Современные формовочные смеси, употребляемые при литье по выплавляемым моделям, весьма дороги (поскольку их материал должен обеспечивать возможность работы с жаропрочными литейными сплавами) и зачастую состоят из дефицитных материалов. По этим причинам регенерация материала оболочковых форм является одной из актуальных задач современного литейного производства.

Регенерация и повторное использование формовочных материалов - радикальный метод снижения себестоимости литья по выплавляемым моделям. Особенно актуальна экономия таких дефицитных и дорогостоящих материалов, как электрокорунд, циркон, дистен-силиманит. В настоящее время при литье по выплавляемым моделям масса повторно используемого материала составляет не более 5 % общего расхода. Это обусловлено отсутствием эффективных способов регенерации отработанных материалов. В связи со значительным повышением цен на исходные формовочные материалы, а также с повышением экологических требований проблема высокоэффективной регенерации отработанных керамических форм, выполненных на основе электрокорунда, приобретает особую важность. Используемый в промышленности способ химической регенерации электрокорундовых форм имеет ряд существенных недостатков: высокую трудоемкость, большие энергозатраты и занимаемую установками площадь, несоответствие современным требованиям экологии. Кроме того, при химической регенерации дистен-силиманит полностью теряется и уходит с пульпой в отвал.

Специалистами ОАО "НПО "САТУРН" совместно с кафедрой материаловедения и литейного производства Рыбинской государственной авиационной технологической академии (РГАТА) разработана высокоэффективная технология и промышленная установка пневморегенерации материала отработанных керамических форм, изготовленных на основе электрокорунда и дистен-силиманита. В отличие от известной схемы пневморегенерации, наряду с очисткой поверхности зерен электрокорунда от пленок связующего вещества осуществляется последующее разделение регенерата на две составляющие: зернистую фракцию с размером зерен от 0,1 до 0,63 мм и порошкообразную с размером частиц менее 20 мкм. Зернистая фракция представляет собой электрокорунд, а порошкообразная - дистен-силиманит.

Зерна электрокорунда, очищенные от пленок связующего, выводятся из воздушного потока в осадительной камере, откуда подаются в разгрузочный лоток с пневматическим классификатором. Регенерированный электрокорунд периодически выгружается в передвижную емкость. Воздушный поток, содержащий порошкообразную фракцию, передается системой вентиляции в два последовательно расположенных циклона: первый - для осаждения частиц с размерами до 0,1 мм, второй - для осаждения частиц с размерами менее 0,1 мм. Неосаждаемая пылевидная фракция вместе с воздухом удаляется цеховой вентиляционной системой. В ней происходит окончательная очистка воздуха в циклонах с водяным орошением. Такой способ очистки обеспечивает выполнение нормативных требований по ПДК пылевидной фракции в воздухе, выбрасываемом в атмосферу.

Из данных лабораторного анализа видно, что суммарное содержание в регенерате фракций, рекомендуемых для обсыпки модельных блоков (0,63 и 0,5 мм), составляет 74,8 %. Это указывает на высокий технико-экономический уровень разработанного процесса регенерации керамических форм.

Анализ химического состава регенерата показывает, что электрокорунд после регенерации по химическому составу соответствует ОСТ 1.41722-78 и РТМ 1.4.1093-82. Поэтому он может использоваться для нанесения огнеупорного покрытия, начиная с третьего слоя.

Зерна свежего электрокорунда имеют угловатую форму, поверхность их в основном гладкая и чистая. Крошка отработанных керамических форм, подлежащая регенерации, состоит из крупных и мелких зерен, поверхность которых покрыта пленкой связующего материала. Электрокорунд после пневматической регенерации не содержит порошкообразной и пылевидной фракции. На поверхности зерен отсутствуют видимые остатки пленки. По сравнению со свежим электрокорундом зерна регенерированного имеют более равноосную "обкатанную" форму.

Анализ результатов позволил рекомендовать регенерированный дистен-силиманит к использованию в производстве для изготовления малоответственных отливок из углеродистых сталей, например, художественного литья, отливок ширпотреба и т.п.
Установки рассмотренного типа успешно эксплуатируются с 1991 г. Объем использованного регенерированного материала по отношению к свежему в 2000 г. составлял 32 %, а экономический эффект от использования регенерата в производстве в 2000 г. составил 132 тыс. руб.

Свежий электрокорунд	Крошка отработанных керамических форм	Электрокорунд после пневматической регенерации	Электрокорунд после химической регенерации