Формовочные материалы. Учебное пособие
.pdf
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
исистему 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.
На рис. 10.2 представлена технологическая схема процесса регенерации отработанных и отвальных смесей смешанного типа, основными примесями которых являются продукты разрушения жидкого стекла, феррохромового шлака, угля и сульфитно-спиртовой бражки.
160
Рис. 10.2. Технологическая схема регенерации отработанных и отвальных смесей смешанного типа:
1 – магнитный сепаратор; 2– грохот; 3, 4 – дробилки; 5 – бак; 6 – насос; 7 – конический классификатор; 8 – спиральный классификатор;
9 – оттирочная машина; 10 – мешалка; 11 – бак; 12 – дренажный закром; 13 – барабанное сушило; 14 – барабанный охладитель
Отвальные смеси из различных участков цеха подаются на общий ленточный транспортер. Пройдя под магнитным сепаратором 1 дробилки 3 и 4 и грохот 2, они смешиваются с водой и поступают в бункер 5. Затем отработанные смеси в виде пульпы с помощью насоса 6 по трубопроводам передаются в конический классификатор 7. Одновременно в конический классификатор передается пульпа от гидрокамер, предварительно подвергнутая магнитной сепарации и грохочению. Из конического классификатора продукт поступает на спиральный классификатор 8 и оттирочную машину 9, где отделяются инертные пленки связующего с поверхности зерен песка. Затем продукт перемешивается с водой в мешалке 10 и в виде пульпы с помощью насоса передается во второй, а затем в третий спиральный классификатор для дополнительной оттирки инертных пленок с поверхности зерен песка. После этих операций продукт поступает в дренажный закром 12, а затем в барабанное сушило 13 и барабанный охладитель 14. Из конического и спиральных классификаторов сливные воды самотеком поступают в бак 11, а из него – на участок осветления вод и сгущения шлама.
На рис. 10.3 приведена технологическая схема регенерации отработанных стержневых смесей, поступающих из гидрокамер.
161
Рис. 10.3. Технологическая схема регенерации отработанных смесей, поступающих из гидрокамер:
1 – гидромонитор; 2 – гидрокамера; 3 – грохот; 4 – насос; 5 – конический классификатор; 6 – спиральный классификатор; 7 – дренажный закром; 8 – барабанное сушило
Конечный продукт регенерации – формовочный песок (регенерат). Из-под решетки гидрокамеры 2 отработанная стержневая смесь, вымываемая из отливки с помощью гидромонитора 1, попадает на грохот 3, где производится отсев спекшихся комочков смеси. Из бункера, расположенного под грохотом, с помощью насоса 4 смесь в виде водно-песчаной пульпы по трубопроводу направляется в конический классификатор 5, в котором осуществляется частичное отделение сливными водами пылеобразных продуктов. Из этого классификатора смесь поступает в спиральный классификатор 6, в котором производится оттирка инертных пленок с поверхности зерен песка, после чего продукт поступает в дренажный закром 7 для удаления свободной влаги. Из дренажного закрома с помощью грейферного крана продукт поступает в барабанное сушило 8, а затем для потребления – в смесеприготовительное отделение цеха. Регенерированный песок содержит не более 1% органических включений – продуктов разрушения связующих материалов отработанных смесей.
На рис. 10.4 приведена технологическая схема регенерации отработанных песчано-смоляных самотвердеющих смесей, поступающих также от выбивных решеток.
162
Рис. 10.4. Технологическая схема регенерации отработанных песчано-смоляных самотвердеюших смесей, поступающих от выбивных решеток:
1 – выбивная решетка; 2 – магнитный сепаратор; 3 – вибропитатель; 4 – щековая дробилка; 5 – роторная дробилка; 6 – грохот;
7 – сепаратор-обеспыливатель; 8 – камерный насос; 9 – разгрузочный бункер; 10 – охладитель; 11 – бункер установки для приготовления смесей
Из-под выбивной решетки 1 горячая смесь по вибропитателю 3, пройдя магнитный сепаратор 2, попадает в щековую дробилку 4, где производится дробление спекшихся комков. Из щековой дробилки по системе транспортеров после вторичной магнитной сепарации смесь поступает в роторную дробилку 5, в которой производится отделение инертных пленок связующего с поверхности зерен песка. Из роторной дробилки смесь, пройдя через грохот 6, попадает в сепараторобеспыливатель 7, где производится отделение пылеобразных составляющих от кондиционной части зернового продукта. Из сепаратора с помощью камерного насоса 8 по трубопроводу продукт сначала поступает в разгрузочный бункер 9, а затем в охладитель 10, откуда по системе пневмотранспортера охлажденный продукт передается в бункер смесителя непрерывного действия 11 для использования в качестве огнеупорной основы формовочных и стержневых смесей. Данная схема регенерации песчано-смоляных смесей позволяет получить продукт, который можно использовать в качестве заменителя свежего формовочного песка в количестве до 70−90%.
