Формовочные материалы (стр. 27 )

Таблица 9.8

Номенклатура готовых самовысыхающих противопригарных красок
на основе форлака

Марка противопригарной краски	Наполнитель	Плотность краски, кг/м3	Вязкость, с	Время высыхания, мин, не более	Область применения
ПГС-1А	Графит	1050–1000	22–26	60	Отливки из чугуна и цвет­ных сплавов
ПДС-1А	Дистен- силлиманит	1280–1320	28–32	60	Стальные отливки
ПТС-1А	Тальк	1220–1250	26–30	60	Отливки из чугуна

Лак представляет собой раствор модифицированного высокополимерного связующего в органическом растворителе, после испарения которого формируются прочные эластичные пленки. Растворителем лака служит растворитель антипригарных красок, состоящий из спирта этилового, ацетона и бензина-растворителя.

9.3. Приготовление противопригарных красок

В литейных цехах для приготовления покрытий, а также при разведении централизованно поставляемых противопригарных композиций, обычно применяют краскомешалки, основные типы которых представлены на рисунке.

Наилучшее качество перемешивания обеспечивают лопастные мешалки с отражательными перегородками и частотой вращения рабочего вала 100-200 об/мин. Использование таких аппаратов позволяет существенно сократить длительность процесса приготовления покрытий.

При выборе или изготовлении мешалок рекомендуются следующие соотношения основных геометрических параметров установок (см. рисунок, а): D/d = 1,6 ÷ 3; D/b1 = 10 ÷ 12; d/h2 = 1 ÷ 6; H/d = 1 ÷ 1,3; H/h1 = 1,2 ÷ 1,4; d/b2 = 5 ÷ 10.

а б в г

Схемы основных типов краскомешалок:

а – лопастная с отражательными перегородками (n = 100÷300 об./мин);
б – лопастная (n = 60÷100 об./мин); в – рамная или якорная (n = 30÷60 об./мин);
г – краскомешалка, работающая на сжатом воздухе

Иногда применяют барботажные аппараты (см. рисунок, г), в которых перемешивание обеспечивается сжатым воздухом, пропускаемым через слой суспензии. Однако данный способ малоэффективен, приводит к насыщению покрытия пузырьками воздуха.

При разведении централизованно выпускаемых покрытий в мешалку следует сначала заливать воду (30-60% от ее оптимального содержания), затем отдельными порциями загружать поставляемый концентрат (пасту, порошок или гранулированный продукт). Массу перемешивают в течение 30-60 мин, выдерживают 60-120 мин, перемешивают снова 30-60 мин и добавляют воду до необходимой плотности.

Однородность полученной суспензии оценивают путем нанесения на стеклянную пластинку. На пластинке не должны присутствовать включения, выступающие над слоем покрытия. При изготовлении покрытий из отдельных компонентов рекомендуется сначала готовить жидкую композицию, т. е. раствор связующего, суспензирующего и других веществ, образующих истинные или коллоидные растворы. Рецептуру этой композиции необходимо рассчитывать таким образом, чтобы содержание в ней растворителя было на 20-30% меньше того количества, которое требуется для получения суспензии с заданной плотностью. Затем в жидкую систему вводят наполнитель, тщательно перемешивают и добавляют остальной растворитель.

При получении самовысыхающих покрытий целесообразно предварительно изготовлять жидкую композицию (лак) с содержанием растворителя, позволяющего при совмещении этой композиции с самотвердеющим количеством наполнителя создавать суспензию необходимой плотности. Такая технология обеспечивает сокращение операций, связанных с дозированием летучих растворителей, и получила распространение при использовании компонентов, для растворения которых требуется длительное время (несколько часов), например в случае применения поливинилбутираля.

Водные покрытия можно готовить в два этапа. На первом этапе осуществляется совмещение компонентов с получением пастообразной массы. Для этого используют чашечный смеситель (бегуны). На втором этапе пасту разводят водой до необходимой плотности. Обработку компонентов в бегунах целесообразно осуществлять в такой последовательности: загрузка и предварительная гомогенизация – смешение сыпучих материалов и введение веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами (например, ЛСТ), загрузка жидких составляющих и доведение массы до пастообразного состояния.

Покрытия, изготовляемые по данной технологии, отличаются более высоким качеством, поскольку в чашечном смесителе наряду со сдвиговым обеспечивается раздавливающее воздействие, а тем самым – эффективное диспергирование.

Для получения паст можно использовать и другие типы смесителей, например, двухвальные смешивающие установки с Z-образными лопастями. Противопригарные пасты и натирки обычно готовят в смешивающих бегунах в той же последовательности, что и покрытия.

