Литейщики ломают сушила
В современных литейных цехах обширно используют самые экономичные сырые песчано-глинистые формы, каковые возможно применять без дополнительного упрочения — сразу после изготовления. Недочётом сырых форм есть низкая прочность, почему их используют для получения небольших и средних отливок, масса которых в большинстве случаев не выше 300 кг.
Учитывая это, при производстве более больших отливок с покон веков использовали (частично используют и на данный момент) более прочные сухие песчано-глинистые формы. Но громадная продолжительность (6— 48 час.) сушки форм в громоздких сушильных печах, связанная со загазованностью литейных и значительным расходом топлива цехов, коробление рабочей поверхности формы при сушке, снижающее качество и точность поверхности отливок, и громадная продолжительность цикла получения форм (при производстве больших отливок она достигает 3—5 дней) не разрешают вычислять разработку литья в сухие песчано-глинистые формы рациональной.
Литейщикам удалось отказаться от сухих форм лишь в 50-е годы, в то время, когда были освоены новые связующие материалы (быстротвердеющие крепители СП и СБ на базе сульфитной барды, жидкое стекло и др.). Их стали применять вместо классического, с покон веков «прописанного» в литейных цехах связующего материала — формовочной глины. Новые составы формовочных смесей со связующими СП и СБ разрешили литейщикам скоро освоить скоростную разработку получения больших важных отливок из серого чугуна, медных сплавов и стали массой до 8 т в подсушиваемых формах.
На столичном чугунолитейном заводе «Стакко-лит» в цехе № 3 в подсушиваемых формах приобретают важные станочные подробности массой до 1 т. Изготовленные на встряхивающих с перекидным столом формовочных автомобилях модели 235 и окрашенные противопригарной краской полуформы направляются на дополнительное упрочнение, которое производится в особой сушильной газовой установке. В следствии краткосрочной (около 20 мин.) обработки нагретыми до 200-—220° газами упрочняется быстротвер-деющая смесь, оформляющая рабочий слой каждой из полуформ толщиной 30—50 мм.
По окончании подсушки производится сборка формы. Она осуществляется на пульсирующем литейном напольном конвейере, что доставляет формы на участки заливки, выбивки и охлаждения. Благодаря отказу от 8—10-замены сушки и часовой форм ее краткосрочной подсушкой завод «Станколит» улучшил организацию труда, сократил цикл получения отливок и снизил их себестоимость.
Учитывая значительный недочёт разработки литья в подсушиваемых формах — загрязнение воздуха цеха топочными газами подсушивающей установки, последовательность фабрик создают подсушку особыми лампами инфракрасного излучения, производимыми Столичным заводом электровакуумных устройств. Время от времени лампы объединяют в секции и в виде рампы устанавливают конкретно на литейную форму. На Харьковском станкозаводе для данной цели было создано особое сушило, снабженное 432 лампами инфракрасного излучения, мощностью 500 вт любая, которое разрешало подсушивать большие формы размером 2120X1370X700 мм.
В становление процесса подсушки форм внес московский институт и свой вклад Гипростанок, создавший конструкции поточных (с приводным рольгангом и шагающим конвейером) сушильных установок 1-Э и П-Э с электрообогревом, вычисленных соответственно на применение опок с большими размерами 1,6X1,1X0,45 и 2,7X1,6X0,6 м.
без сомнений, подсушка явилась прогрессивным ме-годом упрочнения форм. Но и она не имела возможности удовлетворить литейщиков. С учетом возросшего уровня развития литейного производства требовался более стремительный способ стержней и упрочнения форм без применения каких-либо сушильных устройств.
Задача была решена благодаря освоению литейщиками нового быстротвердеющего связующего вещества — жидкого стекла и разработке составов формовочных и стержневых жидкостекольных смесей, владеющих свойством скоро твердеть при действии углекислого газа.
Пара слов о жидком стекле. Оно представляет собой водный раствор силиката натрия.
Величина модуля определяет вяжущие особенности стекла. Изюминкой жидкого стекла есть свойство скоро разлагаться и затвердевать под действием углекислого газа, что позволяет приобретать высокопрочный (12—20 кг/см2 при 6—7% жидкого стекла) рабочий слойформы при краткосрочной (1—5 мин.) продувке формы углекислым газом.
Из реакции видно, что под действием углекислого газа входящая в состав смеси вода не испаряется (как при сушке), а вступает в прочное химическое соединение с компонентами разлагающегося жидкого стекла. Так, стремительное и надежное упрочнение формы при С02-процессе разъясняется связыванием песчано-глинпстой базы смеси пленкой геля кремниевой кислоты.
Продувка формы углекислым газом в литейных цехах осуществляется несколькими методами: через каналы-наколы на рабочей поверхности формы, образованные иглой-душником; через полую модель и предусмотренные в ее стенках отверстия и др. На рис. 11 продемонстрирована схема самый простого процесса химического упрочнения формы методом введения углекислого газа под зонт 2. Углекислый газ доставляется в литейные цехи в металлических баллонах либо же производится конкретно в цеховых установках действием серной кислоты на мел. В изготовленных С02-процес-сом формах приобретают различные отличные отливки из серого чугуна, цветных сплавов и стали массой до 170 т.
