. Le briquetage augmente le rendement en métal de 1,0%, mais l'introduction de copeaux en vrac est plus économique. L'introduction de plus de 5,0% de copeaux dans l'alliage n'est pas pratique.
La refusion des copeaux avec coulée en lingots est réalisée dans des fours à induction avec un "marais" avec une surchauffe minimale de l'alliage au-dessus de la température de liquidus de 30-40 ° C. Pendant tout le processus de fusion, un flux est introduit dans le bain par petites portions, le plus souvent de la composition chimique suivante,% (fraction massique): KCl -47, NaCl-30, NO3AlF6 -23. La consommation de flux est de 2,0 à 2,5% du poids du lot. Lors de la fusion de copeaux oxydés, une grande quantité de laitier sec se forme, le creuset est envahi par la végétation et la puissance active libérée diminue. La croissance de scories d'une épaisseur de 2,0 à 3,0 cm entraîne une diminution de la puissance active de 10,0 à 15,0% La quantité de copeaux pré-refondus utilisée dans la charge peut être plus élevée qu'avec l'ajout direct de copeaux à l'alliage.

ALLIAGES RÉFRACTAIRES.

Pour la refusion des déchets d'alliages réfractaires, des fours à faisceau d'électrons et à arc d'une puissance allant jusqu'à 600 kW sont le plus souvent utilisés. La technologie la plus productive est la refusion continue avec débordement, lorsque la fusion et le raffinage sont séparés de la cristallisation de l'alliage, et le four contient quatre à cinq canons à électrons de différentes puissances, répartis sur un foyer refroidi à l'eau, un moule et un cristalliseur. Lorsque le titane est refondu, le bain liquide est surchauffé de 150 à 200 ° C au-dessus de la température du liquidus; le bec de vidange du moule est chauffé; la forme peut être stationnaire ou en rotation autour de son axe avec une fréquence allant jusqu'à 500 tr / min. La fusion se produit à une pression résiduelle de 1,3 à 10 ~ 2 Pa. Le processus de fusion commence par la fusion du crâne, après quoi des déchets et une électrode consommable sont introduits.
Lors de la fusion dans des fours à arc, des électrodes de deux types sont utilisées: non consommables et consommables. Lors de l'utilisation d'une électrode non consommable, la charge est chargée dans un creuset, le plus souvent en cuivre ou en graphite refroidi à l'eau; du graphite, du tungstène ou d'autres métaux réfractaires sont utilisés comme électrode.
À une puissance donnée, la fusion de divers métaux diffère par la vitesse de fusion et le vide de travail. La fusion est divisée en deux périodes - le chauffage de l'électrode avec le creuset et la fusion proprement dite. La masse du métal coulé est de 15 à 20% inférieure à la masse du métal chargé en raison de la formation d'un crâne. Le gaspillage des principaux composants est de 4,0 à 6,0% (part de mai).

ALLIAGES DE NICKEL, DE CUIVRE ET DE CUIVRE-NICKEL.

Pour obtenir du ferro-nickel, la refusion des matières premières secondaires des alliages de nickel est réalisée dans des fours à arc électrique. Le quartz est utilisé comme fondant en une quantité de 5 à 6% du poids du lot. Au fur et à mesure que la charge fond, la charge se stabilise, par conséquent, il est nécessaire de recharger le four, parfois jusqu'à 10 fois. Les scories résultantes ont une teneur accrue en nickel et autres métaux précieux (tungstène ou molybdène). Par la suite, ces scories sont traitées avec du minerai de nickel oxydé. Le rendement en ferronickel est d'environ 60% de la masse de la charge solide.
Pour le traitement des déchets métalliques à partir d'alliages résistants à la chaleur, une fusion par oxydation-sulfuration ou une extraction par fusion en magnésium est effectuée. Dans ce dernier cas, le magnésium extrait le nickel, pratiquement sans extraire le tungstène, le fer et le molybdène.
Lors du traitement des déchets de cuivre et de ses alliages, les bronzes et le laiton sont le plus souvent obtenus. La fusion des bronzes d'étain est réalisée dans des fours à réverbération; laitons - en induction. La fusion est effectuée dans un bain de transfert dont le volume est de 35 à 45% du volume du four. Lors de la fusion du laiton, les copeaux et le flux sont chargés en premier. Le rendement en métal approprié est de 23 à 25%, le rendement en scories est de 3 à 5% du poids de charge; la consommation électrique varie de 300 à 370 kWh / t.
Lors de la fusion du bronze à l'étain, en premier lieu, une petite charge est également chargée - copeaux, estampages, mailles; en dernier lieu - ferraille volumineuse et déchets en morceaux. La température du métal avant coulée est de 1100-1150 ° C. L'extraction de métal dans les produits finis est de 93 à 94,5%.
Les bronzes sans étain sont fondus dans des fours rotatifs réfléchissants ou à induction. Pour se protéger contre l'oxydation, utilisez du charbon de bois ou de la cryolite, du spath fluor et du carbonate de sodium. La consommation de flux est de 2 à 4% de la masse de la charge.
Tout d'abord, les composants de flux et d'alliage sont chargés dans le four; last but not least - déchets de bronze et de cuivre.
La plupart des impuretés nocives des alliages de cuivre sont éliminées en soufflant dans le bain de l'air, de la vapeur ou en introduisant du tartre de cuivre. Le phosphore et le lithium sont utilisés comme agents désoxydants. La désoxydation au phosphore du laiton n'est pas utilisée en raison de la forte affinité du zinc pour l'oxygène. Le dégazage des alliages de cuivre est réduit à l'élimination de l'hydrogène de la masse fondue; effectuée par soufflage avec des gaz inertes.
Pour la fusion des alliages cuivre-nickel, on utilise des fours à canal à induction avec un revêtement acide. Il n'est pas recommandé d'ajouter des copeaux et autres petits déchets à la charge sans refusion préalable. La tendance de ces alliages à la carburation exclut l'utilisation de charbon de bois et d'autres matériaux contenant du carbone.

