Технология обработки формовочных материалов

Количество формовочных и стержневых смесей, потребляемых для изготовления литейных форм и стержней, колеблется от 3 до 10 тонн, а в среднем равняется 5¸6 тоннам на 1 тонну 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 относятся свежий песок, глина 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 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 цехи достаточно сухими и хорошо проходят через сито без предварительной сушки, а остальные 50% могут иметь значи­тельную влажность, и их приходится предварительно сушить. 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 раздавливанием комьев. Отсев из сита попа­дает в разминающий аппарат, а из него вновь передается на сито.

Каменный уголь применяют как специальную углеродистую противопригарную добавку в формовочных смесях для чугунного литья без сушки форм. Его вводят в смесь чаще всего в порошкообразном, тонко размельченном виде. Глину 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 (дробление), а затем тонкое размельчение (размол). Для дробления и размола угля и глины в литейных цехах часто применяют одно и то же оборудование.

Глину до размола 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 раздавливании комьев. При выбивке же сухих форм отработанную смесь после выбивной решетки следует предварительно пропускать через валки для разрушения комьев.

Приготовление отработанной формовочной смеси заключается в отделении от нее металлических частиц – застывших брызг металла, каркасов стержней 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.

В условиях поточного, конвейерного производства отработанная формовочная смесь не успевает остывать и приходит в смесеприготовительное отделение с выбивной решетки со средней температу­рой 80¸120 °C, в зависимости от соотношения масс металла и формы. Рабочая формовочная смесь, приготовленная на горячей отработанной смеси, получается также горячей, и изготовленные из нее формы дают повышенный брак в отливках по засорам вследствие осыпания кромок. 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 в ней предварительно увлажняется и гомогенизируется, а затем интенсивно продувается воздухом. Вслед­ствие испарения воды при продувке смеси (за счет скрытой теплоты парообразования) смесь быстро охлаждается до температуры, близ­кой к температуре окружающей среды.

Очищенная от металла, просеянная и охлажденная отработанная смесь является подготовленной и направляется в смеситель, куда также подаются освежающие добавки – песок, глина или бентонит, углеродистые или другие специальные добавки, а также вода для увлажнения.