9.4. Нанесение и сушка
противопригарных покрытий

Традиционными методами, широко используемыми в литейных цехах, являются окраска кистью и пневматическим распылением. В условиях массового производства широкое распространение получила технология нанесения покрытия окунанием.

На формы и стержни для тонкостенных отливок массой до 300-500 кг покрытия обычно наносят одним слоем; при производстве отливок большей массы следует применять двухразовую окраску. В последнем случае для первого слоя надо использовать покрытие с более низкой плотностью, чем для второго слоя.

При использовании традиционных покрытий одноразовая окраска обеспечивает создание слоя толщиной 300-500 мкм, а двухразовая – до 800 мкм (имеется в виду толщина отвержденного покровного слоя).

Водные покрытия, в том числе самотвердеющие, наносят кистью, распылением, окунанием; самовысыхающие – кистью. Перед окраской покрытие должно быть тщательно перемешано, при необходимости отфильтровано.

Тепловая сушка водных покрытий должна осуществляться при температуре, не вызывающей деструкцию связующего. Покрытия с органическими связующими (крахмалитом, декстрином и др.) следует сушить при 200-250°С.

Для повышения эффективности сушки и предотвращения возможного перегрева покрытия (с органическим связующим) сушильные камеры надо оборудовать вентиляционными установками (вытяжной и рециркуляционной).

10. Регенерация отработанных смесей

Различают регенерацию песков и регенерацию смесей. При регенерации смесей стремятся к сохранению активного связующего на зернах формовочного песка, а при регенерации песков – к удалению пленок отработанного связующего с зерен песка. Регенерация смеси возможна при обратимом характере затвердевания связующего материала, что характерно для монтмориллонитовых и каолинитовых глин и применяется при литье отливок в песчано-глинистые формы.

Регенерации подвергают отработанные смеси с участков выбивки форм и стержней, в том числе из гидрокамер, а также отвальные смеси из различных точек литейного цеха. К числу основных операций процесса регенерации отработанных смесей относят: дробление комьев смеси, отделение металлических включений, отсев спекшихся комочков смеси, отделение инертных наслоений с поверхности зерен песка, удаление пылеобразных веществ и охлаждение полученного продукта до температуры окружающей среды. Основные операции процесса регенерации осуществляются как в воздушной, так и в водной среде. Помимо основных, в процессе регенерации отработанных смесей осуществляются также и побочные операции, в частности, осветление сточных вод и сгущение шлама.

Технологические схемы
процессов регенерации

На рис. 10.1 приведена технологическая схема переработки песчано-глинистых смесей, поступающих с выбивных решеток.

Конечным продуктом по этой схеме является оборотная смесь. Из-под выбивной решетки 1 смесь поступает на ленточный конвейер 3 и далее, пройдя через магнитный сепаратор 2, транспортируется в дезинтегратор 4, где разрыхляется и передается на грохот 5 для отсева спекшихся комочков. Подготовленная таким образом смесь поступает в бункер 6, - а затем в гомогенизатор 7. В гомогенизаторе смесь сначала увлажняется, а затем поступает в испарительно-охладительную установку 8, где она по температуре и влажности доводится до требуемых норм. Из охладителя смесь через элеватор 9

Рис. 10.1. Технологическая схема переработки
песчано-глинистых смесей, поступающих с выбивных решеток:

1 – выбивная решетка; 2 – магнитный сепаратор; 3 – ленточный конвейер;
4 – дезинтегратор; 5 – грохот; 6 – бункер; 7 – гомогенизатор;
8 – испарительно-охладительная установка; 9 – элеватор; 10 – бункеры

и систему транспортеров поступает в бункер 10 для потребления. Данная схема переработки отработанной смеси является наиболее совершенной и применяется в крупных литейных цехах с большим потреблением формовочных и стержневых смесей. В цехах с меньшим объемом производства применяется более упрощенная схема переработки отработанных смесей, которая позволяет использовать полученную оборотную смесь в виде компонента при приготовлении формовочных смесей в количестве 90-95%.

Отливки с приставшей к ним смесью, а также стержни, находящиеся в отливках, направляются в очистное отделение. В результате очистки отливок в очистном отделении получают смесь примерно в количестве 10% от всей отработанной смеси. Эта смесь, а также отходы из-под сит поступают в отвальный бункер. В отвальных смесях содержится 60-70% годных зерен песка, поэтому эти смеси подвергаются регенерации с целью выделения годных зерен песка для повторного применения.