ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ АКТИВНОСТІ ВІДВАЛІВ ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.04 - ливарне виробництво. - Національний технічний університет України “КПГ, Київ, 1999. Дисертацію присвячено питанням підвищення екологічної безпеки ливарного виробництва по відношенню до літосфери. На основі результатів біомоніторінгу виявлений механізм самовідновлення екосистеми ливарних відвалів, що перетворює їх з техногенного утворення в грунт. Запропонований новий ефективний метод підвищення екологічної активності відпрацьованих формувальних і стержневих сумішей, а також зменшення їхньої витрати за рахунок зниження браку литва, що полягає в доданні в ці суміші насіння рослин-меліорантів. Промислова апробація показала ефективність використання насіння різноманітних рослин в якості біододатку для підвищення піддатливості ливарної форми.

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy by speciality 05.16.04 s casting engineering. - National Technical University of Ukraine "КРГ, Kiev, 1999. The thesis is devoted to increasing of ecological safety of foundry in relation to lytosphere. On the basis of biomonitoring results the selfrecovery mechanism of the foundry dumps ecosystem converting them from man-cavsed formation in soil is detected. The new effective method of the ecological activity increasing of wasted moulding and core mixtures side by side with the method of their expenditure reduction at the expense of lowering discard of casting based on adding of land-improving plant seeds in these mixtures are offered. The industrial approbation has shown efficiency of different plants seeds application as the biocomponent for increasing of the mould pliability.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.04 - литейное производство. - Национальный технический университет Украины “КПИ”, Киев, 1999. Диссертация посвящена вопросам повышения экологической безопасности литейного производства по отношению к литосфере. Основную нагрузку на литосферу литейное производство оказывает своими твердыми отходами, которые представляют собой отработанные формовочные и стержневые смеси. Современные методы утилизации и регенерации этих смесей не могут охватить весь объем отходов, а материалы, применяемые в технологических процессах, не способствуют их восстановлению в условиях отвалов. Биомониторинг литейных отвалов подтвердил, что они являются активным антропогенным фактором, который негативно влияет на окружающую среду. Вместе с тем, результаты фитоиндикации показали, что в экосистеме литейных отвалов происходят процессы самовосстановления и самоорганизации, которые превращают отвалы из техногенного образования в почву определенного типа. Выявленный механизм самовосстановления отвалов основан на кругообороте веществ, важную роль в котором играет растительность. Установлено, что литейные отвалы обладают низкой экологической активностью, которая замедляет их адаптацию в биосферных процессах. При этом низкая экологическая активность не зависит ни от состава отвалов, ни от времени, в течение которого они находились в природных условиях. Малое количество и видовой состав растительности отвалов не способствуют наращиванию этой активности. Поэтому предложен новый эффективный метод повышения экологической активности отработанных формовочных и стержневых смесей, а также уменьшения их расхода за счет снижения брака литья, заключающийся в добавлении в эти смеси семян растений-мелиорантов. Этот метод предусматривает три варианта: • высев семян растений-мелиорантов в отвалы; • добавление их в смесь перед вывозом в отвал • добавление семян в смесь, участвующую в технологическом процессе, т.е. на стадии производственного цикла. Ввод семян в формовочную смесь с целью повышения ее биологической активности аналогичен биорекультивации нарушенных земель, которая обычно проводится в несколько циклов и заключается в высадке растений с последующей их запашкой в почву. Но этот метод требует дополнительных затрат на оборудование и сельскохозяйственную технику. Поэтому наиболее эффективным представляется вариант, когда семена добавляются в смесь в процессе изготовления отливок. Этот технологический прием аналогичен применению древесных опилок, которые традиционно добавляются в смесь для повышения податливости литейной формы. Исследования показали, что процесс перемешивания семян с песком в бегунах, а также операция формовки не только не вредят семенному материалу, но и способствуют повышению его активности. Однако последующая операция - заливка формы металлом - приводит к гибели части семян из-за перегрева. Для определения зон формы, в которых семена выживут или выгорят после заливки, рассмотрели распределение температуры в сырой песчано-глинистой форме. Компьютерное моделирование температурных полей, а также высадка семян непосредственно в литейную форму позволили выделить три характерные зоны: I - зону полного выгорания семян (зону податливости); II - зону частичного выгорания семян; III - зону полного выживания семян. Количественное соотношение этих зон показывает, что в литейной форме гибнет совсем незначительная часть семян (до 20 %), что обеспечивает достаточное их количество для формирования экологической активности смеси. С технологической точки зрения наибольший интерес представляет зона I - зона податливости. Влияние семян на податливость литейной формы оценивали по разработанной методике, основанной на разности между затрудненной и свободной усадками. Промышленная апробация показала, что содержание в смеси семян различных растений способствует снижению брака литья по горячим трещинам, как и содержание древесных опилок. Но наиболее эффективным является сочетание опилок с семенами, так как в этом случае достигается двойной эффект - повышается податливость смеси в увеличивается биологическая активность отработанной смеси.