228 Przegląd Odlewnictwa 7–8/2010

Mas

zyn

y, u

rząd

zen

ia,

mech

aniz

acja

Uruchomienie nowoczesnej stacji regene-racji dla mas formierskich wykonywanych na bazie osnowy piaskowej i żywic furfurylo-wych/furanowych w Centrum Odlewniczym Ostfriesland (ENERCON) zakończyło się powodzeniem.

Już od kilku miesięcy w Centrum Odlewniczym Ostfriesland, tj. w Zakładzie GZO (GZO - skrót od pierwszych liter nazwy w języku niemieckim; przyp. tł.), nowej odlewni firmy ENERCON, producenta wiatrowych turbin energetycznych, odlewane są, na własne potrzeby, najważniejsze elementy tych urządzeń ener-getycznych. Odlewy z GZO, co szczególnie istotne, to elementy odlewane z żeliwa sferoidalnego (GGG) o najwyższej jakości, z przeznaczeniem na piasty wirnika albo nośniki elementów podwieszanych o rozmiarach aż do 6 m.

INGO GROSS, FRANK WOLDERT

Nowoczesna regeneracja mas w Ostfriesland

I. Gross - Wirtschaftsingenieur und Gießereifachingenieur, F. Woldert - Maschinenbauingenieur, FAT GmbH, Niederfischbach, Germany, www.f-a-t.deArtykuł sponsorowany

Nowa odlewnia posłuży zwiększeniu zdolności wytwórczych ENERCONU natomiast współpraca z dotychczasowymi dostaw-cami odlewów pozostanie utrzymana.

Przy projektowaniu nowej odlewni inżynierowie Enerconu kładli duży nacisk na zaprojektowanie i wybudowanie doświetlo-nej, jasnej przestrzeni hali produkcyjnej gdzie będzie realizowana nowoczesna koncepcja produkcyjna.

Wymagania stawiane regeneracji piasku

Ponieważ jakość osnowy piaskowej masy formierskiej posia-da bezpośredni wpływ na jakość powierzchni odlewu a także na zużycie środków wiążących, odlewnie wymagają od projektantów i producentów firm dostarczających instalacje i urządzenia od-lewnicze typu stacje regeneracji mas formierskich, uzyskiwania i zagwarantowania odpowiednich parametrów procesu, gdzie

Rys. 2. Wnętrze odlewni GZORys. 1. Hala Odlewni GZO z zewnątrz

7–8/2010 Przegląd Odlewnictwa 229

szczególnie ważne są: straty prażenia, resztkowa zawartość pyłu w regeneracie, temperatura piasku po procesie i stopień odzysku regeneratu z wybitej masy. Do tego dochodzą dodatkowe, nie mniej istotne wymagania jak dyspozycyjność instalacji, łatwość obsługi i konserwacji, odporność na zużycie, jakość serwisu i utrzymywanie stanu części zapasowych.

Odnośnie mas formierskich wykonywanych na bazie żywic furanowych, stosowanych do wykonywania odlewów z żeliwa sferoidalnego ( GGG ) można z reguły dla regeneratu, jako rze-czywiste, przyjąć następujące wymagane wskaźniki:• Straty prażenia około 2,5 do 3,5% (wartość zależna od pro-

porcji: ilość masy w formie/masa odlewu);• Zawartość pyłu resztkowego < 0,1%;• Temperatura piasku ~ 25°C;• Stopień odzysku > 95% (tzn. zapotrzebowanie na piasek

świeży około 5%);• Dyspozycyjność instalacji > 97%;

Dla Projektu Odlewni GZO firma FAT podała następujące gwarantowane wartości:• Straty prażenia < 4% (wartość stosunkowo wysoka, z po-

wodu niekorzystnej proporcji: ilość masy formierskiej/masa odlewu);

• Zawartość pyłu resztkowego < 0,1%;• Temperatura piasku ~25°C;• Stopień odzysku > 95% (tzn. zapotrzebowanie na piasek

świeży około 5%);• Dyspozycyjność instalacji > 97%.

W odlewni GZO, w związku z dużymi gabarytami odlewa-nych detali i związaną z tym koniecznością uzyskania wysokiej wytrzymałości materiału formierskiego, formy wykonywane są w masach na bazie żywic furanowych. Ze względu na ochronę środowiska i ze względów cenowych zapotrzebowanie na świeży piasek zostało zredukowane tak dalece jak to tylko było możliwe

a wymagania odnośnie sprawności i skuteczności regeneracji postawiono na bardzo wysokim poziomie. Na podstawie tych kryteriów decyzja co do wyboru przez GZO dostawcy instalacji regeneracji mas formierskich zapadła ze wskazaniem na firmę FAT (Förder- und Anlagentechnik GmbH, Niederfischbach, Niemcy, www.f-a-t.de).

