Назовите основные технологические схемы приготовления формовочной смеси

Количество формовочных и стержневых смесей, потребляемых для изготовления литейных форм и стержней, колеблется от 3 до 10 т, а в среднем равняемся 5—6 т на 1 т годного литья, в зависимости от конфигурации отливок и толщины их стенок. Это составляет около 50% всех грузопотоков литейного цеха. Поэтому .механизация при­готовления и транспорта смесей имеет весьма важное экономиче­ское, а также и технологическое значение для качества и однород­ности смесей.

В общем случае формовочная смесь составляется из оборотной, отработанной, т. е. выбитой из опок формовочной смеси и освежаю­щих добавок, к которым принадлежат свежий песок, глина или бентонит и специальные добавки. Как отработанная смесь, так и свежие добавки должны быть предварительно обработаны, или подготовлены, прежде чем поступить в основной смешивающий аппарат.

Свежие пески просеивают с целью отделения от них гальки, случайных загрязнений и посторонних тел, попавших в песок при добыче и транспортировании. Это просеивание не имеет характера рассева на фракции, а является лишь контрольным, и производится через одно сито, имеющее достаточно крупные ячейки (3—5 мм и крупнее).

В обычной практике около 50% кварцевых песков поступают в литейные цеха достаточно сухими и хорошо проходят через сито без предварительной сушки, а остальные 50% могут иметь значи­тельную влажность, и их приходится предварительно подвергать сушке. Глинистые (тощие, полужирные и жирные) пески перед просеиванием сушат" все, так как иначе они плохо проходят через сито.

Глинистые пески при сушке слипаются в комья, которые при просеивании попадают в отсев. Поэтому просеивание таких песков следует комбинировать с разминанием комьев. Отсев из сита попа­дает в разминающий аппарат, а из него вновь передается па сито.

Каменный уголь, обычно применяемый в качестве специальной углеродистой противопригарной добавки в формовочные смеси для чугунного литья при формовке по-сырому, вводят в смесь чаще всего в порошкообразном, тонкоразмельченном виде. Глину или бентонит в формовочные смеси также вводят большей частью в су­хом размельченном состоянии. При этом размельчение глины, как и угля, осуществляют в две ступени — сначала грубое размельче­ние, или дробление, а затем тонкое размельчение, или размалы­вание. Для дробления и размалывания угля и глины в литейных цехах часто применяют одно и то же оборудование.

Глину до размалывания подвергают сушке. Так как сырая глина нередко бывает в крупных кусках, то перед сушилом ее пропускают через зубчатые валки.

Уголь сушить нельзя, так как при этом из него будут удаляться летучие вещества и он обесценится как противопригарная добавка. Поэтому для улучшения размельчения угля (и глины) мельницы часто оборудуют циркуляцией теплого воздуха с целью подсушки в процессе размельчения.

Отработанная смесь, выбитая из сырых литейных форм на выбив­ной решетке, рассыпается при прохождении через щели выбивной решетки и не нуждается в предварительном разминании комьев. При выбивке же сухих форм отработанную смесь после выбивной решетки следует предварительно пропускать через валки для раз­минания комьев.

Приготовление отработанной формовочной смеси заключается в отделении от нее жодезоотделителем металлических частей — застывших брызг, всплесов металла и т. п. и в последующем про­сеивании через сито с ячейками 6—12 мм. Это просеивание, как и для свежих песков, имеет целью лишь отделение от отработанной смеси крупных инородных включений, например кусков стержней, литников и пр.

В условиях поточного, конвейерного производства отработанная формовочная смесь не успевает остывать и приходит в смесеприготовительное отделение с выбивной решетки со средней температу­рой 80—120° С, в зависимости от соотношения масс металл : форма. Рабочая формовочная смесь, приготовленная на такой горячей отработанной смеси, получается также горячей, и изготовленные из нее формы дают повышенный брак отливок по засорам вследствие осыпания кромок таких форм. Поэтому. в современных литейных цехах смесеприготовительные системы для автоматических и поточ­ных линий имеют в качестве обязательного звена установку для охлаждения отработанной смеси. Работа таких установок обычно основана на принципе испарительного охлаждения. Горячая отра­ботанная смесь подвергается в ней предварительному увлажнению и гомогенизации, а затем интенсивно продувается воздухом. Вслед­ствие испарения влаги при продувке смеси (за счет скрытой теплоты парообразования) смесь быстро охлаждается до температуры, близ­кой к комнатной.