163
Список литературы
1. Боровский Ю. Ф. Формовочные и стержневые смеси / Ю. Ф. Боровских, М. И. Шацких. − Л.: Машиностроение. Ленингр.
отд-ние, 1980. − 86 с.
2.Васильев В. А. Физико-химические основы литейного производства: Учебник для вузов. − М.: Интермет Инжиниринг, 2001. − 336 с.
3.Гуляев Б. Б. Формовочные процессы / Б. Б. Гуляев, О. А. Корнюш-
кин, А. В. Кузин. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. −264 с.
4.Формовочные материалы и смеси / С. П. Дорошенко, В. П. Авдокушин, К. Русин, И. Мацашек. − Киев: Выща шк.; Прага: СНТЛ, изд-во техн. лит., 1990. −415 с.
5.Формовочные материалы и технология литейной формы: Справоч-
ник / С. С. Жуковский, Г. А. Анисович, Н. И. Давыдов, Н. Н. Кузьмин, Э. Л. Атрощенко, И. П. Ренжин, Б. Л. Суворов, С. Д. Тепляков, А. А. Шпек-
тор; Подобщ. ред. С. С. Жуковского. – М.: Машиностроение, 1993. −432 с.
6.Илларионов И. Е. Формовочные материалы и смеси: Монография / И. Е. Илларионов, Ю. П. Васин. − Чебоксары: Изд-во Чуваш.
ун-та, 1992. − Ч. 1. − 223 с.
7.Сварика А. А. Покрытия литейных форм. − М.: Машинострое-
ние, 1977. − 216 с.
8.Степанов Ю. А. Формовочные материалы / Ю. А. Степанов,
В. И. Семенов. − М.: Машиностроение, 1969. − 157 с.
9.ГОСТ 2138−91. Пески формовочные. Общие технические условия.
10.ГОСТ 29234.0−91 – ГОСТ 29234.13−91. Общие требования к методам испытаний формовочных песков.
11.ГОСТ 3594.0 −77 – ГОСТ 3594.12−77. Глины формовочные. Методы испытаний.
12.ГОСТ 3594.0−93 – ГОСТ 3594.15−93. Глины формовочные огнеупорные. Методы испытаний.
13.ГОСТ 3226−93. Глины формовочные огнеупорные. Общие технические условия.
14.ГОСТ 28177−89. Глины формовочные бентонитовые. Общие технические условия.
164
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение.......................................................................................................................................... |
3 |
|
1. Понятия о формовочных материалах и их основные виды................................................ |
5 |
|
1.1. Свойства формовочных и стержневых смесей ................................................................ |
5 |
|
1.2. |
Гидравлические свойства................................................................................................... |
6 |
1.3. |
Механические свойства.................................................................................................... |
10 |
1.4. |
Технологические свойства............................................................................................... |
12 |
1.5. |
Теплофизические свойства............................................................................................... |
16 |
2. Структура формовочных, стержневых смесей и красок .................................................. |
19 |
|
3. |
Исходные материалы............................................................................................................ |
25 |
3.1. Минералогический состав формовочных песков.......................................................... |
25 |
|
3.2. |
Классификация формовочных песков............................................................................. |
26 |
3.3. Технологические требования к формовочным пескам................................................. |
29 |
|
3.3.1. Определение глинистых частиц формовочных песков............................................. |
31 |
|
3.3.2. Определение среднего размера зерна и коэффициента однородности.................... |
34 |
|
3.3.3.Определение предела прочности при сжатии формовочного песка
во влажном состоянии (ГОСТ 29234.4−94)............................................................................... |
36 |
||
3.3.4. Метод определения влаги формовочного песка......................................................... |
37 |
||
3.3.5. Определение рН формовочного песка по ГОСТ 29234.6−91.................................... |
38 |
||
3.3.6. Определение газопроницаемости формовочного песка............................................ |
38 |
||
3.3.7. Определение потери массы формовочного песка при прокаливании ..................... |
39 |
||
3.4. |
|
Высокоогнеупорные формовочные материалы............................................................. |
40 |
3.4.1. |
Хромит............................................................................................................................ |
41 |
|
3.4.2. |
Магнезит......................................................................................................................... |
42 |
|
3.4.3. |
Хромомагнезит............................................................................................................... |
43 |
|
3.4.4. |
Циркон ............................................................................................................................ |
43 |
|
3.4.5. |
Оливин ............................................................................................................................ |
44 |
|
3.4.6. |
Дистен-силлиманит ....................................................................................................... |
44 |
|
3.4.7. |
Шамот.............................................................................................................................. |
44 |
|
3.5. Рекомендации по применению свежих формовочных песков..................................... |
46 |
||
4. |
Формовочные глины............................................................................................................. |
48 |
|
4.1. |
|
Происхождение глин......................................................................................................... |
48 |
4.2. Минералогический состав формовочных глин ............................................................. |
48 |
||
4.3. |
|