Koncepcja firmy FAT łączy w sobie następujące zalety:- dla zadania „Wybijanie” jedna maszyna Krata do wybi-

jania odlewów,- dla zadania „Dozowanie” jedna maszyna Przenośnik

wstrząsowy przegubowy,- dla zadania „Kruszenie masy” jedna maszyna Kruszarka

wibracyjna,- dla zadania „Wychwytywanie elementów metalowych” jedna maszyna Separator magnet.Dzięki tej prostej koncepcji realizowanego procesu odzy-

skiwać można maksymalną ilość regeneratu. Efektem tego jest uzyskiwanie pożądanego następnego wyniku, tj. wprowadzenie tylko minimalnych ilości (drogiego) świeżego piasku w celu od-tworzenia ubytków w masie obiegowej.

Koncepcje konkurencji, proponowane dla realizacji tego sa-mego zadania regeneracji, różnią się w stosunku do rozwiązania FAT tym że preferują wykorzystanie urządzenia wielofunkcyjnego zaprojektowanego dla obszaru „Wybijanie”.

Oznacza to jedna maszyna dla kilku zadań „Wybijanie - Dozowanie - Kruszenie masy - Wychwytywanie elementów metalowych”.

Użytkownik bardzo szybko będzie mógł dostrzec, że pomimo tego, że koszty inwestycyjne takiego wielofunkcyjnego rozwiąza-nia (niska sumaryczna wartość oferty) są korzystniejsze, to już po około jednym roku eksploatacji ta „zaleta” zacznie przynosić więcej strat niż korzyści.

Dodatkowo, parametry regeneratu uzyskiwanego ze stacji

Rys. 3. Krata do wybijania odlewów 4,2 x 4,2 m o dopuszczalnym obcią-żeniu 50 t

regeneracji prod. FAT są tak dobre, że wy-maganą wytrzymałość masy formierskiej dla dużych (kilka tonowych) odlewów z żeliwa sferoidalnego uzyskuje się praktycznie na samym regeneracie (max. do 5% świeżego piasku) i przy minimalnym dodatku środków wiążących.

Firma FAT Förder- und Anlagentechnik GmbH otrzymała w roku 2008 zamówienie ze strony Odlewni GZO na dostawę i montaż kompletnej instalacji o wydajności 60 t/h.

Zamówienie obejmowało między inny-mi kratę do wybijania odlewów 4,2 x 4,2 m o dopuszczalnym obciążeniu 50 t, stację roz-drabniania wybitej masy z dwiema kruszarkami wibracyjnymi, układ odpylania i chłodzenia pia-sku, silosy magazynowe i przeładunkowe jak i kompletny system transportu pneumatyczne-go regeneratu oraz piasku świeżego.

Koncepcja mechanicznej regeneracji masy formierskiejKrata do wybijania odlewów posadowiona

jest na poziomie podłogi hali i znajduje się w osobnej części odlewni.

W związku z występującymi wysokimi obciążeniami, rzędu 50 t i związanym z tym,

230 Przegląd Odlewnictwa 7–8/2010

niezbędnym wysokim ciężarem samej kraty do wybijania i kon-strukcji wsporczej, całość instalacji podparta będzie na specjalnej ramie kompensującej/tłumiącej drgania. Powstająca, w trakcie pracy kraty, energia drgań zostaje przez to praktycznie w całości zaabsorbowana i nie będzie przenoszona na fundament, a tym samym na konstrukcję budynku.

Wybite na kracie bryły masy formierskiej jak też i drobny, przepalony piasek, zbierane są w zsypie pod kratą i przez rynny wibracyjne odprowadzane do dwóch kruszarek wibracyjnych w celu dalszego rozdrobnienia i przesiania.

Powyżej króćców wylotowych kruszarek umieszczone są 2 separatory magnetyczne, które wychwytują ze strugi rozkruszo-nej masy podatne magnetycznie elementy takie jak ochładzalnik, kokile i resztki metalu.

W kruszarkach wibracyjnych bryły wybitej furanowej masy formierskiej zostają przez tarcie i wibrację rozdrobnione do wiel-kości ziaren osnowy i przesiane. Około 2–3% użytego piasku zostaje jako nadziarno odsiane.

