WYKORZYSTANIE ŻELIWIAKA DO RECYKLINGU PYŁÓW ODLEWNICZYCH

Transkrypt

1 14/20 Archives of Foundry, Year 2006, Volume 6, 20 Archiwum Odlewnictwa, Rok 2006, Rocznik 6, Nr 20 PAN Katowice PL ISSN WYKORZYSTANIE ŻELIWIAKA DO RECYKLINGU PYŁÓW ODLEWNICZYCH M. HOLTZER 1, M. NIESLER 2, C. PODRZUCKI 3, M. RUPNIEWSKI 4 1, 3 Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Odlewnictwa 2 Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach 4 Odlewnia Motoryzacyjna w Lublinie STRESZCZENIE W artykule przedstawiono możliwości oraz technologie recyklingu pyłów żeliwiakowych oraz pyłów powstających poza wytapialnią, przy zastosowaniu procesu żeliwiakowego. Dokładniej przedstawiono jedną z podstawowych metod recyklingu, a mianowicie metodę brykietowania pyłów i wprowadzania ich do pieca wraz z wsadem metalowym. Próby przeprowadzone w jednej z krajowych odlewni motoryzacyjnych wykazały, że wprowadzanie brykietów nie ma praktycznie żadnych, ujemnych konsekwencji w odniesieniu do efektów procesu żeliwiakowego. Key words: cupola, cast iron, dust, briquets, management of waste, environmental protection 1. WPROWADZENIE W poszczególnych operacjach procesu wykonywania odlewów powstają znaczne ilości pyłów o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych. Dotyczy to szczególnie operacji wytapiania, obróbki ciekłego metalu, oczyszczania i wykańczania odlewów [1-4]. W przypadku stosowania w odlewni procesu suchej regeneracji mechanicznej dodatkowo dochodzą pyły poregeneracyjne. Ilość pyłów powstających w żeliwiaku koksowym wynosi 4-15 kg/t wytapianego żeliwa (czyli 6 30 kg/t dobrych odlewów) i jest tym większa im większe jest zużycie koksu (zależy więc od typu pieca i rodzaju 1 prof. dr hab., mholtzer@agh.edu.pl. 2 dr inż. 3 prof. dr hab. inż. 4 mgr inż.

2 112 procesu żeliwiakowego), im gorsza jest jakość stosowanego koksu, im krótsza jest jednorazowa kampania pieca oraz im większy jest stopień zanieczyszczenia wsadu metalowego. Przeciętna ilość pyłu powstającego podczas załadunku pieca indukcyjnego tyglowego oraz przebiegających w nim procesów topienia, przegrzewania i ewentualnego nagrzewania i nawęglania wynosi 0,06 kg/t ciekłego żeliwa (0,1-2,0 kg/t dobrych odlewów). Ilość pyłów powstających w trakcie procesów oczyszczania i wykańczania odlewów można ocenić na 40 kg/t ciekłego żeliwa (ok. 60 kg /t dobrych odlewów). W procesie suchej regeneracji mechanicznej tworzy się około 5 10% pyłów poregeneracyjnych w stosunku do ilości regenerowanej masy Pył żeliwiakowy można pod tym względem podzielić na pył gruby (z wstępnego odpylania, na przykład. w komorach iskrowych lub cyklonach) i pył drobny (np. zatrzymany przez filtry tkaninowe). Pierwszy stanowi frakcję gruboziarnistą, zawierającą większe ilości tlenków żelaza (przeciętnie 25% mas.) i węgla (20-25% mas.) przy około 30% SiO 2, podczas gdy drugi to frakcja drobna, zawierająca około 4% Fe 3 O 4 i ok. 1% węgla przy ok. 60% SiO 2. Pyły tego rodzaju nie zawierają nieutlenionego żelaza, podczas gdy pyły z oczyszczalni składają się niemal wyłącznie z tego składnika (Fe met = ok. 90%). Przeciętne wymiary ziaren pyłów z wstępnego oczyszczania gazów żeliwiakowych wynoszą μm, z suchego oczyszczania ostatecznego ok. 1,5 μm, a z oczyszczalni 20 μm. Pył z pieców indukcyjnych składa się zasadniczo z cząstek o rozmiarach poniżej 20 μm (50-70%) i zawiera głównie tlenki żelaza (30-50%) oraz krzemionkę i krzemiany (ok. 25%) oraz węgiel (3-10%). Wprowadzane ostatnio do przemysłu odlewniczego, w coraz szerszym zakresie, zasady zarządzania ochroną środowiska zgodnie z Dyrektywami UE przyczyniają się stopniowo do ograniczania emisji pyłów, zanieczyszczających środowisko wewnątrz i na zewnątrz odlewni. W przypadku procesów metalurgicznych droga w tym kierunku prowadzi tak poprzez modernizację procesu wytapiania żeliwa, zwłaszcza w żeliwiakach, wiodącą do zmniejszenia zużycia koksu (zastosowanie dmuchu gorącego lub/i dotlenionego, dwurzędowego systemu dysz, kampanijnego systemu pracy żeliwiaków itp.), a nawet do jego całkowitego wyeliminowania w gazowej wersji żeliwiaków, jak i przez oczyszczanie gazu żeliwiakowego przy zastosowaniu bardziej lub mniej wydajnych systemów odpylania. W tym drugim przypadku pozostaje jednak problem gromadzenia pyłu, oddzielanego od gazu, a następnie jego wywożenia na odpowiednie składowiska. Generowanie pyłów w procesie wykonywania odlewów obejmuje, poza aspektem ekologicznym, również aspekt ekonomiczny. Koszty składowania pyłów, jak i innych odpadów, stają się coraz większe, obciążając w coraz istotniejszym stopniu koszty wytwarzania odlewów, co znajduje swe odbicie w wynikach walki konkurencyjnej na rynku odlewów. W wielu krajach UE, w tym również w Polsce, już dzisiaj występują trudności w znalezieniu terenów na składowiska odpadów przemysłowych. Przy coraz częstszym stosowaniu blach ocynkowanych jako dodatku złomu stalowego do metalowego wsadu w piecach do wytapiania odlewniczych stopów żelaza,

