Genanvendelse af
støberisand i 2010
af Phill Webb, FTL Foundry Equipment Ltd.
Artiklen er bragt i Foundry Trade Journal Oktober 2010 og oversat for støberiet af Herbert Wolthoorn
Indkøb af sand og bortkørsel af overskudssand sætter støberier under stort økonomisk og
miljømæssigt pres. Da sand er et væsentligt råmateriale til de fleste støbeprocesser er det
nødvendigt at finde løsninger til at minimere mængden af overskudssand.
I denne artikel ser Phil Webb fra FTL Foundry, Equipment Ltd, nærmere på, hvordan
støberierne kan finde nye muligheder for at minimere problemet med overskudssand.
Det er blevet vanskeligere at deponere overskudssand i de senere
år, især når sandet mistænkes for
at kunne indeholde miljøskadelige
stoffer. I alt fald koster deponeringen penge, og indkøbet af nysand er
ligeledes en omkostning, især gælder det anskaffelsen af dyre sandtyper som kromitsand. Derfor skal
vi være mere opfindsomme i måden at håndtere sandet på og også
se nærmere på de faktorer, som
bestemmer effektiviteten og i den
sidste ende også berettigelsen i at
bruge støbesand. Disse faktorer er
omkostningerne ved deponeringen
og en effektiv håndtering af sandet, fx forholdet mellem jernmængden og sandforbruget. Disse forhold
bør overvejes tilbundsgående. Det
er samtidigt vigtigt at bedømme,
hvordan det anvendte bindersystem
påvirker støberiets løbende omkostninger samt det interne og eksterne
miljø.
Vi kan begynde med at se nærmere på de almindeligste regenereringsanlæg, som anvender en intensiv sandbehandling for at reducere
deponeringsomkostningerne.
Termisk sandregenerering har nu
været anvendt i snart 20 år. Der findes mange termiske regenereringsanlæg i brug, men de fleste anlæg
er temmelig omkostningskrævende
sammenlignet med andre regenereringsmetoder. Der findes dog virksomheder, som for et beløb, der stort
set dækker transportudgifterne, vil
aftage termisk regenereret overskudssand og anvende det til f.eks.
astfaltfremstilling. Desværre er der
ikke mange af disse virksomheder,
og normalt kræver de også regel-
10
mæssige leverancer, hvilket de fleste støberier vanskeligt kan leve op
til.
Anlæg, hvor sandet efter den første mekaniske regenerering gennemgår en yderligere regenerering,
ved en intensiv mekanisk eller
pneumatisk påvirkning for at fjerne
de sidste binderrester, har et stort
energiforbrug. Desuden reducerer
den intensive påvirkning sandets
middelkornstørrelse og ofte under
dannelse af store mængder støv.
Endvidere kan det være svært at
komme af med støv, især hvis det
indeholder fenol, som kan udsive
fra deponiet og eventuelt forurene
naturen.
Genvinding af
kromitsand
Kromitsand bør anvendes med
omhu da det kan ophobes i regenereret kvartssand. Hvis regenereret
kvartssand indeholder mere end 5%
kromitsand vil det påvirke effektiviteten af fluidbed-køleren, da kromitsand er betydelig tungere end
kvartssand.
Hvis sandsystemet forurenes med
kromitsand kan det medføre forskellige problemer. Sandsystemet
er normalt ikke forurenet med en
konstant mængde kromitsand og
vil derfor få en varierende sigteanalyse. Dette betyder, at kontinuerlige
sandmixere kommer til at modtage sandmængder med varierende
sammensætninger. Nogle støberier
kompenserer for dette ved at overdosere bindertilsætningen, og med
dette følger et overforbrug af syre.
Resultatet bliver et højere glødetab
og øget risiko for overfladefejl i støbegodset.
Ved at genvinde kromitsandet fra
det regenererede kvartssand er det
muligt at genanvende kromitsandet,
og dermed reduceres omkostninger
betydeligt, da kromitsand er et dyrt
råmateriale.
Kromitsand har en vægtfylde,
som er 1.6 gange større end kvartssand, og er derfor vanskeligere at
fluidisere i et afkølingssigteanlæg.
Dette medfører en ophobning af
kromitsandet i bunden af anlægget,
hvilket nedsætter den effektive fluidisering. Desuden vil sigteanalysen
indeholder flere finpartikler, hvilket
kræver øget bindertilsætning for at
kunne opretholde den nødvendige
formstyrke. Alternativt skal der
tilsættes mere nysand for at kunne
opretholde den ønskede kornfordeling. Regenereret sand med en konsistent kvalitet er en forudsætning
for at kunne forbedre godskvaliteten
og reducere driftsomkostningerne.
I et typisk kromitgenvindingsanlæg, se fig. 1, føres sandblandingen,
som typisk består af en blanding af
kvartssand, kromitsand og metalliske forureninger, fra udslagningsristen i kontrolleret mængde til
anlæggets første behandlingskammer. Her fjernes de ferromagnetiske partikler såsom støbefinner og
rensestålhagl. Ved hjælp af vibrationstransportører fordeles sandblandingen i et tyndt lag over en
tromlemagnet, som fjerner de magnetiske metalliske bestandele. Den
tilbageblevne blanding af kromit- og
kvartssand føres til behandling i det
næste behandlingskammer, hvor
der anvendes en meget kraftig perSTØBERIET nr. 7, 2010
manent magnet (neodym magnet).
