invitation
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
© Copyright 2024