3 113 pyły, wychwytywane w procesach odpylania, mogą zawierać znaczne ilości cynku (nawet do kilkunastu procent) w postaci różnych związków oraz tlenku ołowiu. Pył o tak dużej zawartości metali ciężkich jest traktowany jako odpad niebezpieczny, co znacznie podnosi koszty jego składowania. 2. METODY WPROWADZANIA PYŁÓW DO ŻELIWIAKA W związku z przedstawionymi powyżej problemami, dotyczącymi gospodarki pyłami powstającymi w procesie wykonywania odlewów, rozwijają się technologie, mające na celu ponowne wykorzystanie tych pyłów, w możliwie największym stopniu, [4-9]. Do realizacji tego celu szczególnie dobrze nadają się żeliwiaki. Stosowane są tu dwie metody: a) wprowadzanie pyłów w postaci kawałkowej wraz z wsadem metalowym, b) wdmuchiwanie pyłów bezpośrednio do strefy spalania przez jedną lub kilka dysz powietrznych (jego odmianą jest iniekcyjne zasysanie pyłu). W pierwszym przypadku wykorzystywanie pyłów we wsadzie żeliwiakowym wymaga ich uprzedniego zbrykietowania; to z kolei wymaga dodatku odpowiedniego spoiwa; zwykle są to produkty uboczne procesu koksowania węgla, żywice, cement bądź mieszanki cementu z wapnem oraz ług posiarczynowy; możliwe jest również stosowanie gliny (bentonitu), szkła wodnego, melasy lub skrobi (krochmalu). W zależności od rodzaju mieszanek pyłowych (wyłącznie z żeliwiaka bądź też z dodatkiem pyłów, pochodzących z innych stanowisk roboczych) niezbędny jest zatem każdorazowo dobór optymalnych warunków brykietowania z uwzględnieniem oddziaływania brykietów na wyniki procesu żeliwiakowego (jakość wytapianego żeliwa, ilość powstającego żużla, problemy energetyczne). Technologia z zastosowaniem bezpośredniego wdmuchiwania pyłu do żeliwiaka wymaga zainstalowania przy piecu systemu silosów, gromadzących różne rodzaje pyłu wraz z silosem, mieszczącym ich poszczególne mieszanki, wprowadzane następnie za pomocą urządzeń wdmuchujących (pod nadciśnieniem) lub zasysających (z zastosowaniem podciśnienia) do pieca. Od pyłu, wprowadzanego do żeliwiaka luzem, wymaga się określonej płynności ; dlatego konieczne jest dodawanie do niego pyłu węglonośnego, co powinno być uwzględniane w projektach instalacji pyłowej. Również i w tym przypadku niezbędne jest zoptymalizowanie omawianej technologii stosownie do rodzaju i warunków pracy pieców oraz rodzajów i właściwości pyłu, będącego przedmiotem rozważań. Mieszanki pyłów wprowadza się do wnętrza pieców przez urządzenia działające na zasadzie podciśnienia (typu zwężek Venturi ego) bądź z zastosowaniem sprężonego powietrza. Są one umieszczane w jednej (najczęściej) lub w kilku dyszach. Według stanu na rok 2002 w Europie 15 odlewni stosowało recykling pyłu metodą wdmuchiwania przez dysze, 11 odlewni - technikę podwyższonego ciśnienia, a 4 odlewnie technikę zasysania przez zwężkę.

