Формовочные материалы (стр. 18 )

5) добавки для улучшения податливости стержней при высокотемпературном нагреве. Вследствие силового взаимодействия отливки и формы в начальные моменты остывания в затвердевшем металле развиваются внутренние напряжения, которые могут привести к образованию в отливке горячих трещин. Для улучшения податливости формы используют выгорающие добавки (древесную муку или опилки, пенополистироловую крошку и т. п.) или волокнистые и высокопористые молотые материалы (асбест-крошка, вспученные перлит и вермикулит и т. п.). Для высокотермостойких смоляных связующих возможно внедрение добавок пластификаторов (дибутилфтолат, глицерин) или окислителей (КМnO4, NaNO3 и др.).

6. Добавки для улучшения выбиваемости смеси. Кероген непылящий (ТУ 38.10940–75) – однородный порошкообразный концентрат сланца, смешанного со смягчителем – нефтяным маслом ПН-6.

Кероген вводят в составы ЖСС, ПСС и смесей по СО2-процессу в количестве 2–3 мас. долей, %.

Диспергатор НФ технический (ГОСТ 6848–79) – нейтрализованный продукт конденсации сульфокислот нафталина с формальдегидом.

НФ жидкий пожаробезопасен, сухой – горючее вещество с температурой самовоспламенения 564°С; относится к III классу умеренно опасных (по токсичности) веществ. Используется преимущественно в составах смесей по СО2-процессу после дополнительного кон-
центрирования до содержания активного вещества 60–65% на сухой продукт. Позволяет уменьшить содержание жидкого стекла
до 3–4 мас. ч. на 100 мас. ч. песка. Возможно использование ХТС с жидкими отвердителями.

7. Подготовка исходных материалов

Исходные формовочные материалы, применяемые в качестве компонентов смесей, перед использованием подвергают соответствующей подготовке. Формовочный песок сушат, а затем просеивают. Температуру сушки определяют исходя из содержания в песке глинистой составляющей. Для песков, в которых содержание глинистых составляющих более 10%, температура сушки не должна превышать 250–300°С. Пески с меньшим содержанием глинистой составляющей сушат при температуре 500°С. Сушку песка осуществляют в горизонтальных барабанных сушилах.

Рис. 7.1. Схема горизонтального барабанного сушила:

1 – топка; 2 – течка для загрузки песка; 3 – дымосос;
4 – выходное отверстие; 5 – барабан; 6 – привод;
7 – винтовые насадки для распределения высушиваемого материала

Горизонтальное барабанное сушило показано на рис. 7.1. Загрузку песка в барабан 5 производят непрерывно. При вращении барабана, установленного под углом к горизонту, песок движется по наклону под действием собственной массы и распределяется внутри барабана по продольным каналам насадок 7. Высушенный песок поступает в ленточный транспортер, а после охлаждения – к месту потребления. Производительность горизонтальных барабанных сушил в зависимости от модели составляет до 45 т песка в час.

Схема установки для сушки песка в «кипящем» слое приведена
на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Схема установки для сушки и охлаждения песка в «кипящем» слое:

1 – сушильная камера; 2 – приемная воронка; 3 – транспортер;
4 – течка; 5 – газораспределитель­ная решетка; 6 – топка; 7 – трубопровод;
8 – шибер; 9 – трубопровод; 10 – вентилятор; 11 – смесительная камера; 12 – воздухораспределительная решетка; 13 – транспортер;
14 и 16 – желоба; 15 – охладительная камера

Влажный песок по ленточному транспортеру 3, через приемную воронку 2 и течку 4 поступает в сушильную камеру 1 на газораспределительную решетку 5. Топливо подается по трубопроводу 7 и сжигается в топке 6. Из топки горячие газы поступают в смесительную камеру 11, в которой они частично охлаждаются холодным воздухом до 900–1000°С, а затем продуваются через газораспределительную решетку 5. При продувке песок переходит в состояние псевдокипения, в процессе которого зерна песка обдуваются горячими газами и трутся друг о друга, частично очищая свою поверхность от примазок других минералов. Высушенный горячий песок по желобу 16 поступает в охладительную камеру 15, в которой он повторно продувается через воздухораспределительную решетку 12, но уже холодным воздухом. К установке воздух нагнетается вентилятором 10 по трубопроводам 9. Регулирование подачи воздуха производят шиберами 8. Охлажденный песок по наклонному желобу 14 поступает на ленточный транспортер 13, а затем к месту потребления. Производительность установок для сушки песка в «кипящем» слое в зависимости от модели составляет от 3 до 24 т/ч.

Формовочные пески с высоким содержанием глинистой составляющей (более 10%) после сушки с целью разминания комьев подвергают дроблению с применением оборудования, предназначенного для грубого дробления формовочных материалов. К данному виду оборудования относятся щековые, валковые, молотковые и роторные дробилки.