Det er vigtigt, at sandblandingen
under denne proces er under 80oC,
da neodym-magneter taber deres
effektive magnetiske egenskaber,
hvis de konstant udsættes for for
høj temperatur. En neodym magnet
er også et meget kostbart stykke udstyr.
Kromitsand er normalt meget
svagt magnetisk, men ved at holde
sandstrømmen i et tyndt lag på
maksimalt 1-2 mm er det muligt at
adskille kromitsandet fra kvartssandet. Det kromitfri kvartssand
opsamles og transporteres til videre
behandling i en fluidbed-køler. Kromitsandet føres videre til det afsluttende behandlingskammer. Her
fjernes de sidste binderrester ved
hjælp af en kombineret mekanisk/
pneumatisk behandling, hvorefter
de sidste binderrester sammen med
fibre fra efterfødere og jernoxider fra
støbeprocessen afsuges og opsamles
i en container.
Hvordan anvendes
regenereret kromitsand
Det regenererede kromitsand kan
anvendes, enten som det er, eller
det anvendes som tilsætning til nyt
kromitsand. Stålstøberier anvender
normalt en blanding bestående af
20% nyt og 80% regenereret kromitsand.
Ved at anvende et anlæg fra Foundry Equipment Ltd har det været
muligt at opnå en regenereringsgrad på over 95 procent; et bemærkelsesværdigt resultat med et stort
omkostningsbesparende potentiale.
Andelen af kvarts i det regenererede
kromitsand var under 0,5 procent.
Herved forbedres også fluidiseringen af kvartssandet, hvilket garanterer regenereret kvartssand af høj
kvalitet med stabilt glødetab og sigteanalyse. Dette betyder et reduceret behov for bindertilsætningen, og
sandflowet i mixeren bliver ensartet
og ikke svingende.
Med andre ord, en total styring
af sandsystemet giver en besparelse
af penge, tid og materialer samt en
forbedring af godskvaliteten; dette
medfører en produktionsmæssig
fordel til europæiske støberier, som
konkurrerer med lavprislande fra
østen.
Et eksempel på et
installeret anlæg
Et FTL kromitgenvindingsanlæg
blev installeret i et stort skandinaSTØBERIET nr. 7, 2010
Fig. 1: Genvindingsanlæg til kromitsand
visk jernstøberi, hvor kromitindholdet i det regenererede kvartssand
kunne være op til 32 %. I 2008, da
anlægget blev installeret, var glødetabet op til 5%, hvilket nødvendiggjorde en øget bindertilsætning
og dermed øget risiko for vrag. Den
store mængde kromitsand i kvartssandet gjorde sandflowet i sandmixerne svingende. Og et højt glødetab
er normalt ensbetydende med et
øget andel finpartikler i sandet. Efter installationen reduceredes glødetabet til 2-3% og bindertilsætningen
kunne efterfølgende reduceres med
10% uden et målbart tab i formstyrken. Det tog mange måneder at
reducere kromitindholdet i kvartssandet, fordi det er vanskeligt på en
gang at separere så store mængder
kromit fra. Dog det endelige resultat var vellykket-, der var under 2%
kromit i kvartssandet.
Det adskilte kromitsand blev
genanvendt med godt resultat, og
støberiet behøvede ikke at købe nyt
kromitsand i næsten et år.
Med de stigende deponeringsomkostninger er vi tvunget til at undersøge hver mulighed for at gøre
vore støberier mere effektive. FTL
undersøger flere løsningsmuligheder og udvikler for tiden et udstyr,
som regulerer vægten af sand per
tidsenhed i mixeren, hvilket gør
brugen af sandspjæld overflødige.
Afsluttende
bemærkninger
I de senere år har der været en tyde-
lig skærpelse af kravene til regenereringsanlæg udtaler Brian Griffith,
finansiel direktør i FTL. ” I øjeblikket installerer vi et stort antal nye
anlæg,” siger han til Foundry Trade
Journal. ” Europæiske støberier er
i større omfang begyndt at regenerere i stedet for at deponere, og i
øjeblikket fremstiller vi 8 nye regenereringsanlæg. Kunderne er ved at
acceptere teknologien på grund af
kvaliteten, pålideligheden og effektiviteten i vore anlæg.”
Teknisk salgsdirektør John Griffiths udtaler, at FTL for nyligt har
solgt et anlæg, hvor adskilt støv fra
regenereringen tilsættes i et termisk
anlæg. ”Dette reducerer brændselsbehovet og samtidigt afsuges et finkornet, rent kvartsstøv” siger han.
” Det gør det nemmere for støberier
at sælge dette produkt til asfaltproducenter, da det ikke er klassificeret
som affaldssand.”
Desuden bliver mængden af overskudsand reduceret betydeligt, og
deponeringen bliver derfor tilsvarende nemmere at gennemføre.
FTL er også begyndt at udnytte
deres viden og erfaring fra mange
års arbejde med støberiindustrien i
deres nye arbejdsområde, som omfatter anlæg til genvindingsindustrien.
For nærmere oplysninger:
John Griffiths eller Phil Webb, FTL
Foundry Equipment Ltd.Tlf: + 44
1902 630222
11