
7.Смесеприготовительное отделение
Лекции 15-16
Формовочные и стержневые смеси и их характеристика
Формовочные и стержневые смеси являются основными компонентами технологического процесса изготовления отливок в разовых песчаных формах. Их свойства и составы выбираются в зависимости от технологии изготовления форм и стержней, рода металла и массы отливки.
Формовочные смеси классифицируются в три группы:
1. Сырые песчано-глинистые смеси малой прочности. Окончательную прочность эти смеси приобретают при формовке в результате механического воздействия (уплотнения) без какого-либо дополнительного теплового или химического упрочнения. В формах из таких смесей получают отливки массой до 100 кг и в отдельных случаях - до 250кг.
2. Упрочняемые смеси средней прочности, приобретаемой в результате механического уплотнения на модели в процессе формовки и последующей тепловой обработки (сушки, подсушки). К этой группе относятся песчано-глинистые смеси для формовки посухому и быстросохнущие смеси с добавкой различных связующих для сокращения времени на подсушку форм. Область применения для производства отливок массой более 250 кг, а в отдельных случаях и массой < 100 кг.
3. Самотвердеющие смеси высокой прочности, которая приобретается на модели в результате химического процесса. Эти смеси делятся на жидкие (ЖСС), пластичные (ПСС), для СО2-процесса и холоднотвердеющие (ХТС). Область их применения та же, что и для смесей по П.2. Эти смеси интенсивно вытесняют сухие глинистые смеси в производстве средних и крупных отливок.
Формовочные смеси делятся на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочные и наполнительные смеси используют,преимущественно для сухих и подсушенных форм. Сухие формы пригодны для изготовления любых отливок, а подсушенные только для отливок < 1000 кг, не имеющих массивных стержней.
Сырые глинистые и упрочняемые смеси средней прочности можно транспортировать ленточными конвейерами на значительные расстояния к местам изготовления форм и приготавливать их в смесеприготовительных отделениях (централизованных).
Формы из самотвердеющих смесей ЖСС почти не требуют какого-либо уплотне ния, ПСС и смеси для СО2-процесса уплотняют в форме также, как песчано-глинистые-на формовочных машинах или пескометах, а ХТС - посредством вибрации на стендах.
Из-за малой живучести ЖСС, ХТС приготавливают непосредственно в местах изготовления форм и стержней.
Определение расхода смесей
Общий годовой расход формовочных смесей в массовом и крупносерийном производстве определяют расчетом, исходя из размеров и числа форм для всей номенклатуры отливок, за вычетом объема, занятого отливкой с литниковой системой и стержнями по каждому виду смеси. Результаты расчета сводятся в форму - (таблица 7.1.).
Годовой расход смеси определяют с учетом суммарного брака форм и отливок. При отсутствии этих данных их величину принимают равной 4-6% от числа форм.При отсутствии данных количества облицовочной смеси принимают равным 30-40% от всего расхода.
Во всех расчетах принимают следующие объемные массы формовочных смесей:
- разрыхленные - 1,25 тн/м3
- нормально уплотненные - 1,65 тн/м3
- уплотненные при высоком давлении - 1,8 тн/м3
Таблица 7.1.
Расчет расхода формовочных смесей по числу форм - (форма)
Размер |
Выпуск |
Масса |
Число |
Объем |
|
Объем, м3/год |
|
|
Расход смеси, т/год |
|
| |||||||||||
формы, мм |
отли- вок, |
средняя отливок |
форм в год, шт |
формы, м3 |
всех форм |
|
в том числе |
|
обли-цовоч |
наполнитель |
всего смеси | |||||||||||
|
т/год |
в форме, кг |
|
|
|
метал ла |
стерж ней |
смеси |
ная |
ная |
или единой | |||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |||||||||||
500400150150 |
12000 |
10 |
1200000 |
0,06 |
72000 |
2600 |
1016 |
68384 |
30180 |
90550 |
120730 | |||||||||||
800700300300 |
1800 |
50 |
360000 |
0,336 |
120960 |
3900 |
3756 |
113304 |
50000 |
150000 |
200000 |
- жидкие самотвердеющие смеси - 1,35 тн/м3
- холоднотвердеющие смеси- 1,55 тн/м3
При мелкосерийном производстве расчеты расхода формовочных смесей также рекомендуется вести по принятым размерам и числу изготавливаемых форм. Лишь при отсутствии технологических данных на большую часть или на всю номенклатуру проектной программы допускается определять расход формовочных смесей на 1 тонну отливок в зависимости от их массы. Средние нормы расхода формовочных смесей для серийного производства чугунного литья (формовка в опоках) приведена в форме-таблице 7.2.