Zalegające w koszu kruszarki duże elementy z nadawy, są raz na zmianę usuwane przez obsługę poprzez łatwodostępny, znajdujący się na wysokości ramion, otwór konserwacyjny urządzenia.

Na dalszym etapie procesu regeneracji regenerat zostaje odpylony w separatorze kaskadowym. Służące do tego celu powietrze zasysane jest przez separator kaskadowy w prądzie krzyżowym.

Następnie regenerowany piasek przechodzi (grawitacyjnie) przez chłodnicę spiętrzającą, w taki sposób, że zostaje spię-trzony w komorze chłodzącej wymiennika ciepła. Temperatura piasku obniża się podczas chłodzenia ze 150–200°C do 25°C. Natężenie przepływu piasku przez chłodnicę (wydajność chło-dzenia piasku) i ilość wody chłodzącej podawanej do chłodnicy są regulowane w zależności od temperatury wylotowej piasku (optymalnie 25°C).

Rys. 4. Stacja rozdrabniania z dwiema kruszarkami wibra-cyjnymi (wydajność 2 x 30 t/h)

Rys. 5. Regeneracja piasku firmy FAT z separatorem kaska-dowym i chłodnicą spiętrzającą

Odpylony i ochłodzony regenerat jest rozdzielany pneuma-tycznie na 4 silosy regeneratu, tam jest magazynowany i znajduje się w dyspozycji pneumatycznego systemu transportu piasku formierskiego dla formierni ręcznej.

Odlewnia GZO zdecydowała się na pneumatyczny system transportu piasku tzw. typu „korkowego” z podajnikami pneu-matycznymi firmy FAT, aby uzyskać wysoką dyspozycyjność i pewność ruchową zasilania piaskiem przy niskich kosztach obsługowo-konserwacyjnych. Transport pneumatyczny, tzw. typu „korkowego” produkcji firmy FAT pracuje z prędkością transpor-towania do 6 razy mniejszą niż ma to miejsce w klasycznych systemach transportu realizowanego za pomocą sprężonego powietrza. Z tego też powodu zużycie ścierne instalacji trans-portowej jest tutaj znacząco mniejsze a żywotność odpowiednio większa.

Z tego powodu, że zużycie rurociągów transportowych i elementów zakrętowych trasy zależy wykładniczo od prędkości przenoszenia, okresy żywotności tychże rurociągów i łuków przy technologii transportu pneumatycznego firmy FAT są wielokrotnie dłuższe (kilka lat bez konieczności jakiejkolwiek konserwacji przewodów transportowych!).

Instalacja została wykonana w ścisłej kooperacji i współpracy z kierownictwem Odlewni GZO, projektantami fabryk firmy Ener-con i pracującego dla Enercon Biura Architektonicznego.

Kompleksowość całego przedsięwzięcia wymagała bardzo

7–8/2010 Przegląd Odlewnictwa 231

Jako gwarancjdługiej ywotno ci

H+J Biuro Techniczne – przedstawiciel w PolsceJ. D browskiul. Kolberga 18 · 41-710 Ruda l ska · POLSKAtel +48 32 2420068 · mobile +48 605 566576j.m.dabrowski@neostrada.pl · www.f-a-t.de

Twój partner dla projektów „pod klucz“

Formierni mas wi zanych chemicznie• Linie formierskie • Mieszarko-nasypywarki

• Stacje regeneracji mas • Stacje separacji chromitu

Transport pneumatyczny• Piasek • Bentonit • W giel • Odpylanie

Quality made in Germany

1000xxx_Aenderung_AZ_poln_Fachanzeige 1/2 quer 02.08.10 10:36 Seite 1

Rys. 6. Pneumatyczne zasilanie piaskiem z podajnikami ciśnieniowymi tzw. systemu „korkowego” produkcji firmy FAT

precyzyjnego wykonywania swoich zadań przez wszystkie współpracujące ze sobą podmioty a także dużych umiejętności koordynacyjnych zarządzających projektem.

Wraz z odbiorem instalacji do regeneracji piasku na początku listopada 2009 w Odlewni GZO rozruch instalacji regeneracji mas formierskich zakończył się sukcesem.

W tym miejscu chcielibyśmy jeszcze raz bardzo podzię-kować wszystkim biorącym udział ze strony naszego Klienta w opisywanym przedsięwzięciu. Nasza współpraca zaowoco-wała oddaniem do użytku nowoczesnej, efektywnej inwestycji, która latami powinna potwierdzać słuszność decyzji o podjęciu jej realizacji. Jeszcze raz - dziękujemy!

Dalsze informacje pod:

www.f-a-t.de