Структура глин.................................................................................................................. |
50 |
4.4. |
|
Классификация глин ......................................................................................................... |
52 |
4.5. |
|
Свойства формовочных глин........................................................................................... |
56 |
4.6. |
|
Применение формовочных глин...................................................................................... |
60 |
5. Связующие материалы для формовочных и стержневых смесей ................................... |
61 |
||
5.1. Основные требования, предъявляемые к связующим материалам.............................. |
61 |
||
5.2. Физико-химические свойства связующих материалов................................................. |
62 |
||
5.3. |
|
Классификация связующих материалов......................................................................... |
66 |
5.4. |
|
Масла.................................................................................................................................. |
68 |
5.5. |
|
Полисахариды.................................................................................................................... |
71 |
5.6. |
|
Лигносульфонаты.............................................................................................................. |
72 |
5.7. |
|
Синтетические смолы....................................................................................................... |
74 |
5.8. |
|
Силикаты............................................................................................................................ |
81 |
5.8.1. |
Жидкое стекло................................................................................................................ |
81 |
|
5.8.2. |
Цементы.......................................................................................................................... |
84 |
|
5.9. |
|
Фосфаты ............................................................................................................................. |
85 |
5.10. |
Алюминаты..................................................................................................................... |
87 |
|
5.11. |
Этилсиликаты................................................................................................................. |
88 |
|
6. |
Вспомогательные материалы............................................................................................... |
90 |
|
165
6.1. |
|
Припылы, разделительные смазки.................................................................................. |
90 |
6.2. Литейные клеи и замазки.................................................................................................. |
93 |
||
6.3. Прокладочные жгуты и стержневые фитили ................................................................. |
94 |
||
6.4. Экзотермические смеси и теплоизоляционные материалы.......................................... |
95 |
||
6.5. |
|
Добавки специального назначения.................................................................................. |
97 |
7. |
Подготовка исходных материалов.................................................................................... |
101 |
|
8. Формовочные и стержневые смеси................................................................................... |
107 |
||
8.1. |
|
Песчано-глинистые смеси.............................................................................................. |
109 |
8.2. |
|
Песчано-жидкостекольные смеси.................................................................................. |
115 |
8.3. |
|
Песчано-смоляные смеси................................................................................................ |
122 |
8.4. |
|
Песчано-сульфитные смеси............................................................................................ |
131 |
8.5. |
|
Песчано-цементные смеси.............................................................................................. |
137 |
8.6. |
|
Песчано-масляные стержневые смеси.......................................................................... |
139 |
9. |
Противопригарные покрытия............................................................................................ |
142 |
|
9.1. Механизм образования пригара и способы его предупреждения.............................. |
142 |
||
9.2. Противопригарные краски и пасты............................................................................... |
145 |
||
9.2.1. |
Водные противопригарные краски............................................................................ |
147 |
|
9.2.2. |
Самовысыхающие противопригарные краски ......................................................... |
151 |
|
9.3. |
|
Приготовление противопригарных красок................................................................... |
153 |
9.4. Нанесение и сушка противопригарных покрытий ...................................................... |
155 |
||
10. |
Регенерация отработанных смесей ................................................................................. |
157 |
|
Список литературы.................................................................................................................... |
162 |
||
Голотенков Олег Николаевич
Формовочные материалы
Учебное пособие
Редактор Т. Н. Судовчихина
Технический редактор Н. А. Вьялкова
Корректор Н. В. Степочкина
Компьютерная верстка С. П. Черновой
ИД № 06494 от 26.12.01
Сдано в производство 30.01.04. Формат 60x841/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 9,53.
Уч.-изд. л. 11,37. Тираж 200. Заказ № 63. “С” 12.
_______________________________________________________
Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40.
166
167