4 114 Recykling pyłu metodą brykietowania i ładowania ze wsadem jest znacznie rzadziej stosowany niż wdmuchiwanie przez dysze. Powodem tego jest fakt, że proces ten jest znacznie trudniejszy do zautomatyzowania. Ponadto proces ten wymaga dokładnej kontroli i znajomości procesu wytwarzania brykietów (bądź pelet), aby posiadały one wymagane właściwości. W przypadku żeliwiaków o dużej średnicy utrudnione jest wdmuchiwanie pyłu do środka pieca i dlatego zaleca się stosowanie brykietów (pelet). Jeśli idzie o stosowanie złomu w postaci blach ocynkowanych to z bilansów materiałowych, opracowanych dla żeliwiaków czynnych we Francji [5] wynika, że znaczna część cynku (20% w przypadku wdmuchiwania przez dysze i 10% przy wprowadzaniu ze wsadem) ulega akumulacji w układzie. Podczas przebiegu procesu recyklingu pył staje się lepki i osadza się w komorze dopalania, wymienniku ciepła i filtrach. Dlatego też recykling wymaga zwiększonego wysiłku na oczyszczanie układu odpylania, co powoduje zwiększenie ilości odpadów, które powstają na tym etapie oczyszczania i muszą być składowane. Mimo że podstawowy cel opisywanych tu technologii ma charakter ekologiczny, nie można zmierzać do osiągania go za każdą cenę. Dlatego też działania optymalizujące włączają aspekt ekonomiczny, polegający na porównaniu kosztów opracowania nowej technologii wraz z kosztami niezbędnych urządzeń z efektami ekonomicznymi, wynikającymi głównie z eliminacji kosztów deponowania odpadów pyłowych.. Dysponując instalacją do wprowadzania pyłów do żeliwiaka, po opanowaniu jej obsługi w stopniu podstawowym można ją wypróbowywać do regulacji składu chemicznego przez wprowadzanie substancji nawęglających, odsiarczających bądź zawierających pierwiastki stopowe znaczny stopień rozwinięcia powierzchni tych materiałów powinien sprzyjać szybkiemu ich reagowaniu z rozproszoną fazą ciekłego żeliwa, jaka występuje w obszarze żeliwiaka, do którego jest on wprowadzany. Zwiększeniu efektywności wprowadzania pyłów do żeliwiaka sprzyja równoczesne wprowadzanie tlenu przez dysze (technologia dotleniania dmuchu), podwyższa się wówczas bowiem istotnie temperatura gazu żeliwiakowego w strefie spalania. 3. DOŚWIADCZENIA KRAJOWE W ZAKRESIE RECYKLINGU PYŁÓW W ŻELIWIAKU W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań procesu recyklingu pyłu żeliwiakowego pierwszą z omówionych powyżej metod, opierając się przy tym na współpracy z Instytutem Metalurgii Żelaza (IMŻ) w Gliwicach, dysponującym specjalistami z zakresu brykietowania substancji ziarnistych, szczególnie związanych z procesami metalurgicznymi. Wytopy doświadczalne przeprowadzono w odlewni wyposażonej w dwupiecową baterię żeliwiaków, pracujących z zastosowaniem zimnego, dotlenianego dmuchu. Pozostałe parametry techniczne instalacji są następujące: średnica wewnętrzna w kotlinie i w strefie spalania D w = 900 mm; wysokość użyteczna (wymuszona konstrukcją budynku) h u = 4780 mm;

