Уменьшение потребления смолы и отвердителей в смесителе непрерывного действия

Фурановые смолы используются в литейном производстве для производства холоднотвердеющих форм и стержней. Этот процесс включает в себя параметры фиксированного соотношения между смолой и катализатором. Связывающими агентами обычно являются сильные органические кислоты, основанные на бензеновой, ксиленовой, фосфорной или толуолсульфоновой кислотах, процент добавления которых составляет обычно 25-70 % от массы смолы.

На сегодня многие литейные производства работают с более высоким количеством смолы, чем это на самом деле необходимо, чтобы избежать факт того, что на окончательную прочность фурановой связи негативно влияет  слишком высокое добавление катализатора (вызванное неэффективной неточностью дозировки). Таким образом, точный контроль за условиями реакции позволяет достичь экономии материалов.

Среди прочего, корректное добавление кислоты для требуемого времени отверждения зависит от следующих факторов:

• температура песка
• температура окружающей среды
• способность оператора правильно учитывать эти факторы в дозировке.

 Система контроля материалов

Контроль за реакцией связующего фурановой смолы с помощью комбинации медленной и быстрой кислоты, а также добавлением реагента через смеситель с системой контроля процесса, дает в результате снижение потребления материалов. Полученное снижение выбросов SO2 лучше для окружающей среды, а также значительно улучшает условия работы. Эта цель реализована системой связующих Permaset, производства компании Eurotek, основанная на высокореактивной фурановой смоле, и используется контролируемым процессом смешения быстрых и медленных кислот. Таким образом литейное производство имеет возможность достигнуть требуемого времени отверждения. Эти возможности улучшаются с помощью последних разработок новых медленных кислот без содержания серы.

Система управления процессом

Она позволяет выполнить стандартные настройки 3 разных времени отверждения с помощью температурного контроля, таким образом, добавление связующего и катализатора может быть объединено автоматически. Преимущества контроля добавления кислот:

• меньшие выбросы серы
• снижение загрязнения окружающей среды
• сниженное потребление катализатора
• более стабильное производство
• сниженное потребление смолы
• снижение общих затрат

Система управления состоит из двух стальных шкафов, установленных друг на друге. Нижний шкаф содержит 3 легко заменяемых насоса (один для смолы и два для кислот). Насосы приводятся в движение с помощью магнитной муфты с двигателем переменного тока с регуляцией скорости и частотные инверторы. Шланги являются гибкими, а также устойчивыми к химикатам, и оснащены обратными клапанами, контролируемыми сжатым воздухом или магнитами. Верхний шкаф содержит узел управления процессом, а также всю электрику и электрооборудование для управления смесителем и насосами. Компьютер PLC (Programmable Logic Controller –  Программируемый Контроль Логики) контролирует все функции смесителя, затворок песка и насосы. Поток смолы может контролироваться с помощью устройства измерения потока, установленного в системе подачи смолы, и постоянно проверяется компьютером. Компьютер следит за  насосами и поддерживает заданные значения. Температура свежего песка и регенерата проверяется датчиками. Компьютер постоянно пересчитывает соотношение смолы и катализаторов для поддержки заданного времени отверждения и автоматически настраивает работу насосов.

Эта концепция сильно заинтересовала компанию Claas Guss GMBH. На заводе этой компании были проведены рабочие тесты.

Рабочие тесты

Тесты влкючали в себя использование смолы Permaset 816,  а также катализаторы Permacat 145 (для быстрого отверждения или как «зимний катализатор») и Permacat 127 (для медленного отверждения или как «летний катализатор»). Чтобы не препятствовать работе производства, оборудование было установлено в выходные дни. Компания Claas Guss GMBH традиционно использовала 3 разных типа смеси: 100 % регенерат, 75 % регенерат + 25 % свежего песка, 100 % свежего песка. В начале теста поддерживали предыдущие соотношения смеси (Таблица 1). Также установили 3 времени отверждения (Таблица 2). Подача песка была 290 кг/мин.

Изменений прочности на изгиб тестовых образцов не было обнаружено, и не возникло проблем с отливками. Вследствие чего, на второй стадии уменьшили количество используемой смолы, и таким образом уменьшилось количество потребляемых отвердителей в соответствии с настройками и контроля допуска. Время отверждения осталось прежним. Также не обнаружилось никаких изменений в прочности смеси или качестве отливки.

Общее потребление отвердителей может быть снижено с прежних 33 % до 27 % (основано на массе отвердителей). Таким образом, достигли экономии примерно 13 % смолы и 18 % в абсолютном общем потреблении отвердителей (не только из-за снижения потребления отвердителей, но и снижения потребления смолы). В этих условиях литейное производство замеряло эти количества в течение 12 месяцев для всего производства.

В результате работ,  компания Claas Guss GMBH решила  приобрести второй комплект оборудования для еще одного смесителя.

 В Украине,  подобное  оборудование было приобретено  Нововолынским заводом Промлит в 2012 году. Систему контроля отвердителей можно также использовать для альфа-сет процесса.

Таблица 1. Добавление смолы и отвердителей в течение тестов.

% смолы от массы песка, % отвердителя от массы смолы.

Таблица 2. Время отверждения

Автор статьи: генеральный директор EurotekFoundryProductsLtd Дэйл Кристал

Перевод: менеджер по продажам EurotekFoundryProductsLtd Елена Нильсен