Схема одного из видов этого оборудования – щековой дробилки – приведена на рис. 7.3. Материал, предназначенный для дробления, загружают в зазор 1, образованный подвижной 3 и неподвижной 2 щеками. Дробление кусков осуществляется с помощью эксцентрикового вала, передающего колебательное движение подвижной щеке через шатун 6, который, поднимаясь с помощью распорок 5, приближает ее к неподвижной щеке, а, опускаясь, позволяет ей под действием пружины отойти обратно. Загруженный кусковой материал при этом опускается и измельчается до величины, соответствующей наи­меньшему расстоя-
нию 4 между щеками, после чего проваливается вниз. Производительность дробилок данного типа составляет до 5–6 м3/ч.

Рис. 7.3. Схема щековой дро­билки:

1 – верхний зазор; 2 – неподвижная щека; 3 – подвижная щека;
4 – нижний зазор; 5 – распорки; 6 – шатун

Просеивание песка с целью отделения спекшихся комочков и мелких камней (гальки) производят с помощью полигональных барабанных сит или вибрационных установок (грохотов), имеющих размеры ячеек 3–5 мм.

Все высокоогнеупорные наполнители формовочных смесей и противопригарных красок (хромит, хромомагнезит, магнезит и др.) долж­ны иметь такой зерновой состав, который соответствовал бы их назна­чению. В противном случае их перед применением измельчают (дробят, размалывают) и просеивают. Например, хромитовые пески применяют обычно таких групп: 01, 016 и 02. Кусковой хромит подвер­гают измельчению в дробильно-размольных машинах: щековых и ко­нусных дробилках, а затем в размольных вальцах или бегунах с про­сеиванием на ситах до получения фракции 3,2–0,5 мм. Измельчение хромита до размера зерен менее 0,06 производят в трубных мельницах.

Формовочную глину используют в сухом молотом состоянии или в виде водной суспензии. Подготовка глины заключается в следующем. Комовую глину сначала подвергают сушке в барабанных сушилках. Температура сушки обычной глины не должна превышать 200–250°С, а бентонитовой – 150–180°С. При более высоких температурах глина будет терять свою связующую способность. Дробление и размол глин обычно происходит в две стадии: грубое и тонкое дробление. Для тонкого дробления используют шаровые мельницы (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Схема шаровой мельницы:

1 – загрузочная воронка; 2 – барабан из стальных пластин; 3, 5 – сита;
4 – лопатки для повторного сбрасывания в барабан крупных частиц;
6 – разгрузочное окно

В барабан вместе со стальными шарами загружают глину, которая, прошла стадию грубого дробления. Во время движения барабана шары размалывают глину, которая, проходя через решетчатые стенки, выходит наружу через разгрузочное окно. Глина, не прошедшая через решетчатые стенки барабана, специальными лопастями повторно направляется в барабан для дробления. С целью увеличения производительности шаровые мельницы оснащаются специальными проточными сепараторами, которые улучшают процесс отделения недомолотой глины для повторного размалывания. Производительность шаровых мельниц составляет до 6–7 т/ч.

Глинистую суспензию приготавливают следующим образом. Сначала комовую глину замачивают в баках с водой в соотношениях по массе 1:2 – для обычных и 1:4 – для бентонитовых глин. После истечения срока, достаточного для разбухания глины, ее размешивают в лопастном смесителе до получения однородной суспензии плотностью 1,2–1,3 г/см3. Преимуществом использования глинистой суспензии является устранение операций сушки и размалывания, сопровождающихся обильным пылевыделением.

Каменноугольную пыль приготавливают в шаровых или молотковых мельницах. Тонкость помола угля должна соответствовать фракциям 005 и 0063, сумма которых должна составлять не менее 70%. Для приготовления песчано-глинистых смесей, предназначенных для чугунного литья, используют глиняно-угольную суспензию, получаемую путем смешивания глинистой суспензии с каменноугольной пылью в соответствующих пропорциях.

Сульфитно-спиртовую бражку марки КБЖ разводят в воде до плотности (1,27¸1,30)103 кг/м3, а бражку марки КБТ сначала растворяют в котле водой (на 100 кг бражки 50 л воды), после чего подвергают нагреву. Температура нагрева не должна превышать 90°С, так как при более высокой температуре частично теряется ее связующая способность. Плотность полученной после охлаждения жидкости должна составлять (1,27¸1,30)103 кг/м3.

Помимо рассмотренных выше основных компонентов смесей (песка и глины) и способов их подготовки, в качестве основного компонента смесей широко используются также оборотная смесь и регенерированный песок. Оборотную смесь получают из отработанной песчано-глинистой смеси, а регенерированный песок – из отработанных формовочных и стержневых смесей.