ней все же может быть сокращен по сравнению с циклом обжига в инерци­ онной периодической печи.

Электрообогрев печей периодического действия, в основном устра­ няющий влияние гидравлических факторов, дает возможность выравнять температуру по высоте и точно регулировать распределение температур по длине печи. Создаются наилучшие возможности для полной автоматиза­ ции управления электрообогревом за счет гибкого варьирования задавае­ мой скорости нагрева (охлаждения) с помощью программных устройств.

При производстве ответственной, дорогой и малотоннажной продук­ ции перечисленные преимущества электрообжига часто имеют гораздо большее значение, чем относительно высокая стоимость электроэнергии.

2.5.Изготовление стержней лопаток

2.5.1.Подготовка исходных материалов

Для приготовления керамической массы используют порошки элек­ трокорунда, карбид кремния, негидролизованный этилсиликат-40 и пла­

Порошки электрокорунда навешивают в соответствии с рецептурой, высыпают на противень из нержавеющей стали и сушат при температуре 180-200 °С в термостате.

Карбид кремния сушат при температуре 180-200 °С в течение 4 ч. Этилсиликат применяют в состоянии поставки. Самое пристальное

внимание следует уделить также подготовке глинозема для засыпки сырых стержней в короба. Роль глинозема в обжиге изделий была рассмотрена ранее (см. подраздел 2.4.2).

Технологическое состояние глинозема, применяемого в производстве, можно определить следующими понятиями:

-свежий глинозем, поступивший с завода-изготовителя, марок Г-О, Г-ОО, Г-ООО;

-свежепрокаленный глинозем - это свежий глинозем, обработанный раствором соляной кислоты и прокаленный при температуре 1300-1320 °С;

рабочий глинозем - это глинозем, прошедший несколько циклов обжига с керамическими стержнями и обновленный свежепрокаленным глиноземом в количестве от 10 до 20 %.

Для обработки глинозема кислотой используют раствор соляной ки­ слоты с плотностью 1,19 г/см3. После смачивания кислотой глинозем тща­ тельно перемешивают, а затем раскладывают в шамотные короба и обжи­ гают в печи при температуре 1300-1320 °С с прямым подъемом темпера­ туры либо в одной садке со стержнями по режиму обжига стержней. Свежепрокаленный глинозем просеивают через сито 05 с целью разбивания спекшихся комочков. Хранят свежепрокаленный глинозем в отдельной та­ ре и используют для освежения рабочего глинозема.

2.5.2. Приготовление пластификатора

Для приготовления пластификатора используют парафин нефтяной твердый марок В1,В2, ВЗ и полиэтилен высокого давления в соотношении: 90 мае. % парафина и 10 мае. % полиэтилена.

Пластификатор и стержневую массу готовят в обогреваемом конвер­ торе с меняющимся углом наклона его оси к основанию при наличии в конверторе мелющих тел из электрокорунда. Скорость вращения конвер­ тора подбирают опытным путем так, чтобы не происходило распределения мелющих тел по образующей конвертора из-за большой центробежной си­ лы или застаивания шаров в нижней точке. Наилучшим считается вариант, при котором шары поднимаются на угол 100-150 0 и падают вниз. Угол наклона оси конвертора в рабочем состоянии 45 0

2.5.3. Приготовление термопластичной массы

Для приготовления термопластичной массы используют тот же кон­ вертор, что и для приготовления пластификатора. Стенки конвертора и ме­ лющие тела (шары) тщательно очищают от остатков предыдущей массы. Если перед этим изготовляли стержневую массу с другими составляющи­ ми, то конвертор и шары очищают расплавленным парафином.

Взвешенную и высушенную шихту загружают в конвертор, добавля­ ют мелющие тела в соотношении 2:1 (применение металлических мелю­ щих тел запрещается).

Включают нагрев и вращение конвертора, доводят температуру до 120 °С и перемешивают шихту при этой температуре в течение двух часов. По окончании перемешивания берут пробу шихты для определения ее удельной поверхности. Контроль величины удельной поверхности позво­ ляет следить за стабильностью технологической подготовки шихты и кор­ ректировать технологический процесс.

Пластификатор в необходимом количестве в отдельной чистой таре расплавляют при температуре 60-70 °С, постоянно его перемешивая. По окончании расплавления в пластификатор вводят необходимое количество карбида кремния, который способствует лучшему распределению пласти­ фикатора в термопластичной массе. Подготовленный таким образом пла­ стификатор загружают в конвертор и перемешивают при температуре 120 °С в течение 2-2,5 ч.

Пластификатор вследствие явления смачивания распределяется по всему объему порошка. При энергичном перетирании мелющими телами он обволакивает минеральные зерна, образуя на их поверхности тонкую пленку. При достаточном количестве расплавленного пластификатора вследствие коалесценции пленок образуется вязкая жидкотекучая масса с поверхностью раздела электрокорунд - пластификатор.