ALLIAGES DE ZINC ET DE FUSION LÉGÈRE.

La refusion des déchets d'alliages de zinc (carottes, copeaux, éclaboussures) est réalisée dans des fours à réverbération. Les alliages sont purifiés des impuretés non métalliques par raffinage avec des chlorures, soufflage avec des gaz inertes et filtrage. Lors du raffinage avec des chlorures, 0,1-0,2% (en poids) de chlorure d'ammonium ou 0,3-0,4% (en poids) d'hexachloroéthane sont introduits dans la masse fondue à l'aide d'une cloche à 450-470 ° C; dans le même cas, le raffinage peut être effectué en agitant la masse fondue jusqu'à ce que la séparation des produits de réaction s'arrête. Ensuite, une purification plus profonde de la masse fondue est effectuée par filtration à travers des filtres à grains fins constitués de magnésite, un alliage de fluorures de magnésium et de calcium, et de chlorure de sodium. La température de la couche filtrante est de 500 ° C, sa hauteur de 70 à 100 mm et la granulométrie de 2 à 3 mm.
La refusion des déchets d'étain et d'alliages de plomb est réalisée sous une couche de charbon de bois dans des creusets en fonte de fours à chauffage quelconque. Le métal résultant est raffiné à partir d'impuretés non métalliques avec du chlorure d'ammonium (ajouter 0,1-0,5%) et filtré à travers des filtres granulaires.
La refusion des déchets de cadmium est réalisée dans des creusets en fonte ou en graphite réfractaire sous une couche de charbon de bois. Le magnésium est introduit pour réduire l'oxydabilité et les pertes de cadmium. La couche de charbon de bois est changée plusieurs fois.
Il est nécessaire de respecter les mêmes mesures de sécurité que lors de la fusion des alliages de cadmium.

La fonderie est la principale base d'approvisionnement en génie mécanique. Environ 40% de toutes les ébauches utilisées en génie mécanique sont produites par moulage. Cependant, la fonderie est l'une des moins respectueuses de l'environnement.

La fonderie utilise plus de 100 procédés technologiques, plus de 40 types de liants et plus de 200 revêtements antiadhésifs.

Cela a conduit au fait que dans l'air de la zone de travail, il y a jusqu'à 50 substances nocives réglementées par les normes sanitaires. Lors de la production de 1 tonne de pièces moulées en fonte, les éléments suivants se démarquent:

10..30 kg - poussière;

200..300 kg - monoxyde de carbone;

1..2 kg - oxyde d'azote et soufre;

0.5..1.5 d - phénol, formaldéhyde, cyanures, etc.;

3 m 3 - des eaux usées contaminées peuvent pénétrer dans le bassin d'eau;

0.7..1.2 t - mélanges de déchets dans la décharge.

La majeure partie des déchets de fonderie est constituée de moulages usés et de sables et scories de noyau. L'élimination de cette production de fonderie de déchets est la plus urgente, car plusieurs centaines d'hectares de la surface du globe sont occupés par les mélanges exportés annuellement vers la décharge de la région d'Odessa.

Afin de réduire la pollution des sols par divers déchets industriels, les mesures suivantes sont envisagées dans la pratique de la protection des ressources en terres:

recyclage;

élimination par incinération;

enterrement dans des décharges spéciales;

organisation de décharges améliorées.

Le choix d'une méthode de neutralisation et d'élimination des déchets dépend de leur composition chimique et du degré d'impact sur l'environnement.

Ainsi, les déchets des industries du travail des métaux, de la métallurgie et du charbon contiennent des particules de sable, des roches et des impuretés mécaniques. Par conséquent, les décharges modifient la structure, les propriétés physico-chimiques et la composition mécanique du sol.

Les déchets spécifiés sont utilisés dans la construction de routes, le remblayage des fosses et les carrières élaborées après déshydratation. Dans le même temps, les déchets des usines d'ingénierie et des entreprises chimiques contenant des sels de métaux lourds, des cyanures, des composés organiques et inorganiques toxiques ne sont pas soumis à l'élimination. Ces types de déchets sont collectés dans des bassins de boues, après quoi ils sont remplis, tassés et verdis sur le site d'enfouissement.

Phénol- le composé toxique le plus dangereux trouvé dans les sables de moulage et de noyau. Dans le même temps, des études montrent que la plupart des mélanges contenant du phénol qui ont passé la coulée ne contiennent pratiquement pas de phénol et ne constituent pas une menace pour l'environnement. De plus, le phénol, malgré sa forte toxicité, se décompose rapidement dans le sol. L'analyse spectrale des mélanges usés sur d'autres types de liants a montré l'absence d'éléments hautement dangereux: Hg, Pb, As, F et les métaux lourds. Autrement dit, comme le montrent les calculs des données de recherche, les sables de moulage usés ne constituent pas une menace pour l'environnement et ne nécessitent aucune mesure particulière pour leur élimination. Un facteur négatif est l'existence même de décharges, qui créent un paysage inesthétique, perturbent le paysage. De plus, la poussière emportée des décharges par le vent pollue l'environnement. Cependant, on ne peut pas dire que le problème des décharges n'est pas résolu. Dans la fonderie, il existe un certain nombre d'équipements technologiques qui vous permettent de régénérer les sables de fonderie et de les utiliser à plusieurs reprises dans le cycle de production. Méthodes existantes Les régénérations sont traditionnellement divisées en mécanique, pneumatique, thermique, hydraulique et combinée.

Selon la Commission internationale pour la régénération du sable, en 1980, sur 70 fonderies étudiées en Europe occidentale et au Japon, 45 utilisaient des installations de régénération mécanique.

Dans le même temps, les mélanges de déchets de fonderie sont de bonnes matières premières pour les matériaux de construction: briques, béton silicaté et produits qui en sont issus, mortiers, béton bitumineux pour revêtements routiers, pour le remplissage des voies ferrées.

