37. Требования к формовочным и стержневым смесям, используемым на автоматических формовочных линиях.

Единая смесь — это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной

формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить их долговечность. В смесь при переработке каждый раз вводится значительное количество освежающих материалов для поддержания прочности и газопроницаемости смеси в заданных пределах.

Единые формовочные смеси состоят из 95—85% оборотной смеси и 5—15% свежих формовочных материалов. Единые и облицовочные смеси в сыром состоянии имеют предел прочности на сжатие 0,3—0,8 кгс/см2, а после сушки— 1—2 кгс/см2, газопроницаемость смесей 60—120 ед.

37. Технологические режимы приготовления формовочных смесей.

Процесс приготовления смесей включает следующие этапы: предварительную подготовку свежих исходных материалов; подготовку оборотной смеси, регенерацию отработанных смесей; приготовление смесей.

При поступлении в литейные цехи материалы не всегда отвечают требованиям технологии приготовления смесей, их подвергают подготовке, ко­торая обычно осуществляется на складе формовочных материалов.

Подготовка исходных материалов

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 пески осуществляют в горизонтальных барабанных сушилах или на уста­новках для сушки в "кипящем" слое.

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

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.

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 глины обычно производят в две стадии: грубое и топкое дробление. Для тонкого дробления используют шаровые, струйные, вибрационные и другие типы мельниц.

Преимуществом использования глинистой суспензии является устра­нение операций сушки и размалывания, сопровождающихся обильным пылевыделением, а также снижение общего влагосодержания в смеси. С этой целью 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.

Для приготовления песчано-глинистых смесей, предназначенных для чугунного литья, используют глиняно-угольную суспензию, получаемую путем смешивания глинистой суспензии с каменноугольной пылью в соответствующих пропорциях.

Подготовка оборотной смеси

Наиболее высокие и стабильные свойства имеют смеси, приготовленные только из свежих материалов, но экономически не целесообразно использовать такие смеси во всех случаях. Поэтому в качестве основных компонентов применяют оборотную смесь и регенерированный песок.

Отработанная смесь (горелая земля) представляет собой легко рассыпающуюся массу, если в составе применяли низкопрочные связующие типа глин. В случае использования в составе высокопрочных связующих типа жидкого стекла, цемента, смол, горелая земля представляет собой спек­шиеся прочные комья. Для первого типа отработанной смеси возможно частичное восстановление свойств и повторное использование ее уже в качестве оборотной смеси. Для смесей второго типа нужна регенерация, то есть полная очистка от связующего и добавок.

Регенерация отработанных смесей

Применение регенерации песков из отработанных смесей позволяет сократить расход свежих песков, экономить природные ресурсы, сократить затраты на транспорт, способствует созданию малоотходных производств и защите окружающей среды.

Единых требований к качеству регенерированных песков не су­ществует, но каждое предприятие стремится, чтобы требования предъявляемые к регенерированным пескам, были на уровне требований, предъявляемых к свежим пескам данного предприятия.

Методы регенерации песков разделяются на механические, пневматические, гидравлические, термические и комбинированные Выбор метода регенерации определяется составом отработанной смеси назначением регенерированного песка.

Основным методом регенерации песка из отработанных сырых песчяно-глинистых формовочных смесей, широко применяемых за рубежом, яв ляется метод пневматической регенерации. Он основан на разгоне сжатым воздухом потока песка по вертикальной трубе с последующим ударом о неподвижную криволинейную поверхность. Песчинки ударяются друг о друга, трутся и очищаются от пленок неактивного бентонита, углеродистых ве­ществ и специальных добавок.

Механический метод регенерации песков заключается в дроблении отработанной смеси путем механических ударов и последующим ее обеспыливании. Метод является простым и экономичным, но регенерированный песок характеризуется низким качеством. Поэтому часто механический ме­тод комбинируется с другими методами регенерации, например механико-пневматическая, механико-термическая и др.

Сущность термического метода регенерации заключается в окисли­тельном обжиге отработанной смеси при температуре 700 - 900 °С, Отра­ботанная смесь подается в многоподовую обжиговую печь. Затем материал охлаждается и классифицируется.

Метод гидравлической регенерации заключается в перетирании песка в водной среде при одновременном растворении части примесей в воде и последующей классификации песка по крупности.

Кроме перечисленных, применяют и такие комбинированные методы, как гидротермическая, термогидравлическая, термомеханическая, механо-термическая, термо-пневматическая регенерация.

ляется метод пневматической регенерации. Он основан на разгоне сжатым воздухом потока песка по вертикальной трубе с последующим ударом о неподвижную криволинейную поверхность. Песчинки ударяются друг о друга, трутся и очищаются от пленок неактивного бентонита, углеродистых ве­ществ и специальных добавок.

Механический метод регенерации песков заключается в дроблении отработанной смеси путем механических ударов и последующим ее обеспыливании. Метод является простым и экономичным, но регенерированный песок характеризуется низким качеством. Поэтому часто механический ме­тод комбинируется с другими методами регенерации, например механико-пневматическая, механико-термическая и др.

Сущность термического метода регенерации заключается в окисли­тельном обжиге отработанной смеси при температуре 700 - 900 °С, Отра­ботанная смесь подается в многоподовую обжиговую печь. Затем материал охлаждается и классифицируется.

Метод гидравлической регенерации заключается в перетирании песка в водной среде при одновременном растворении части примесей в воде и последующей классификации песка по крупности.

Кроме перечисленных, применяют и такие комбинированные методы, как гидротермическая, термогидравлическая, термомеханическая, механо-термическая, термо-пневматическая регенерация.

Лопаточный тип смесителя применяют для приготовления сыпучих, пластичных и жидких самотвердеющнх смесей.

Производительность лопаточных смесителей непрерывного действия в зависимости от модели составляет от 1 до 10 - 16 т/ч.

В процессе перемешивания достигаются однородность и максимум прочности смеси при заданных ограничениях по другим свойствам,

В зависимости от назначения каждого компонента в смеси, требуе­мого уровня свойств компонента на стадиях приготовления смеси, изготов­ления формы, течения и затвердевания расплава в форме определяют поря­док ввода компонентов, время перемешивания смеси - поэтапное и общее.