Готовую термопластичную массу через сито разливают на чистый хо­ лодный поддон слоем 30-40 мм. Когда масса затвердеет, но еще останется теплой и пластичной, ее рубят на кусочки.

Очень важно знать количество пластификатора в массе, поэтому по окончании процесса берут пробу для определения его содержания.

2.5.4. Прессование керамических стержней

Прессование стержней производят на гидравлическом прессе. Прак­ тика показала, что качество прессованного стержня в значительной мере зависит от его плотности, которая, в свою очередь, находится в прямой за­ висимости от величины давления прессования и времени выдержки под давлением. При недостаточном давлении плотность стержней снижается, прочность уменьшается и увеличивается брак по слому и короблению, Кроме того, недостаточное усилие давление прессования может привести к неоформлению конфигурации изделия (непропрессовкам). Высокое давле­ ние увеличивает плотность стержня, но при этом повышается и прочность, что при определенной ее величине ухудшает удаление стержней из внут­ ренней полости лопаток. Помимо того, высокая плотность затрудняет уда­ ление связки из стержней при обжиге, вследствие чего образуются трещи­ ны и происходит коробление изделия. Для стержней средней сложности, каковыми являются стержни сопловых лопаток, достаточно давления прес­ сования 1,8-2,0 МПа. Другим не менее важным параметром, определяю­ щим качество стержней при прессовании, является время выдержки прессформы под давлением после введения жидкого стержневого состава. В это время происходит охлаждение запрессованной смеси, ее кристаллизация и стабилизация усадки. Поэтому при недостаточном времени выдержки мо­ гут наблюдаться колебания усадки. Для каждого вида стержней время вы­ держки под давлением необходимо определять индивидуально.

Также индивидуально нужно подходить к выбору температуры тер­ мопластичной массы и температуры пресс-формы. Если нет возможности обеспечить постоянный обогрев пресс-формы, то можно обогревать стол пресса.

Отформованный стержень укладывают в двухсторонний металличе­ ский драйер и прижимают грузом. Готовый запрессованный стержень ук­ ладывают в деревянную тару в горизонтальном положении.

Через 2 часа (не ранее) проверяют размеры стержней по контрольному драйеру. Не позднее чем через два часа годные стержни необходимо упа­ ковать в короба для обжига.

2.5.5. Рихтовка сырых стержней

Коробленые необожженные стержни направляют на рихтовку. Ее производят следующим образом: стержни погружают в емкость с водой (температура ее от 40 до 45 °С) и выдерживают в ней 3-5 мин. Разогретый стержень укладывают на половинку драйера, стоящую на охлаждаемой плите, плотно прижимают второй половинкой и выдерживают до полного остывания под грузом от 3 до 5 кг. Отрихтованные стержни необходимо упаковать в короба не позднее чем через один час после рихтовки.

2.5.6. Изготовление образцов-свндетелей

Одновременно с прессованием рабочих стержней необходимо запрес­ совать их образцы-свидетели в количестве, достаточном для посадки по два образца в короб. Образцы прессуют по режиму прессования данного стержня. На концах образца пишут номер варки массы, номер стержня, свидетелем которого является образец. Геометрию сырых образцов, как и стержней, контролируют с помощью лекальной линейки и набора щупов. Допустимый зазор между образцом и лекальной линейкой не более 0,2 мм. Коробленые образцы необходимо подвергнуть рихтовке, так же как и стержни. После охлаждения следует вновь проверить прямолинейность образцов.

2.5.7. Упаковка сырых стержней в короба

Для засыпки сырых стержней используют рабочий глинозем, осве­ женный 10-20 % свежепрокаленного глинозема. Схема упаковки стержней представлена на рис. 2.8. В огнеупорный короб (или корундовый) насыпа­ ют глинозем толщиной от 70 до 80 мм, температура которого не превыша-

ет 30 °С. Стержни устанавливают на глубину от 30 до 40 мм в глинозем с расстоянием между стержнями не менее 2Т, где Т - максимальная толщина стержня. Если у стержня имеются утолщенные места, то их необходимо расположить вверху. Затем стержни засыпают глиноземом и уплотняют за­ сыпку на вибрационном столе. Наиболее оптимальный режим виброуплот­ нения следующий: частота колебаний стола 95-100 Гц; амплитуда ко­ лебаний 0,1 мм, время уплотнения 30 с.

Рис. 2.8. Расположение в коробе стержней лопаток: 1 - короб; 2 - стержень рабочей лопатки; 3 - образец-свидетель; 4 - стержень

сопловой лопатки; Т - максимальная толщина стержня

В каждый короб упаковывают по два образца-свидетеля. На каждом образце должны быть указаны: номер варки стержневой массы, номер стержня, свидетелем которого он является, номер короба, длина образца.

П р и м е ч а н и е м круглом и квадратном коробах стержни распола­ гают входной кромкой к стенкам, а выходной - к центру короба.