Les recherches des scientifiques de Sverdlovsk (Russie) ont montré que les déchets de fonderie ont des propriétés uniques: ils peuvent traiter les boues d'épuration (les décharges de fonderie existantes conviennent à cela); protéger des structures en acier de la corrosion du sol. Les spécialistes de l'usine de tracteurs industriels de Cheboksary (Russie) ont utilisé des déchets de régénération ressemblant à de la poussière comme additif (jusqu'à 10%) dans la production de briques de silicate.

De nombreuses décharges de fonderie sont utilisées comme matières premières secondaires dans la fonderie elle-même. Par exemple, le laitier de production d'acier acide et le laitier ferrochrome sont utilisés dans la technologie de formage de barbotine dans le moulage de précision.

Dans un certain nombre de cas, les déchets des industries mécaniques et métallurgiques contiennent une quantité importante de composés chimiques qui peuvent être précieux en tant que matières premières et utilisés en complément de la charge.

Les problèmes envisagés d'amélioration de la situation environnementale dans la production de pièces moulées nous permettent de conclure qu'il est possible de résoudre globalement des problèmes environnementaux très complexes en fonderie.

Écologie de la fonderie / ...

Problèmes environnementaux de fonderie
et les modalités de leur développement

Problèmes environnementaux actuellement au premier plan dans le développement de l'industrie et de la société.

Les procédés technologiques de fabrication de pièces moulées se caractérisent par un grand nombre d'opérations, au cours desquelles des poussières, des aérosols et des gaz sont émis. La poussière, dont le constituant principal dans les fonderies est la silice, est formée lors de la préparation et de la régénération des sables de moulage et de noyau, de la fusion des alliages de coulée dans diverses unités de fusion, du déchargement du métal liquide du four, du traitement hors four et de sa coulée dans des moules, à la section pour le démontage des pièces moulées, dans le processus débourbage et nettoyage de pièces moulées, dans la préparation et le transport de matières premières en vrac.

Dans l'air des fonderies, à l'exception de la poussière, dans grandes quantités il y a des oxydes de carbone, du dioxyde de carbone et des gaz sulfureux, de l'azote et ses oxydes, de l'hydrogène, des aérosols saturés d'oxydes de fer et de manganèse, des vapeurs d'hydrocarbures, etc. ...

L'un des critères de danger est l'évaluation du niveau des odeurs. Sur air atmosphérique représente plus de 70% de tous effets néfastes de la fonderie. /1/

Dans la production de 1 tonne de pièces moulées en acier et en fer, environ 50 kg de poussière, 250 kg d'oxydes de carbone, 1,5 à 2 kg d'oxydes de soufre et d'azote et jusqu'à 1,5 kg d'autres substances nocives (phénol, formaldéhyde, hydrocarbures aromatiques, ammoniac, cyanures ). Jusqu'à 3 mètres cubes d'eaux usées sont acheminés vers le bassin d'eau et jusqu'à 6 tonnes de sable de moulage de déchets sont éliminés dans des décharges.

Des émissions intenses et dangereuses sont générées lors de la fusion des métaux. Emission de polluants composition chimique les poussières et les gaz d'échappement sont différents et dépendent de la composition du stockage du métal et du degré de sa pollution, ainsi que de l'état du revêtement du four, de la technologie de fusion et du choix des vecteurs d'énergie. Émissions particulièrement nocives lors de la fusion des alliages de métaux non ferreux (vapeurs de zinc, cadmium, plomb, béryllium, chlore et chlorures, fluorures hydrosolubles).

L'utilisation de liants organiques dans la fabrication de baguettes et de moules conduit à un dégagement important de gaz toxiques lors du processus de séchage et notamment lors de la coulée du métal. Selon la classe du liant, des substances nocives telles que l'ammoniac, l'acétone, l'acroléine, le phénol, le formaldéhyde, le furfural, etc. peuvent être émises dans l'atmosphère de l'atelier. Lors de la fabrication de moules et de tiges avec séchage à chaud et dans des outillages chauffés, contamination environnement aérien les composants toxiques sont possibles à toutes les étapes du processus technologique: lors de la fabrication des mélanges, le durcissement des tiges et des moules, et le refroidissement des tiges après leur retrait de l'outillage. / 2 /

Considérez l'effet toxique sur l'homme des principales émissions nocives de la fonderie:

Monoxyde de carbone (classe de danger - IV) - déplace l'oxygène de l'oxyhémoglobine sanguine, ce qui empêche le transfert d'oxygène des poumons vers les tissus; provoque la suffocation, a un effet toxique sur les cellules, perturbe la respiration des tissus et réduit la consommation d'oxygène des tissus.
Oxydes d'azote (classe de danger - II) - ont effet irritant sur les voies respiratoires et les vaisseaux sanguins.
Formaldéhyde (classe de danger - II) est une substance généralement toxique qui irrite la peau et les muqueuses.
Benzène (classe de danger - II) - a un effet narcotique, en partie convulsif sur le système nerveux; une intoxication chronique peut entraîner la mort.
Phénol (classe de danger - II) - un poison puissant, a un effet toxique général, peut être absorbé par le corps humain par la peau.
Benzopyrène С 2 0Н 12 (classe de danger - IV) - une substance cancérigène qui provoque des mutations génétiques et le cancer. Formé par une combustion incomplète du carburant. Le benzopyrène a une résistance chimique élevée et est très soluble dans l'eau; il se propage des eaux usées sur de longues distances à partir des sources de pollution et s'accumule dans les sédiments de fond, le plancton, les algues et les organismes aquatiques. / 3 /

De toute évidence, dans les conditions de fonderie, un effet cumulatif défavorable d'un facteur complexe se manifeste, dans lequel l'effet nocif de chaque ingrédient individuel (poussière, gaz, température, vibrations, bruit) augmente fortement.

Les déchets solides de fonderie contiennent jusqu'à 90% des sables de moulage et de noyau usés, y compris les moules et les noyaux de rebut; ils contiennent également des déversements et des scories provenant des décanteurs des équipements de dépoussiérage et des unités de régénération des mélanges; scories de fonderie; poussière abrasive et tumbling; matériaux réfractaires et céramiques.

