RIGENERAZIONE DELLA SABBIA DI ANIME SPARATE CON SISTEMA LEGANTE INORGANICO
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1 RIGENERAZIONE DELLA SABBIA DI ANIME SPARATE CON SISTEMA LEGANTE INORGANICO RELATORI: Dott. Cesare MINGARDI Ing. Mauro FAVINI 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
2 SISTEMA LEGANTE INORGANICO Sistema bi-componente composto da: Legante CORDIS Additivo ANORGIT soluzione di silicati modificati additivi in polvere inorganici sintetici e naturali Sabbia O Na Si Na + O - Na + Na + - O Si O - O - Na + Sabbia 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
3 PRINCIPI APPLICATIVI DEL SISTEMA INORGANICO IN CONFRONTO CON IL SISTEMA COLD-BOX POLIURETANICO Resina COLD BOX parte 1 Resina fenolica in solventi CORDIS Legante Soluzione acquosa di silicati modificati Sabbia Resina COLD-BOX parte 2 Poliisocianato in solventi Miscelazione ANORGIT Additivo in polvere Miscela di refrattari sintetici e naturali P Gasaggio con ammina + aria C Gasaggio con aria calda C Cassa d anima fredda Cassa d anima riscaldata C
4 SARAANIME PER SISTEMA INORGANICO MARTINREA HONSEL MEXICO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
5 SARAANIME PER SISTEMA INORGANICO MARTINREA HONSEL MEXICO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
6 TRAMOGGIA SABBIA CHIUSA E DOTATA DI SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
7 DOPPIO RISCALDATORE DELL ARIA CHE VIENE INIETTATA A TEMPERATURA COSTANTE 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
8 TUBO SABBIA, CAMPANA DI SPARO E PIASTRA DI SPARO CON CIRCUITI DI RAFFREDDAMENTO AD ACQUA 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
9 CASSA D ANIMA CON SISTEMA DI RISCALDAMENTO AD OLIO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
10 PROVE DI RIGENERAZIONE IN LABORATORIO La sabbia di risulta dalla sterratura anime formate in CORDIS è stata trattata termicamente a varie temperature in una muffola di laboratorio. Sui campioni di sabbia ottenuti è stato analizzato il ph e la richiesta acida. 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
11 CARATTERISTICHE CHIMICHE DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO CAMPIONE Temperatura di tratt. Termico [ C] Note sul campione dopo trattamento termico ph Richiesta acida a ph [ml NaOH N/10] Colore (vedi foglio con rilievi fotografici) Campione N 0 Sabbia di sterratura anime 135 Campione non trattato termicamente: 135 C è la temperatura di formatura delle anime. 10,48 23,5 22,63 21,63 18,48 Grigio scuro Campione N Campione N Campione N Campione N Campione N Campione N Campione N Dopo trattamento si presenta quasi completamente sciolta 9,99 10,98 10,07 8,08 7,23 Grigio Dopo trattamento si presenta quasi completamente sciolta anche se leggermente più tenace di quella a 450 C 9,9 9,51 8,51 6,51 5,26 Grigio chiaro La sabbia rimane compatta ma solo sollevando il setaccio si sfalda completamente. 9,24 7,86 6,85 5,0 3,52 grigio "biancastro" La sabbia rimane compatta ed ha una consistenza che basta una leggera pressione perché si sfaldi completamente. 8,68 5,4 4,45 2,9 2,0 biancastra Una volta sul setaccio si è frantumata facilmente e completamente. 7,5 5,0 3,65 2,1 1,54 A freddo la sabbia e si è frantumata per semplice setacciatura manuale. 7,7 4,9 3,47 2,0 1,49 La sabbia fredda si presenta in un unico blocco. Si frantuma facilmente già setacciando manualmente. 7,5 4,8 3,52 1,9 1,48 leggermente più bianca della precedente leggermente più bianca della precedente Bianca (più della francese originale) 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
12 CARATTERISTICHE CHIMICHE: ph DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A VARIE TEMPERATURE [ ph ] 12 ph dopo trattamento termico ph sabbia dopo trattamento termico [ C ] 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
13 [ ml/ HCl N/10] 25 CARATTERISTICHE CHIMICHE: RICHIESTA ACIDA A ph 3, 4, 5 E 7 DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A VARIE TEMPERATURE [ C ] Rich.acida ph 3 Rich. Acida ph 4 Rich. Acida ph 5 Rich. Acida ph 7 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