5 115 stosunek h u :D w = 5,3; średnica wewnętrzna w szybie pieca D w1 = 1200 mm; wysokość kotliny h k = 650 mm; liczba dysz i ich wymiary: 6 x φ 120 mm; rynna spustowa syfonowa z oddzielnymi syfonami metalu i żużla; średnice otworów spustowych: do metalu - φ 50 mm, do żużla - φ 80 mm; instalacja do wodnej granulacji żużla w systemie ciągłym; instalacja do wzbogacania dmuchu żeliwiakowego w tlen w zakresie do 4 %, składająca się ze zbiornika ciekłego tlenu i 2 parownic tlenu (usytuowanych na zewnątrz budynku wytapialni) wraz z aparaturą do sterowania natężeniem przepływu tlenu i stopniem dotlenienia dmuchu (usytuowaną w kabinie sterowniczej pieca). Piece są wyposażone w niezbędną aparaturę pomiarowo-kontrolną, a miano wicie w: dmuchomierze typu wagi pierścieniowej z ciągłym rejestrowaniem ilości dmuchu doprowadzanego do żeliwiaków; manometry do pomiaru i rejestracji ciśnienia dmuchu; termoelement zanurzeniowy PtRh-Pt do pomiaru temperatury ciekłego żeliwa, wyprowadzanego z pieców; analizatora spalin do pomiaru stężenia CO 2 w gazie żeliwiakowym. Częścią ogólnej instalacji żeliwiakowej jest układ, odprowadzający gazy odlotowe z żeliwiaków do atmosfery, obejmujący m.in. komorę iskrową (do odpylania wstępnego) i filtr suchy tkaninowy rękawowy). Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że ilość pyłu z odpylania wstępnego wynosi przeciętnie 6-8 kg/t żeliwa, natomiast ilość pyłu z odpylania ostatecznego 1-2 kg/t żeliwa. W pierwszej kolejności przeanalizowano pył, generowany w procesie żeliwiakowym i wychwytywany z gazów żeliwiakowych w różnych miejscach instalacji gazowej, pod względem jakościowym i ilościowym. Następnie w IMŻ wykonano brykiety z udziałem spoiwa różnego rodzaju oraz przeprowadzono badania właściwości wytrzymałościowych tych brykietów. Brykiety miały wymiary Φ 60 x 80 mm i masę jednostkową około 0,6 kg. Skład mieszanki pyłu w brykietach był następujący: pył żeliwiakowy zgrubny (z chwytacza iskier) - 30 %, pył żeliwiakowy drobny (z filtru) - 10 %, pył z oczyszczarek - 40 %, koksik - 20 %. Do badań żeliwiakowych wytypowano brykiety, wykonane z użyciem spoiwa (spośród kilku ich rodzajów), zapewniającego uzyskanie odpowiednich właściwości wytrzymałościowych w temperaturze pokojowej oraz temperaturze podwyższonej Wyselekcjonowane partie brykietów zastosowano w doświadczalnych wytopach.