La quantité de phénols dans les mélanges de décharge dépasse la teneur en autres substances toxiques. Les phénols et les formaldéhydes se forment lors de la destruction thermique des sables de moulage et de noyau dont les résines synthétiques sont le liant. Ces substances sont très solubles dans l'eau, ce qui crée le risque qu'elles pénètrent dans les plans d'eau lorsqu'elles sont emportées par les eaux de surface (pluie) ou souterraines.

Les eaux usées proviennent principalement des installations de nettoyage hydraulique et électrohydraulique des pièces moulées, de l'hydro-régénération des mélanges de déchets et des dépoussiéreurs humides. En règle générale, les eaux usées issues de la production linéaire sont simultanément contaminées non pas par une, mais par plusieurs substances nocives. Un autre facteur néfaste est le chauffage de l'eau utilisée pour la fusion et la coulée (moules refroidis à l'eau pour la coulée sous pression, le moulage par injection, la coulée continue d'ébauches profilées, le refroidissement des bobines des fours à creuset à induction).

La pénétration d'eau chaude dans les plans d'eau ouverts entraîne une diminution du niveau d'oxygène dans l'eau, ce qui nuit à la flore et à la faune, et réduit également la capacité d'auto-nettoyage des plans d'eau. Le calcul de la température des eaux usées est effectué en tenant compte des exigences sanitaires afin que la température estivale de l'eau du fleuve à la suite du rejet des eaux usées n'augmente pas de plus de 30 ° C. / 2 /

La variété des évaluations de la situation environnementale à différents stades de production des pièces moulées ne permet pas d'apprécier la situation environnementale de l'ensemble de la fonderie, ainsi que les procédés techniques qui y sont utilisés.

Il est proposé d'introduire un indicateur unique de l'évaluation environnementale de la fabrication des pièces moulées - les émissions de gaz spécifiques du 1er composant aux émissions de gaz spécifiques réduites en termes de dioxyde de carbone (gaz à effet de serre) / 4 /

Les émissions de gaz à différentes étapes sont calculées:

lors de la fusion - multiplier les émissions de gaz spécifiques (en termes de dioxyde) par la masse du métal fondu;
dans la fabrication de moules et noyaux - multiplier les émissions de gaz spécifiques (en termes de dioxyde) par la masse de la tige (moule).

Il est depuis longtemps accepté à l'étranger d'évaluer le respect de l'environnement des procédés de moulage de moules avec du métal et de solidification de la coulée à l'aide de benzène. Il a été constaté que la toxicité conditionnelle basée sur l'équivalent benzène, en tenant compte non seulement du rejet de benzène, mais également de substances telles que CO X, NO X, phénol et formaldéhyde en bâtonnets obtenus par le procédé "Hot-box" est 40% plus élevée que celle de tiges obtenues par le procédé "Cold-box-amin". /cinq/

Le problème de la prévention du rejet des dangers, de leur localisation et de leur neutralisation, de l'élimination des déchets est particulièrement aigu. À ces fins, un complexe est utilisé activités environnementalesimpliquant l'utilisation de:

pour nettoyer de la poussière - extincteurs, dépoussiéreurs humides, dépoussiéreurs électrostatiques, épurateurs (coupole), filtres en tissu (coupole, fours à arc et à induction), collecteurs de pierres concassées (fours électriques à arc et à induction);
pour la postcombustion des gaz de cubilot - récupérateurs, systèmes de purification de gaz, installations d'oxydation du CO à basse température;
pour réduire les émissions de sable de moulage et de noyau nocifs - réduire la consommation de liant, d'additifs oxydants, liants et adsorbants;
pour la désinfection des décharges - installation de décharges, valorisation biologique, recouvrement d'une couche isolante, consolidation du sol, etc.;
pour le traitement des eaux usées - méthodes de nettoyage mécaniques, physico-chimiques et biologiques.

Parmi les derniers développements, l'attention est attirée sur les installations d'absorption et biochimiques créées par des scientifiques biélorusses pour nettoyer l'air de ventilation des matière organique dans les fonderies d'une capacité de 5, 10, 20 et 30 mille mètres cubes / heure / 8 /. En termes d'indicateurs agrégés d'efficacité, de respect de l'environnement, de rentabilité et de fiabilité opérationnelle, ces unités sont nettement supérieures aux unités d'épuration de gaz traditionnelles existantes.

Toutes ces activités sont associées à des coûts importants. Évidemment, il faut d'abord lutter non pas contre les conséquences des dommages causés par les dommages, mais avec les causes de leur survenance. Tel devrait être l'argument principal lors du choix des orientations prioritaires pour le développement de certaines technologies dans l'industrie de la fonderie. De ce point de vue, l'utilisation de l'électricité lors de la fusion du métal est la plus préférable, car les émissions des unités de fusion elles-mêmes sont minimes ... Suite d'article \u003e\u003e

Article: Problèmes écologiques fonderie et modalités de leur développement
Auteur de l'article: Krivitskiy V.S. (ZAO TsNIIM-Invest)

Alluméeproductionsurdstvo, l'une des industries dont les produits sont des pièces moulées obtenues dans des moules de coulée lorsqu'elles sont remplies d'un alliage liquide. En moyenne, environ 40% (en poids) des ébauches pour pièces de machines sont fabriquées par des méthodes de moulage, et dans certaines branches de la construction mécanique, par exemple, dans la construction de machines-outils, la part des produits moulés est de 80%. De toutes les billettes coulées produites, la construction mécanique en consomme environ 70%, l'industrie métallurgique - 20%, la production d'équipements sanitaires - 10%. Les pièces moulées sont utilisées dans les machines de travail des métaux, les moteurs à combustion interne, les compresseurs, les pompes, les moteurs électriques, les turbines à vapeur et hydrauliques, les laminoirs et les industries agricoles. voitures, automobiles, tracteurs, locomotives, wagons. L'utilisation répandue des pièces moulées s'explique par le fait que leur forme se rapproche plus facilement de la configuration des produits finis que la forme des ébauches produites par d'autres méthodes, par exemple le forgeage. Le moulage peut produire des pièces de complexité variable avec de petites tolérances, ce qui réduit la consommation de métal, réduit le coût d'usinage et, finalement, réduit le coût des produits. Des produits de presque n'importe quel poids peuvent être fabriqués par moulage - à partir de plusieurs r jusqu'à des centaines t, avec des murs de dixièmes de fraction mm à plusieurs m. Les principaux alliages à partir desquels les pièces moulées sont fabriquées: fonte grise, malléable et alliée (jusqu'à 75% de toutes les pièces moulées en poids), aciers au carbone et alliés (plus de 20%) et alliages non ferreux (cuivre, aluminium, zinc et magnésium). Le domaine d'application des pièces moulées est en constante expansion.