14 RISULTATI DELLE PROVE DI RIGENERAZIONE IN LABORATORIO Da tale indagine è stato riscontrato che: il ph tende a scendere all aumentare della temperatura di trattamento Il ph si stabilizza con temperature superiori ai 650 C. La richiesta acida diminuisce con l aumentare della temperatura La richiesta acida si stabilizza con temperature superiori ai 650 C 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
15 NECESSITA DI TRATTAMENTO MECCANICO SUCCESSIVO A QUELLO TERMICO Il trattamento termico ha solo la capacità di modificare le caratteristiche chimico / fisiche del sistema legante ma non di eliminarlo. Durante il trattamento termico alcuni granelli di sabbia possono agglomerarsi tra loro a causa di microfusioni del legante inorganico. L eventuale riutilizzo in formatura, per più volte, della sabbia rigenerata comporterebbe un accumulo di legante sui granelli di sabbia che andrebbe a modificare la granulometria della stessa e renderebbe più fragile la formatura Per tali motivi si rende perciò necessario un successivo trattamento meccanico di spoglio 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
16 FOTO AL SEM DI UNA FORMATURA IN CORDIS 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
17 SCHEMA IMPIANTO RIGENERAZIONE Sgrumatore e vaglio vibrante Rigenerazione termica Scrubber pneumatico 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
18 FORNO IMF DI TRATTAMENTO TERMICO DI RIGENERO L impianto pilota di trattamento termico è costituito da un forno a letto fluido da 500 kg/h abbinato ad un raffreddatore 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
19 RAFFREDDATORE La sabbia dopo trattamento termico subisce un raffreddamento mediante passaggio in un raffreddatore a scambiatore termico ad acqua 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
20 TRATTAMENTO MECCANICO L impianto pilota di trattamento meccanico, Scrubber Pneumatico, lavora in modo discontinuo dove si può impostare sia la quantità di sabbia da trattare che i tempi di trattamento. 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
21 CARATTERISTICHE CHIMICHE DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E TRATTAMENTO MECCANICO A VARI TEMPI CAMPIONE Temperatura di Tratt. termico Trattamento meccanico per x minuti ph Richiesta acida a ph Granulo m. DIN Conten. fini Campione N 1 Sabbia dopo trattamento termico a 600 C Non trattata meccanicamente 8,85 9,3 7,4 3,9 2,9 52 0,3 Campione N 2 Sabbia dopo trattamento termico a 600 C Trattamento meccanico per 1 minuto 8,8 7,4 5,11 1,7 2,2 53 0,4 Campione N 3 Sabbia dopo trattamento termico a 600 C Trattamento meccanico per 3 minuti 8,97 8,2 6,76 3,5 1, ,49 Campione N 4 Sabbia dopo trattamento termico a 600 C Trattamento meccanico per 5 minuti 9,27 8,3 6,5 3,3 2,0 54 0,97 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
22 CARATTERISTICHE CHIMICHE DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO A VARI TEMPI CAMPIONE Temperatura di Tratt. termico Trattamento meccanico per x minuti ph Richiesta acida a ph Granulo m. DIN Conten. fini Campione N 5 Sabbia dopo trattamento termico a 650 C Non trattata meccanicamente 9,13 5,9 4,2 3,5 2, ,27 Campione N 6 Sabbia dopo trattamento termico a 650 C Trattamento meccanico per 1 minuto 9,28 5,7 4,5 1,6 0, ,33 Campione N 7 Sabbia dopo trattamento termico a 650 C Trattamento meccanico per 3 minuti 9,41 7,2 6,03 2,8 1, ,86 Campione N 8 Sabbia dopo trattamento termico a 650 C Trattamento meccanico per 5 minuti 9,53 6,8 5,2 2,5 1, ,93 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
23 [ph] ph DELLA SABBIA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO [ Minuti] 5 ph >Tratt. Term. 600 C +Simpson Scrubber Pneumatico ph ph > > tratt. Tratt. Term. Term. 640 C 650 C + + Simpson Scrubber Pneumatico 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