Отмагниченная, просеянная и охлажденная отработанная смесь является подготовленной и направляется уже далее в смеситель, куда также подаются освежающие добавки — песок, глина ила бентонит, углеродистые или другие специальные добавки, а также вода для увлажнения.

Смеситель является главной технологической машиной смесеприготовительной установки. Для упрощения дозирования составных частей при подаче в смеситель иногда производят предварительное смешивание в отдельном смесителе и в нужных пропорциях свежих формовочных материалов: песка, глины и каменноугольной пыли. Получают так называемую освежительную смесь, которая уже и подается в основной смеситель для смешивания с отработанной формовочной смесью и получения готовой рабочей смеси. Примене­ние освежительной смеси упрощает также систему транспорта, так как к главному смесителю подается при этом только одна смесь вместо нескольких сортов свежих материалов.

Смешивание составных частей песчано-глинистых формовочных смесей обычно производится сначала в течение некоторого времени в сухом состоянии, а затем в смеситель подается вода, и смешива­ние продолжается уже в увлажненном состоянии.

При приготовлении песчано-глинистых смесей образующиеся
влажные шарики смеси обычно разминаются в смесителе, однако частично они могут остаться в массе смеси и после выпуска ее из смешивающего аппарата. Выравнивание влажности происходит вследствие­ капиллярного действия промежутков между частицами смеси
в течение определенного времени, которое будет тем больше, чем мельче частицы смеси.

Так как глина имеет весьма малые частицы, то и время для рав­номерного пропитывания ее влагой будет наибольшее. Вследствие этого более жирные песчано-глинистые смеси требуют соответственно большего времени для выравнивания влажности, чем смеси более тощие.

Такое выравнивание влажности готовой смеси часто осуществля­ется в отстойных бункерах. Смесь после приготовления ее в сме­шивающем аппарате помещают в бункер, емкость которого рас­считывается на 1—3 ч запаса смеси. После отстаивания в бункерах и равномерного пропитывания влагой смесь, как показывают неко­торые данные наблюдений, обладает большей прочностью, чем смесь, только что выпущенная из смесителя.

В современных смесеприготовительных системах, обслуживаю­щих новые автоматические линии, специальных бункеров-отстой­ников, как правило, нет. Однако в них обычно имеются достаточно емкие (80—100 м³) промежуточные бункера между смесителями и следующими за ними агрегатами (разрыхлителями), где приготов­ленная в смесителе смесь вылеживается не меньше 1 ч. Вообще же следует отметить, что вопрос о необходимости отстойных бункеров и самого отстаивания в настоящее время не находит однозначного решения. Заключительная операция приготовления формовочной смеси — аэрация, или разрыхление, цель которой придать смеси воздушность, что улучшает однородность уплотнения изготовляемых из нее литейных форм и их газопроницаемость. После разрыхления смесь готова к употреблению и передается в расходные бункера над формовочными машинами.

Глину вводят в формовочную смесь в сухом размолотом виде или в виде водной суспензии. Для получения суспензии сырую комковую глину размешивают в воде в лопастном или катковом смесителе. Применяют также водно- глинисто-угольные суспензии.

Введение глины в формовочные смеси в виде суспензии является целесообразным. Прежде всего при этом отпадает необходимость в отстаивании смеси после смешивания, поскольку вводимая в смесь глина, находясь в водной среде суспензии, не нуждается в дополнительном пропитывании водой. Кроме того, если суспензию приготовляют из сырой глины, то оборудование для его изготовления проще и дешевле сушильного и дробильно-размольного оборудования для получения глины в порошке.