6 116 przemysłowych. Przykłady wyników jednego z takich wytopów (wytapiano żeliwo gatunku EN-GJL-250 ) podano poniżej. Brykiety wprowadzano we wsadzie w środkowych etapach wytopów, dokonując zarazem pomiarów najważniejszych parametrów procesu żeliwiakowego: ilości dmuchu P w m 3 /(m 2 min), stężenia tlenu w dmuchu (O 2 ) dm, zużycia koksu wsadowego K (parametry wejściowe) oraz: temperatury żeliwa na rynnie spustowej (syfonowej) T ż w o C, składu chemicznego odlotowego gazu żeliwiakowego. Po każdym wytopie określano ilości wytworzonego pyłu i żużla, poddając je następnie analizie. Przebieg zmian najważniejszych parametrów wytopu (P, (O 2 ) dm i T ż ) przedstawiono na rys. 1. Zaznaczono tu ponadto: momenty rozpoczęcia i zakończenia wytopu, okresy przerw w wytopie oraz momenty pobierania próbek żużla i dodatku brykietów. Próbki ciekłego żeliwa do analizy chemicznej i badań wytrzymałościowych były pobierane zgodnie z normalną procedurą prowadzenia i kontroli wytopów. Zużycie koksu wsadowego wynosiło w ciągu całego wytopu: K = 15 kg/100 kg wsadu metalowego. Namiar wsadowy o masie całkowitej 1000 kg był następujący: złom stalowy 60 %, złom obiegowy 40 %, żelazokrzem Si75 16 kg. Cały wytop, trwający 19 godzin, był podzielony na 5 okresów ze względu na udział brykietów we wsadzie metalowym: okresy 1 i 5 bez udziału brykietów, okresy 2, 3 i 4 z udziałem po 2, 3 i 4 % (20, 30 i 40 kg brykietów we wsadzie) (rys. 1) Wyniki badań (poza wynikami przedstawionymi na rysunku 1) są następujące: Założony skład chemiczny wytapianego żeliwa: C 3,3%, Si 1,8%, Mn 0,6%, P = 0,08%, S = max. 0,12%. Przeciętny skład chemiczny wytopionego żeliwa; 1. C - 3,27 %, Si - 1,80 %, Mn - 0,58 %, P - 0,058 %, S - 0,101 %, 2. C - 3,25 %, Si - 1,77 %, Mn - 0,57 %, P - 0,057 %, S - 0,102 %, 3. C - 3,37 %, Si - 1,68 %, Mn - 0,57 %, P - 0,053 %, S - 0,109 %, 4. C - 3,34 %, Si - 1,70 %, Mn - 0,54 %, P - 0,060%, S - 0,102 %, 5. C - 3,26 %, Si - 1,60 %, Mn - 0,61 %, P - 0,058 %, S - 0,108 %. Założona ilość dmuchu P ż,zał - 90 m 3 /min, P zał m 3 /(m 2 / min) Przeciętna zmierzona ilość dmuchu: 1. P ż. = 6097 m3/h tj. 101,6 m 3 /min, P = 159,7 m 3 /(m 2 / min), 2. P ż. = 5827 m3/h tj. 97,1 m 3 /min, P = 152,7 m 3 /(m 2 / min), 3. P ż. = 5848 m3/h tj. 97,5 m 3 /min, P = 153,2 m 3 /(m 2 / min), 4. P ż. = 5724 m3/h tj 95,4 m 3 /min, P = 150,0 m 3 /(m 2 / min), 5. P ż. = 5730 m3/h tj 95,5 m 3 /min, P = 150,2 m 3 /(m 2 / min). Założony stopień dotlenienia dmuchu: 1. ΔO 2 = 2,0 %, 2 i 3. ΔO 2 = 1,5 %, 4 i 5. ΔO 2 = 1,0 %. Rzeczywista średnia zawartość tlenu w dmuchu (O 2 ) = 22,7 % (1), 22,9 % (2), 22,3 % (3), 22,2 % (4), 22,0% (5). Ilość wytopionego żeliwa M ż = kg/wytop.

7 117 Przeciętny skład chemiczny gazu odlotowego zestawiono w poniższej tabeli. Tabela 1. Przeciętny skład chemiczny gazu odlotowego z żeliwiaka Table 1. Chemical composition of the gas emitted from cupola Oznaczenie Stężenie w % okresu wytopu O 2 % CO 2 % CO % NO ppm NO 2 ppm NO x ppm SO 2 ppm S r ,91 16, , ,24 16, , ,38 16, ,52 W okresach 4 i 5 nie prowadzono pomiarów składu chemicznego gazu odlotowego S r spalność redukcyjna: S r = (CO)/[(CO) + (CO 2 )]; wartość średnia w okresach 1 do 3 wynosi S r,śr = 0,51. Czas trwania wytopu τ w = 19,5 h. Łączny czas przerw τ prz = 6,5 h Czas pracy pieca τ pp = 13 h Praktycznie, wydajność żeliwiaka dla poszczególnych okresów wyznaczano ze wzoru nm met W ż =, kg/h (1) τ b gdzie: n liczba naboi wsadu załadowanych do pieca w okresie badawczym τ b (w h), m met masa naboju metalowego w kg. Wartość W ż dla całego wytopu wyniosła: W ż, wyt = : 13 = kg/h Wartość teoretyczną wydajności wyznacza się ze wzoru Buzka [1, 10] 6000 P F (O2 ) dm W =, kg/h (2) ż, obl 4,45 K Ck (2 S r) 21 gdzie: P rzeczywista właściwa ilość dmuchu (wprowadzona do wnętrza żeliwiaka), m 3 /(m 2 min); F pole wewnętrznego przekroju żeliwiaka, m 2 (tu: F = 0,635 m 2 ); K zużycie koksu wsadowego, kg/100 kg wsadu metalowego; C k zawartość węgla w koksie w stanie suchym; wartość ta dla koksu dostarczanego do odlewni wynosiła przeciętnie 0,84 (84 %); S r spalność redukcyjna ( = CO/(CO + CO 2 )); (O 2 ) dm zawartość tlenu w dmuchu wprowadzanym do żeliwiaka,%. Między rzeczywistą właściwą ilością dmuchu P w m 3 /(m 2.min), a ilością dmuchu P pż w m 3 /h, wskazywaną przez dmuchomierz, istnieje zależność: P = (η p P ż )/60 F, m 3 /(m 2.min) = P ż /38 m 3 /(m 2.min) (3)