Déchets de fonderie.

La classification des déchets de production est possible selon divers critères, parmi lesquels les suivants peuvent être considérés comme les principaux:

par industrie - métallurgie ferreuse et non ferreuse, mines de minerai et de charbon, pétrole et gaz, etc.

par composition de phase - solide (poussières, boues, scories), liquide (solutions, émulsions, suspensions), gazeuse (oxydes de carbone, azote, composés soufrés, etc.)

par cycles de production - lors de l'extraction des matières premières (mort-terrain et roches ovales), lors de l'enrichissement (résidus, boues, rejets), en pyrométallurgie (scories, boues, poussières, gaz), en hydrométallurgie (solutions, sédiments, gaz).

Dans une usine métallurgique à cycle fermé (fonte - acier - produits laminés), les déchets solides peuvent être de deux types - poussières et scories. L'épuration des gaz humides est souvent utilisée, alors la boue est un déchet au lieu de la poussière. Les plus précieux pour la métallurgie ferreuse sont les déchets contenant du fer (poussières, boues, tartre), tandis que les scories sont principalement utilisées dans d'autres industries.

Lors du fonctionnement des principales unités métallurgiques, il se forme une plus grande quantité de poussières finement dispersées, constituées d'oxydes de divers éléments. Ces derniers sont captés par des installations de traitement de gaz puis soit alimentés dans un accumulateur de boues, soit envoyés pour un traitement ultérieur (principalement en tant que composant de la charge de frittage).

Exemples de déchets de fonderie:

Sable brûlé de fonderie

Scories d'un four à arc

Déchets de métaux non ferreux et ferreux

Huiles usagées (huiles usagées, graisses)

Le moulage du sable brûlé (terre à mouler) est un déchet de fonderie qui, en termes de propriétés physiques et mécaniques, est proche du limon sableux. Formé à la suite de la méthode de moulage au sable. Se compose principalement de sable de quartz, de bentonite (10%), d'additifs carbonates (jusqu'à 5%).

J'ai choisi ce type de déchets car l'élimination du sable de moulage usé est l'un des enjeux les plus importants en fonderie d'un point de vue environnemental.

Les matériaux de moulage doivent être principalement ignifuges, perméables aux gaz et plastiques.

Le caractère réfractaire d'un matériau de moulage est sa capacité à ne pas fondre et fritter lorsqu'il est en contact avec du métal fondu. Le matériau de moulage le plus accessible et le moins cher est le sable de quartz (SiO2), qui est suffisamment réfractaire pour couler les métaux et alliages les plus réfractaires. Parmi les impuretés accompagnant le SiO2, les alcalis sont particulièrement indésirables, qui, agissant sur SiO2, comme les fondants, forment avec lui des composés à bas point de fusion (silicates) qui collent à la pièce moulée et rendent son nettoyage difficile. Lors de la fusion de la fonte et du bronze, les impuretés nocives, les impuretés nocives dans le sable de quartz ne doivent pas dépasser 5 à 7% et pour l'acier - 1,5 à 2%.

La perméabilité aux gaz d'un matériau de moulage est sa capacité à laisser passer les gaz. Avec une mauvaise perméabilité aux gaz de la terre à mouler, des poches de gaz (généralement sphériques) peuvent se former dans la pièce moulée et provoquer des défauts de coulée. Les coques se retrouvent lors de l'usinage ultérieur de la pièce moulée lorsque la couche supérieure de métal est retirée. La perméabilité aux gaz de la terre à mouler dépend de sa porosité entre les grains de sable individuels, de la forme et de la taille de ces grains, de leur uniformité et de la quantité d'argile et d'humidité qu'elle contient.

Le sable à grains arrondis a une perméabilité aux gaz plus élevée que le sable à grains arrondis. Les petits grains, situés entre les gros, réduisent également la perméabilité aux gaz du mélange, réduisant la porosité et créant de petits canaux tortueux qui empêchent la fuite des gaz. L'argile, avec ses grains extrêmement fins, obstrue les pores. L'excès d'eau obstrue également les pores et, de plus, s'évaporer au contact du métal chaud versé dans le moule, augmente la quantité de gaz qui doit traverser les parois du moule.

La résistance du mélange de moulage consiste en la capacité à conserver la forme qui lui est donnée, en résistant à l'action des forces extérieures (choc, impact d'un jet de métal liquide, pression statique du métal coulé dans le moule, pression des gaz libérés du moule et du métal lors de la coulée, pression du retrait du métal, etc. .).

La résistance du mélange de moulage augmente avec l'augmentation de la teneur en humidité jusqu'à une certaine limite. Avec une augmentation supplémentaire de la quantité d'humidité, la résistance diminue. En présence d'impuretés d'argile ("sable liquide") dans le sable de fonderie, la résistance augmente. Le sable gras nécessite une teneur en humidité plus élevée que le sable à faible teneur en argile («sable fin»). Plus le grain du sable est fin et sa forme angulaire, plus la résistance du sable est grande. Une fine couche de liaison entre les grains de sable individuels est obtenue par un mélange complet et à long terme de sable avec de l'argile.