24 [ml HCl N/10] 12 RICHIESTA ACIDA DELLA SABBIA A PH 3 DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO [ Minuti] Rich. Acida a ph 3 dopo tratt. A 600 C Rich.Acida Acida a ph a 3 ph dopo 3 dopo tratt.a tratt. 640 Ca 650 C 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
25 [ml HCl RICHIESTA ACIDA DELLA SABBIA A PH 4 DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO [ Minuti] Rich. Acida a ph 4 dopo tratt.a 600 C Rich. Acida a a ph ph 44 dopo tratt.a a 640 C 650 C 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
26 [ml HCl RICHIESTA ACIDA DELLA SABBIA A PH 7 DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO [ Minuti] Rich.Acida a ph 7 dopo tratt.a 600 C Rich.Acida a a ph ph 7 7 dopo tratt.a 640 C a 650 C 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
27 [AFS 57 INDICE DI FINEZZA DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO [ Minuti] Scrubber indice di finezza dopo tratt. Term.a 600 C + SIMPSON Pneumatico Indice di di finezza dopo tratt. Term.a a 640 C 650 C + + SIMPSON SCRUBBER 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
28 CONTENUTO FINI DOPO TRATTAMENTO TERMICO A 600 C E 650 C E TRATTAMENTO MECCANICO CON SCRUBBER PNEUMATICO 3 [% [ Minuti] Scrubber Contenuto fini dopo tratt. Term.a 600 C + SIMPSON Pneumatico Contenuto fini fini dopo tratt. Term.a 640 C a C SIMPSON + SCRUBBER 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
29 FOTO SABBIA RIGENERATA A 600 C DA FORMATURA CORDIS NON TRATTATA CON SCRUBBER PNEUMATICO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
30 FOTO SABBIA RIGENERATA A 600 C DA FORMATURA CORDIS TRATTATA 5 MINUTI CON SCRUBBER PNEUMATICO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
31 FOTO PARTICOLARE GRANO DI SABBIA RIGENERATA A 600 C DA FORMATURA CORDIS TRATTATA 5 MINUTI CON SCRUBBER PNEUMATICO 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
32 PROVE TECNOLOGICHE CON SABBIA RIGENERATA TERMICAMENTE E MECCANICAMENTE PROVA TECNICA SABBIA QUANTITA' 5 Kg TEMPERATURA SABBIA C 21 TEMPO DI MISCELAZIONE ANORGIT 30 secondi TEMPERATURA AMBIENTE C 20 TEMPO DI MISCELAZIONE CORDIS 1 minuto UMIDITA' RELATIVA % 55 PRESSIONE DI SPARO 5 atm PRESSIONE DI GASAGGIO 3 atm DATA 22/ TEMPERATURA CASSA D'ANIMA C 180 RESP. PROVA AP TEMPERATURA ARIA GASAGGIO C 180 TEMPO GASAGGIO [s] 30 INVECCHIAMENTO MISCELA SUBITO (1)* (A) (B) (C) NOTE 2,0% CORDIS 1,0% ANORGIT ROTTURA PROVINO (h) (gg) SUBITO 1h 24h 7gg ermetico 14 gg ermetico 7 gg 50 60%UR 14 gg 50 60%UR 24 h 100% UR 5 gg 100% UR Tipo di sabbia utilizzato CORDIS 8593 ANORGIT SABBIA LA 32 CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 600 C + SCRUBBER 1 m CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 600 C + SCRUBBER 3 m CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 600 C + SCRUBBER 5 m CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 650 C + SCRUBBER 1 m CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 650 C + SCRUBBER 3 m CORDIS 8593 ANORGIT RIGENERATA 650 C + SCRUBBER 5 m (*) A= Provino stoccato in contenitore ermetico e rotto (1) dopo 7 gg e (2) rotto dopo 15gg. B= Provino stoccato in laboratorio e rotto (1) dopo 7 gg e (2) dopo 15 gg (*)= rottura a flessione non realizzabile, provini completamente rinvenuti C= Provino a 100% UM e rotto (1) dopo 24 h e (2) dopo 5 gg. 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
33 PROVE TECNOLOGICHE CON SABBIA RIGENERATA TERMICAMENTE E MECCANICAMENTE SCRUBBER 1 min. SCRUBBER 3 min. SCRUBBER 5 min. SCRUBBER 1 min. SCRUBBER 3 min. SCRUBBER 5 min /12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
34 CONCLUSIONI Dalla prova con impianto pilota della IMF la rigenerazione termico / meccanica della sabbia esausta da processo CORDIS permette di ottenere una sabbia che può essere impiegata per un nuovo ciclo di formatura con il sistema inorganico. WORK IN PROGRESS E già stata programmata una nuova sperimentazione dove sarà rigenerato un quantitativo di sabbia tale da permettere la produzione di una serie di anime che saranno poi impiegate in colata presso una fonderia. 20/12/2014 Congresso Assofond Brescia - 21/22 novembre
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