8 118

9 119 Wielkość P pż w powyższym wzorze oznacza pozorną ilość dmuchu, a η p sprawność dmuchu, uwzględniającą straty dmuchu na odcinku między punktem ulokowania dmuchomierza w przewodzie powietrznym a wylotem dysz. Wydajność żeliwiaka obliczona z wzoru (2): W ż,obl = 7749 kg/h (okres 1), 7471 (2), 7305 (3), 7116 kg/h (4), 7039 (5). (założenia: C k = 0,85 kg/kg; (O 2 ) = 21 + ΔO 2 % oraz S r = 0,50). Wydajność żeliwiaka obliczona (z wzoru 2) jako wartość średnia ważona dla całego wytopu (dla średnich ważonych wartości P ż i (O 2 )): W ż,obl,śr = kg/h Stosunek W ż, wyt / W ż.,obl,śr = odpowiada w przybliżeniu sprawności dmuchu η p = P ż /P pż (tu wynosi ona 0,88), przy czym P pż pozorna, a P ż - rzeczywista ilość dmuchu. Wynika stąd, że podane powyżej średnie wartości zmierzonej ilości dmuchu, wynoszące ok. 150 m 3 /(m 2 /min), odpowiadają wartości rzeczywistej ilości dmuchu rzędu 130 m 3 /(m 2 /min). Przeciętna temperatura żeliwa na rynnie spustowej: dla całego wytopu (dla τ w ) T ż,wyt = 1519 C; T ż,min = 1494 C (po postojach); T ż,max = 1560 C dla poszczególnych okresów badawczych: okres 1 i 5 (bez brykietów): T ż = 1530 C (1) i 1515 C (5 przerwa 1,5 h); okresy 2 do 4: T ż = 1522 o C (2 przerwa 2,5 h), 1515 o C (3 przerwa 2 h), 1516 o C (4 przerwa 1 h). Ilość wytworzonego żużla 5 m żuż = 8540 kg/wytop = 102,3 kg/t żeliwa Skład chemiczny żużla w postaci tlenkowej (z 4 próbek pobranych w okresach 1,3,4 i 5 (rys. 1) zestawiono w tabeli 2. Ilość pyłu wytrąconego z gazu żeliwiakowego 6 : ilość pyłu zgrubnego m p,gr = 530 kg/wytop = 6,4 kg/t żeliwa, ilość pyłu drobnego m p,dr = 118 kg/wytop = 1,4 kg/t żeliwa, razem m Σ = 648 kg/wytop = 7,8 kg/t żeliwa. 5 Ilość wytworzonego żużla we wszystkich wytopach doświadczalnych z zastosowaniem brykietów zawierała się w przedziale 102,3 116 kg/t żeliwa, w dwóch wytopach pilotażowych z wdmuchiwaniem pyłu przez dyszę wynosiła 95 i 95,5 kg/t żeliwa a w wytopie bez wprowadzania pyłu 94,8 kg/t żeliwa. 6 Ilości pyłu, wytrącanego z gazów żeliwiakowych w czasie dwóch pilotażowych wytopów z zastosowaniem metody wdmuchiwania mieszanek pyłowych przez dyszę żeliwiaka wynosiły 8,0-8,1 kg/t żeliwa, a w czasie kontrolnego wytopu o bez wprowadzania pyłu w jakiejkolwiek postaci 7,9 kg/t żeliwa. Ilości pyłu emitowanego w czasie wszystkich trzech wytopów doświadczalnych z zastosowaniem brykietów zawierała się w przedziale 7,8 8,4 kg/t żeliwa).