La plasticité du mélange moulable est la capacité de percevoir facilement et de maintenir avec précision la forme du modèle. La plasticité est particulièrement nécessaire dans la fabrication de pièces moulées artistiques et complexes pour reproduire les moindres détails du modèle et conserver leurs empreintes lors de la coulée du métal. Plus les grains de sable sont fins et plus uniformément entourés d'une couche d'argile, mieux ils remplissent les moindres détails de la surface du modèle et conservent leur forme. Avec une humidité excessive, l'argile liante se liquéfie et sa plasticité diminue fortement.

Lors du stockage des déchets de sable de moulage dans une décharge, la poussière et la pollution de l'environnement se produisent.

Pour résoudre ce problème, il est proposé de régénérer les sables de moulage usés.

Additifs spéciaux. L'un des types les plus courants de défauts de moulage est le brûlage du moulage et du sable de noyau sur le moulage. Les causes du burn-in sont variées: réfractarité insuffisante du mélange, composition à gros grains du mélange, mauvaise sélection des peintures antiadhésives, absence d'additifs spéciaux antiadhésifs dans le mélange, coloration des formes de mauvaise qualité, etc. Il existe trois types de burn-in: thermique, mécanique et chimique.

Le brûlage thermique est relativement facile à éliminer lors du nettoyage des pièces moulées.

Une combustion mécanique se forme suite à la pénétration de la masse fondue dans les pores du mélange de moulage et peut être éliminée avec la croûte d'alliage contenant des grains imprégnés du matériau de moulage.

Le brûlage chimique est une formation cimentée par des composés à bas point de fusion tels que les scories, résultant de l'interaction des matériaux de moulage avec la masse fondue ou ses oxydes.

Les brûlures mécaniques et chimiques sont soit éliminées de la surface des pièces moulées (une grande dépense d'énergie est nécessaire), soit les pièces moulées sont finalement rejetées. La prévention du brûlage repose sur l'introduction d'additifs spéciaux dans le moulage ou le mélange de noyau: charbon broyé, miettes d'amiante, mazout, etc. talc), qui n'interagissent pas avec les oxydes de la fonte à haute température, ou des matériaux créant un environnement réducteur (charbon broyé, fioul) dans le moule lors de sa coulée.

Remuant et hydratant. Les composants du mélange de moulage sont soigneusement mélangés sous forme sèche afin de répartir uniformément les particules d'argile sur toute la masse de sable. Ensuite, le mélange est humidifié en ajoutant la quantité correcte d'eau, et à nouveau agité de sorte que chacune des particules de sable soit recouverte d'un film d'argile ou d'un autre liant. Il n'est pas recommandé d'humidifier les composants du mélange avant le mélange, car les sables à forte teneur en argile roulent en petites boules difficiles à décoller. Mélanger à la main de grandes quantités de matériaux est une tâche longue et longue. Dans les fonderies modernes, les mélanges constituants sont mélangés pendant le processus de préparation dans des mélangeurs à vis ou des canaux de mélange.

Additifs spéciaux dans les sables de moulage. Des additifs spéciaux sont introduits dans les sables de moulage et de noyau pour garantir les propriétés spéciales du mélange. Ainsi, par exemple, la grenaille de fonte, introduite dans le mélange de moulage, augmente sa conductivité thermique et empêche la formation d'un relâchement de retrait dans les pièces moulées massives lors de leur solidification. La sciure de bois et la tourbe sont introduites dans des mélanges destinés à la fabrication de moules et de tiges à sécher. Après séchage, ces additifs, tout en diminuant en volume, augmentent la perméabilité aux gaz et la souplesse des moules et des noyaux. De la soude caustique est ajoutée aux mélanges de moulage à durcissement rapide sur du verre liquide pour augmenter la durabilité du mélange (le mélange est éliminé de l'agglutination).

Préparation des sables de moulage.La qualité du moulage artistique dépend en grande partie de la qualité du mélange de moulage, à partir duquel son moule de coulée est préparé. Par conséquent, le choix des matériaux de moulage pour le mélange et sa préparation dans le processus technologique d'obtention d'une pièce moulée est d'une grande importance. Le mélange moulable peut être préparé à partir de matériaux moulables frais et de moules usagés avec une petite addition de matériaux frais.

Le processus de préparation de mélanges de moulage à partir de matériaux de moulage frais comprend les opérations suivantes: préparation du mélange (sélection des matériaux de moulage), mélange des composants du mélange sous forme sèche, humidification, mélange après humidification, vieillissement, relâchement.

Compilation. On sait que les sables de fonderie qui répondent à toutes les propriétés technologiques du sable de moulage se trouvent rarement dans des conditions naturelles. Par conséquent, les mélanges, en règle générale, sont préparés en sélectionnant des sables avec différentes teneurs en argile, de sorte que le mélange résultant contienne la quantité requise d'argile et ait les propriétés de traitement requises. Cette sélection de matériaux pour préparer un mélange s'appelle le mélange.

Remuant et hydratant. Les composants du mélange de moulage sont soigneusement mélangés à sec afin de répartir uniformément les particules d'argile sur toute la masse de sable. Ensuite, le mélange est humidifié en ajoutant la quantité correcte d'eau, et à nouveau agité de sorte que chacune des particules de sable soit recouverte d'un film d'argile ou d'un autre liant. Il n'est pas recommandé d'humidifier les composants du mélange avant le mélange, car les sables à forte teneur en argile roulent en petites boules difficiles à décoller. Mélanger à la main de grandes quantités de matériaux est une tâche longue et longue. Dans les fonderies modernes, les composants du mélange sont mélangés lors de sa préparation dans des mélangeurs à vis ou des canaux de mélange.

Les coureurs de mélange ont un bol fixe et deux rouleaux lisses assis sur l'axe horizontal d'un arbre vertical relié par un engrenage conique à une boîte de vitesses à moteur électrique. Un espace réglable est réalisé entre les rouleaux et le fond du bol, ce qui empêche les rouleaux d'écraser les grains du mélange plasticité, perméabilité aux gaz et résistance au feu. Pour restaurer les propriétés perdues, 5 à 35% de matériaux de moulage frais sont ajoutés au mélange. Une telle opération dans la préparation d'un mélange de moulage est généralement appelée rafraîchissement du mélange.