Форма-таблица 7.2.
Средние нормы расхода формовочных смесей для
серийного производства чугунного литья (формовка в опоках)
группа отливок |
размер опоки в |
высота формы, |
средняя масса годных |
расход смеси на 1т. годных отливок, тонн |
|
| ||
по массе, кг |
свету |
мм |
отливок в форме, кг |
облицовочная |
наполнительная |
всего или единой | ||
<20 |
500*400 |
300 |
10 |
3,8 |
5,7 |
9,5 | ||
10-100 |
800*700 |
600 |
50 |
4,2 |
6,3 |
10,5 | ||
50-150 |
1000*800 |
700 |
90 |
3,9 |
5,8 |
9,7 | ||
50-250 |
1200*1000 |
800 |
160 |
3,7 |
5,5 |
9,2 | ||
100-500 |
1400*1000 |
900 |
250 |
3,0 |
4,4 |
7,4 | ||
100-1000 |
1600*1200 |
1000 |
400 |
2,8 |
4,1 |
6,9 | ||
500-1000 |
2000*1600 |
1100 |
700 |
2,9 |
4,3 |
7,2 | ||
500-1500 |
2500*1600 |
1200 |
1000 |
2,7 |
4,0 |
6,7 | ||
1000-2000 |
2500*2000 |
1200 |
1250 |
2,6 |
3,9 |
6,5 | ||
1000-3000 |
2500*2500 |
1200 |
1600 |
2,5 |
3,9 |
6,4 | ||
2000-5000 |
4000*2500 |
1400 |
3000 |
2,4 |
3,6 |
6,0 |
Для стального литья данные таблицы умножать на 1,15-1,25. В таблице расход дан для смесей с = 1,65 тн/м3. Для других смесей делать перерасчет по соотношению плотностей. В нормах не учтены потери на просыпь, которые следует принимать в пределах 5-15% всего расхода.
Расход стержневых смесей определяют на основе данных стержневого отделения и группируют в форму-таблицу 7.3.
При отсутствии данных поправку на брак принимают в размере 8-10 % от массы стержней.
На основе данных расхода смесей и их рецептур расчитывают расход компонентов смеси по форме - таблица 7.4.
Форма-таблица 7.3.
Расчет расхода стержневых смесей
группа отли |
вып уск отл. |
|
|
|
|
расход смесей по группам стержней, по массе,кг |
|
|
|
|
|
об-щий рас- | ||||||||||||||||||
вок по |
т/ год |
<16 |
|
16-40 |
|
40-100 |
|
100-1000 |
|
>1000 |
|
ход, т/год | ||||||||||||||||||
мас се, кг |
|
на 1т отл |
в год |
на 1т отл |
в год |
на 1т отл |
в год |
на 1т отл |
в год |
на 1т отл |
в год |
| ||||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
ито-го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
годовой рас-ход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма-таблица 7.4.
Рецепты смесей и расчет расхода компонентов
|
смеси |
|
|
|
|
|
|
расход компонентов |
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||
вид |
годовой расход, т |
|
обор. смеси |
|
кварцевый песок |
|
регенерата |
|
бенто-нит |
|
... |
| ||||||||||||||||||||||
|
всего |
с учетом потерь |
% |
т/год |
% |
т/год |
% |
т/год |
% |
т/год |
% |
т/год | ||||||||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потери на просыпки учитываются коэффициентом 1,1-1,15 для наполнительных смесей и коэффициентом 1,05- 1,1 - для облицовочных и стержневых смесей.
Итоговые данные этой таблицы используются в расчетах количества смесеприготовительного оборудования и складов.
Разность суммарного годового расхода смесей и использованной оборотной смеси удаляется в виде отходов в отвал; на регенерацию или удаляется вентиляцией в виде пыли.
В среднем с вентиляцией удаляется до 10% отходов. Количество отходов, поступающих на регенерацию принимают равным количеству исполь-
зуемого регенерата с учетом КПД регенеративных установок (0,75-0,8) и
транспортных потерь (5%).