Приготовление формовочных и стержневых смесей

Формовочные и стержневые смеси приготавливают из свежих песчано-глинистых формовочных материалов, добавок и отработанной смеси. В зависимости от массы отливок расход формовочных смесей колеблется в пределах 500… I 300 кг, а свежих материалов — 500… I 000 кг на I00 кг годных отливок.

Технологический процесс приготовления формовочных смесей включает следующие основные операции: предварительную обработку свежих формовочных материалов и добавок, предварительную обработку отработанной формовочной смеси, приготовление смеси из предварительно подготовленных свежих и отработанных формовочных смесей, добавок и связующих.

Предварительная обработка свежих формовочных материалов включает операции сушки песка, тонкого измельчения каменного угля, просеивания песка и угля. Отработанную смесь перед повторным использованием охлаждают, разрыхляют, подвергают магнитной сепарации и просеивают. Сушку песка и глины производят в различных печах (трубчатых, вертикальных и горизонтальных) и на плитах. Наиболее распространены вертикальные и горизонтальные сушильные печи. Вертикальные печи применяют для сушки кварцевых и малоглинистых песков. В механизированных цехах песок и глину сушат в барабанах с водяным охлаждением песка после сушки. Свежий песок сушат при 250 °C. Производительность таких барабанов составляет 5…20 т/ч и выше. В современных установках применяют сушку песка горячим воздухом. Песок из бункера загружают в трубу, в которую снизу подается воздух с температурой 200… 250 °C. Сырой песок увлекается вверх со скоростью 15… 17 м/с и быстро высыхает. Производительность установки может доходить до 15 т/ч сухого песка.

Сухую глину размалывают и просеивают до порошкообразного состояния. Глину размалывают в бегунах или же в шаровых мельницах. Тонкое размельчение глины и каменного угля достигается в шаровых мельницах. Глину или каменный уголь загружают в барабан через воронку. При вращении барабана стальные шары, находящиеся внутри него, размалывают глину или уголь. Размолотый материал проваливается через зазоры и просеивается через сито. Готовый материал высыпают из барабана. Производительность шаровых мельниц составляет 100…8 000 кг/ч.

Вместо сухой глины часто применяют глинистую и глиноугольную эмульсию (раствор глины или глины и угольного порошка в воде). При использовании эмульсии отпадает ряд операций по подготовке и транспортированию этих материалов.

Глиноугольную эмульсию приготавливают в баке-концентраторе, в который подают определенное количество глинистой и глиноугольной эмульсии. После наполнения бака концентратора эмульсию перемешивают до нужной плотности и затем специальными насосами-дозаторами автоматически подают в бегуны или смесители.

Отработанная формовочная смесь, выбитая из опок, перед повторным использованием должна быть предварительно переработана. В немеханизированных литейных цехах ее просеивают на обычном сите или на передвижной смесеприготовительной установке, где происходит отделение металлических частиц и других посторонних примесей. В механизированных цехах отработанная смесь подается из-под выбивной решетки ленточным транспортером в смесеприготовительное отделение. Крупные комки смеси, образующиеся после выбивки форм, обычно разминают гладкими или рифлеными вальцами. Металлические частицы отделяют магнитными сепараторами, установленными на участках передачи отработанной смеси с одного транспортера на другой.

Регенерация (восстановление) смеси заключается в извлечении песка из отработанных смесей и приведении его свойств в соответствие с установленными техническими требованиями на формовочные пески.

Приготовление формовочных и стержневых смесей состоит в увлажнении и перемешивании смеси. Тщательное перемешивание смеси необходимо для равномерного распределения ее составляющих. При перемешивании глина и связующее обволакивают зерна песка, комья отдельных составляющих разрушаются и равномерно распределяется влага. Хорошо перемешанная смесь обладает максимальной прочностью и газопроницаемостью. Для перемешивания смеси применяют лопастные смесители или бегуны.

Лопастной смеситель — это машина непрерывного действия, он может быть встроен в автоматизированную смесеприготовительную систему. Смеситель часто применяют для приготовления смесей с низким содержанием глины (наполнительных смесей, сыпучих и т. д.) или смесей с жидкими связующими. Смеси с высоким содержанием глины в лопастном смесителе плохо перемешиваются и поэтому обладают низкими технологическими свойствами. Такие смеси обычно приготавливают в Катковых смесите — лях-бегунах.

Контрольные вопросы

• 1. Из чего исходят при выборе вида литейной формы?
• 2. Какая характеристика литейной формы приводит к газовой пористости отливок?
• 3. Какие основные конструктивные элементы составляют модельный комплект?
• 4. Какие элементы литейной формы относят к литниковой системе?
• 5. Какие действия необходимо выполнить после затвердевания и охлаждения металла в форме?
• 6. Какие главные требования предъявляются к формовочным материалам?