Le processus de préparation du sable de moulage à l'aide du mélange épuisé comprend les opérations suivantes: préparation du mélange épuisé, ajout de matériaux de moulage frais au mélange épuisé, mélange sous forme sèche, humidification, mélange des composants après humidification, durcissement, desserrage.

L'entreprise existante Heinrich Wagner Sinto de la société Sinto produit en série la nouvelle génération de lignes de moulage de la série FBO. Sur les nouvelles machines, des moules sans flacon avec un plan de séparation horizontal sont produits. Plus de 200 de ces machines fonctionnent avec succès au Japon, aux États-Unis et dans d'autres pays du monde. " Avec des moules de 500 x 400 mm à 900 x 700 mm, les machines de moulage FBO peuvent produire de 80 à 160 moules par heure.

La conception fermée évite les déversements de sable et garantit un lieu de travail confortable et propre. Lors du développement du système d'étanchéité et des dispositifs de transport, un grand soin a été pris pour maintenir les niveaux de bruit au minimum. Les usines FBO répondent à toutes les exigences environnementales des nouveaux équipements.

Le système de remplissage de sable permet la production de moules précis en utilisant du sable de liant bentonite. Le mécanisme de contrôle automatique de la pression du dispositif d'alimentation en sable et de pressage assure un compactage uniforme du mélange et garantit une production de haute qualité de pièces moulées complexes avec des poches profondes et une faible épaisseur de paroi. Ce processus de compactage permet de faire varier la hauteur des moitiés supérieure et inférieure du moule indépendamment l'une de l'autre. Cela permet une consommation nettement inférieure du mélange, ce qui signifie une production plus économique en raison du rapport métal / moule optimal.

Selon sa composition et son degré d'impact environnemental, les sables de moulage et de noyau usagés sont divisés en trois catégories de danger:

Je suis pratiquement inerte. Mélanges contenant de l'argile, de la bentonite, du ciment comme liant;

II - déchets contenant des substances biochimiquement oxydables. Ce sont des mélanges après coulage, dans lesquels les compositions synthétiques et naturelles sont le liant;

III - déchets contenant des substances peu toxiques, légèrement solubles dans l'eau. Il s'agit de mélanges de verre liquide, de mélanges de sable non recuit - résine, de mélanges durcis avec des composés de métaux non ferreux et lourds.

En cas de stockage séparé ou d'enfouissement, les décharges de mélanges usagés doivent être situées dans des lieux isolés, libres de tout bâtiment permettant la mise en œuvre de mesures excluant la possibilité de pollution des établissements. Les polygones doivent être placés dans des zones avec des sols mal filtrants (argile, sulinka, schiste).

Le sable de moulage épuisé, éliminé des flacons, doit être prétraité avant d'être réutilisé. Dans les fonderies non mécanisées, il est tamisé sur un tamis ordinaire ou sur une installation de mélange mobile, où les particules métalliques et autres impuretés sont séparées. Dans les ateliers mécanisés, le mélange épuisé est acheminé depuis le dessous de la grille à défoncer par un convoyeur à bande jusqu'au service de préparation du mélange. Les gros morceaux du mélange qui se forment après avoir battu les formes sont généralement malaxés avec des rouleaux lisses ou rainurés. Les particules métalliques sont séparées par des séparateurs magnétiques installés dans les zones où le mélange usé est transféré d'un convoyeur à un autre.

Régénération de la terre brûlée

L'écologie reste un problème sérieux pour la fonderie, car dans la production d'une tonne de pièces moulées à partir d'alliages ferreux et non ferreux, environ 50 kg de poussières, 250 kg de monoxyde de carbone, 1,5-2,0 kg d'oxyde de soufre, 1 kg d'hydrocarbures sont émis.

Avec l'avènement des technologies de mise en forme utilisant des mélanges avec des liants fabriqués à partir de résines synthétiques de différentes classes, la libération de phénols, d'hydrocarbures aromatiques, de formaldéhydes, de benzopyrène cancérigène et d'ammoniaque est particulièrement dangereuse. L'amélioration de la production de fonderie doit viser non seulement à résoudre les problèmes économiques, mais aussi au moins à créer les conditions de l'activité humaine et de la vie. Selon les estimations d'experts, ces technologies créent aujourd'hui jusqu'à 70% de la pollution environnementale des fonderies.

Les mesures de modernisation de la fonderie sont les suivantes:

remplacement des coupoles par des fours à induction basse fréquence (tandis que la taille des émissions nocives diminue: poussière et dioxyde de carbone d'environ 12 fois, dioxyde de soufre de 35 fois)

introduction dans la production de mélanges peu toxiques et non toxiques

installation de systèmes efficaces pour capturer et neutraliser les substances nocives émises

débogage du fonctionnement efficace des systèmes de ventilation

utilisation d'équipements modernes avec des vibrations réduites

régénération des mélanges usés sur les lieux de leur formation

Il n'est pas rentable d'un point de vue économique et environnemental d'éliminer le sable de moulage utilisé après avoir été éliminé dans les décharges. La solution la plus rationnelle est la régénération des mélanges durcissants à froid. Le but principal de la régénération est d'éliminer les films de liant des grains de sable de quartz.

Le plus répandu est la méthode mécanique de régénération, dans laquelle la séparation des films de liant des grains de sable de quartz se produit en raison du broyage mécanique du mélange. Les films de liant se décomposent, se transforment en poussière et sont enlevés. Le sable récupéré est envoyé pour une utilisation ultérieure.