10 120 Tabela 2. Wyniki analizy chemicznej żużli żeliwiakowych (postać tlenkowa), % mas. Table 2. Chemical composition of cupola slags (oxide form)wt % Składnik Okres 1 (Ż 16) Okres 3 (Ż 20) Okres 4 (Ż 22) Okres 5 (Ż 24) CaO 35,3 34,6 31,8 35,1 SiO 2 43,1 43,9 45,1 44,2 Al 2 O 3 9,78 10,8 11,1 9,63 Fe 2 O 3 5,59 3,62 3,81 4,23 MnO 2 3,72 4,17 4,76 3,94 TiO 2 0,44 0,537 0,549 0,493 SO 3 0,297 0,387 0,421 0,352 MgO 0,811 0,836 0,871 0,604 K 2 O 0,455 0,487 0,535 0,435 Na 2 O - - 0,468 0,423 Cl 0,133 0,137 0,071 0,0992 SrO 0,079 0,0814 0,0765 0,0748 ZrO 2 0,058 0,0836 0,0759 0,0648 CrO 3 0,214 0,344 0,278 0,301 P 2 O ,366 NiO 0,023 0,0327 0,0368 0,0305 Zasadowość B* %CaO %SiO 2 + %Al 2 O 3 0,67 0,63 0,56 0,65 4. PODSUMOWANIE Badania w zakresie recyklingu pyłu powstającego w procesie żeliwiakowymi i w innych miejscach jego generowania, prowadzone głównie przy stosowaniu brykietów pyłowych, pozwoliły stwierdzić, co następuje: 1) Temperatura przegrzania żeliwa ani wydajność żeliwiaka nie ulegają zauważalnym zmianom w efekcie wprowadzania brykietów wraz z nabojami wsadu metalowego. Mimo częstych przerw w wytopach, wynikających z trudności organizacyjnych w płynnym odprowadzaniu ciekłego żeliwa do stanowisk odlewania, oraz małego stopnia dotlenienia dmuchu uzyskuje się temperaturę żeliwa na rynnie spustowej na poziomie o C. 2) Nie zwiększa się również ilość pyłu emitowanego z pieców. 3) W przypadku wprowadzania pyłu w postaci brykietów zwiększa się nieco ilość powstającego żużla, oraz zmienia się jego skład chemiczny (maleje zasadowość żużla), co może stwarzać pewne trudności przy jego granulacji. 4) Brak jest jakiegokolwiek oddziaływania brykietów we wsadzie na skład chemiczny wytapianego żeliwa a tym samym na właściwości mechaniczne wykonywanych z niego odlewów.

11 121 LITERATURA [1] C. Podrzucki: Kierunki rozwoju żeliwiaków i procesu żeliwiakowego. Skrypt Instytutu Odlewnictwa., Kraków [2] M. Holtzer: Porównanie procesu wytapiania żeliwa w żeliwiaku, piecu indukcyjnym i piecu obrotowym. Odlewnictwo-Nauka i Praktyka, Nr 5, 2005, s [3] F. Neumann: Gusseisen. II wyd. Expert-Verlag, Renningen-Malmsheim [4] M. Holtzer: Gospodarka odpadami i produktami ubocznymi w odlewniach. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków 2001 [5] M. Charbonnier i in.: Fonderie-Fondeur d Aujourd hui 1998, nr 174, s [6] G. Steinbauer, W. Siefer: Giesserei 82 (1995), nr 9, s ; nr 11, s [7] C. Wolf i in.: Giesserei-Erfahrungsaustausch, Februar 2000, s [8] M. Lemperle: Giesserei-Praxis (2001), nr 8, s [9] E. Stricker i in.: Giesserei 87 (2000), nr 7, s [10] C. Podrzucki, C. Kalata: Metalurgia i odlewnictwo żeliwa, Wyd. 2. Wyd.. Śląsk, Katowice Praca została zrealizowana w ramach projektu celowego Nr 6 T C/ SUMMARY USING CUPOLA FOR RECYCLING FOUNDRY DUSTS In the paper possibilities and technologies of recycling in cupola processes the cupola dusts as well as dusts generated in foundries out of melting shops were presented. More attention was devoted to the one of the main recycling methods, i.e. the method of briquetting the dust and introducing it into the furnace together with the metallic charge. Investigations carried out in one of polish iron foundries have revealed that introducing of dust briquets has not, practically, any negative consequences in relation to the main effects of cupola process. Recenzent: prof. dr hab. inż. Jan Lech Lewandowski.

12 122