Organigramme du processus de régénération mécanique:

découpe du moule (le moule coulé est alimenté vers la toile en treillis à découper, où il est détruit en raison des chocs de vibration.);

broyage de morceaux de sable de moulage et broyage mécanique du mélange (le mélange passé à travers la grille à défoncer entre dans le système de tamis à récurer: un tamis en acier pour les gros grumeaux, un tamis en forme de coin et un tamis à récurer fin. Le système de tamisage intégré broie le sable de moulage à la taille requise et élimine les particules métalliques et autres grandes inclusions.);

refroidissement du régénéré (l'élévateur vibrant assure le transport du sable chaud vers le refroidisseur / dépoussiéreur.);

transfert pneumatique du sable récupéré vers la section de moulage.

La technologie de régénération mécanique offre la possibilité de réutiliser de 60 à 70% (procédé Alpha-set) à 90-95% (procédé Furan) du sable récupéré. Si pour le procédé Furan, ces indicateurs sont optimaux, alors pour le procédé Alpha-set, la réutilisation du produit récupéré uniquement au niveau de 60-70% est insuffisante et ne résout pas les problèmes environnementaux et économiques. Pour augmenter le pourcentage d'utilisation de sable récupéré, il est possible d'utiliser la régénération thermique des mélanges. La qualité du sable régénéré n'est pas inférieure à celle du sable frais et la dépasse même en raison de l'activation de la surface des grains et du soufflage de fractions en forme de poussière. Les fours de régénération thermique fonctionnent sur le principe du lit fluidisé. Le chauffage du matériau récupéré se fait par des brûleurs latéraux. La chaleur des gaz de combustion est utilisée pour chauffer l'air entrant dans la formation du lit fluidisé et la combustion des gaz pour chauffer le sable régénéré. Pour refroidir les sables régénérés, des installations à lit fluidisé équipées d'échangeurs à eau sont utilisées.

Pendant la régénération thermique, les mélanges sont chauffés dans un environnement oxydant à une température de 750 à 950 ºC. Dans ce cas, les films de substances organiques brûlent à la surface des grains de sable. Malgré le rendement élevé du procédé (il est possible d'utiliser jusqu'à 100% du mélange régénéré), il présente les inconvénients suivants: complexité de l'équipement, consommation d'énergie élevée, faible productivité, coût élevé.

Avant la régénération, tous les mélanges subissent une préparation préalable: séparation magnétique (autres types de nettoyage à partir de ferrailles non magnétiques), concassage (si nécessaire), tamisage.

Avec l'introduction du processus de régénération, la quantité de déchets solides jetés dans la décharge est réduite plusieurs fois (parfois ils sont complètement éliminés). La quantité d'émissions nocives dans l'atmosphère avec les gaz de combustion et l'air poussiéreux de la fonderie n'augmente pas. Cela est dû, d'une part, à un degré assez élevé de combustion de composants nocifs lors de la régénération thermique, et d'autre part, à un degré élevé de purification des gaz de combustion et de l'air d'échappement de la poussière. Pour tous les types de régénération, un double nettoyage des gaz de combustion et de l'air d'échappement est utilisé: pour les cyclones thermo-centrifuges et les dépoussiéreurs humides, pour les cyclones mécaniques-centrifuges et les filtres à manches.

De nombreuses entreprises de construction de machines ont leurs propres fonderies, qui utilisent de la terre à mouler pour la fabrication de pièces moulées en métal coulé pour la fabrication de moules et noyaux de coulée. Après l'utilisation de moules de coulée, de la terre brûlée se forme, dont l'élimination est d'une grande importance économique. La terre formant la terre se compose de 90 à 95% de sable de quartz de haute qualité et de petites quantités d'additifs divers: bentonite, charbon broyé, soude caustique, verre d'eau, amiante, etc.

La régénération de la terre brûlée formée après la coulée des produits consiste en l'élimination des poussières, des petites fractions et de l'argile qui a perdu ses propriétés liantes sous l'influence de la température élevée lors du remplissage du moule avec du métal. Il existe trois façons de régénérer la terre brûlée:

électro-couronne.

Voie humide.

Avec la méthode de régénération humide, la terre brûlée entre dans le système de décanteurs successifs avec de l'eau courante. Lors du passage dans les décanteurs, le sable se dépose au fond de la piscine et les fines sont emportées par l'eau. Le sable est ensuite séché et remis en production pour la fabrication de moules de coulée. L'eau va à la filtration et à la purification et retourne également à la production.

Méthode sèche.

La méthode sèche de régénération de la terre brûlée consiste en deux opérations séquentielles: séparer le sable des additifs liants, ce qui est obtenu en soufflant de l'air dans le tambour avec la terre, et en éliminant la poussière et les petites particules en les aspirant hors du tambour avec de l'air. L'air sortant du tambour contenant des particules de poussière est nettoyé par des filtres.

Méthode électrocoronaire.

Avec la régénération électro-couronne, le mélange épuisé est séparé en particules de différentes tailles en utilisant une haute tension. Les grains de sable placés dans le champ d'une décharge électrocorona sont chargés de charges négatives. Si les forces électriques agissant sur un grain de sable et l'attirant vers l'électrode collectrice sont supérieures à la force de gravité, alors les grains de sable se déposent à la surface de l'électrode. En modifiant la tension sur les électrodes, il est possible de séparer le sable passant entre elles en fractions.

La régénération des sables de moulage avec du verre liquide est effectuée d'une manière spéciale, car avec une utilisation répétée du mélange, plus de 1 à 1,3% d'alcali s'y accumule, ce qui augmente la combustion, en particulier sur les pièces moulées en fer. Le mélange et les cailloux sont simultanément introduits dans le tambour rotatif de l'unité de régénération, qui, étant versé des lames sur les parois du tambour, détruit mécaniquement le film de verre liquide sur les grains de sable. Grâce à des volets réglables, l'air pénètre dans le tambour, qui est aspiré avec la poussière dans un collecteur de poussière humide. Ensuite, le sable et les cailloux sont introduits dans un tamis à tambour pour tamiser les cailloux et les gros grains avec des films. Le bon sable est transporté du tamis à l'entrepôt.

Déchets de fonderie. Organigramme du processus de régénération mécanique

Problèmes environnementaux de fonderie et les modalités de leur développement

Problèmes environnementaux de fonderie
et les modalités de leur développement