Учитывая сложность осуществления С02-процесса, связанного с доставкой в баллонах либо производством углекислого газа, и применением особой модельной либо второй запасного оснастки для его введения в рабочий слой формы, процесс был усовершенствован. Сейчас внесли предложение ускоренный процесс химического твердения жидкостекольной формовочной смеси методом введения в нее особых материалов — отвердителей.
В качестве отвердителя у нас удачно используют порошкообразный шлак — отход феррохромового производства. Благодаря его применению были созданы составы пластичных самотвердеющих на воздухе формовочных смесей (ПСС), снабжающих создание скоростной разработке крупных отливок и получения средних. Как пример возможно сослаться на стаж работы столичного завода «Стан-колит», где разработка литья с применением ПСС используется в течение 10 лет.
Продолжительность твердения форм из ПСС на воздухе легко регулируется модулем жидкого стекла и количественным его соотношением с отвердителем. В цехе № 2 при массе отливок 0,2—0,5 т она образовывает около 5 мин., а в цехе № 1 при получении более больших отливок массой 1—5 т — около 15 мин.
Рис. 1. Химическое твердение полу формы при продувке углекислым газом.
В следствии внедрения в производство ПСС на заводе «Станколит» были сломаны два больших ямных сушила в цехе №1 и шесть проходных камерных сушильных печей в цехе №2, что высвободило производственные площади, быстро улучшило санитарно-гигиенические условия труда, обеспечило снижение себестоимости и повышение качества отливок.
освоение и Разработка составов пластичных самотвердеющих смесей разрешили отказаться от использования и сушки углекислого газа для дополнительного упрочнения форм. Но они не исключили трудоемкий процесс уплотнения смеси при изготовлении форм.
Учитывая это, ученые ЦНИИТмаша создали и совместно с работниками столичного завода «Станколит» внедрили в производство принципиально новый, прогрессивный способ стержней и изготовления форм, в базу которого было положено использование жидких самотвердеющих смесей (ЖСС). Данный процесс в корне меняет исторически сложившиеся тяжелые условия труда в литейных цехах. На смену тяжелому физическому труду рабочего пришла управляемая одним оператором автоматизированная установка, которая “ез прикосновения людских рук приготовляет быстротвердеющую смесь и заливает ее в опоки либо стержневые коробки крупных размеров и средних.
Громадное преимущество нового технологического процесса содержится в том, что для его осуществления не требуются рабочие высокой квалификации. Использование ЖСС стирает грань между профессиями стерженщика и формовщика, в 3—5 раз снижает трудоемкость процессов формовки, разрешает расширить выпуск отливок на существующих площадях. Помимо этого, наряду с этим быстро постоянно совершенствуются уровень качества отливок и санитарно-гигиенические условия труда литейщиков.
Советское правительство высоко оценило это изобретение, присудив его авторам — доктору наук А. М. Ляссу, кандидату технических наук П. А. Бор-инженеру и суку И. А. Онуфриеву Ленинскую премию. Сообщение об этом открытии показалось на страницах зарубежной печати под заголовком «Русская революция в литейном производстве».
В чем же преимущества и основные особенности ЖСС? Свойство ЖСС к самопроизвольному химическому твердению в воздухе цеха достигается (как и в ПСС) комбинированным действием отвердителя и жидкого стекла — феррохромового шлака, а их повышенная подвижность — введением в смесь особых пенообразующих добавок (контакт Петрова, жидкость ДС-РАС и др.). Живучесть ЖСС может регулироваться и в большинстве случаев образовывает 3—10 мин., по окончании чего пена опадает и смесь начинает твердеть.
Извлечение модели либо стержня из коробки в большинстве случаев производится через 40 мин. по окончании заполнения опоки либо коробки смесью. Выдержка форм перед заливкой расплавом образовывает 4—5 час. Наряду с этим прочность смеси на сжатие колеблется в пределах 7—11 кг/см2.
Изюминкой ЖСС кроме этого есть отсутствие в них разупрочнения при долгом хранении. Помимо этого, затвердевшая смесь отличается высокой газопроницаемостью, что разрешает приобретать отливки высокого качества без неестественного вентилирования форм. Выбиваемость ЖСС лучше, чем жидкостекольных (обрабатываемых С02) смесей, что обусловливается их пористой структурой.
Благодаря одновременному затвердению по всему количеству ЖСС снабжает равномерную стабильную точность и прочность формы приобретаемых отливок.
У нас разработка литья с применением ЖСС отыскала широкое признание. Много отечественных фирм освоили и удачно используют ЖСС при получении крупных отливок и средних из серого чугуна, цветных сплавов и стали массой от 500 до 25 тыс. кг. Пионерами в данной области были столичные фабрики «Станколит» и «Борец», Коломенский завод тяжелого станкостроения и др., на которых были созданы первые установки для выдачи и приготовления смеси.
Визитёры павильона «автоматизация и Механизация литейного производства» на ВДНХ в 1972 г. имели возможность ознакомиться с уникальным агрегатом для непрерывной заливки и приготовления ЖСС в формы конструкции Коломенского завода тяжелого станкостроения. Владея громадной производительностью (20—30 т/час), агрегат рекомендован для участка больших отливок.
Наличие поворотного транспортера с радиусом действия 8 м разрешает агрегату обслуживать громадную площадь, осуществлять последовательную заливку смесью многих опок. Стационарная установка того же завода производительностью 5—6 т/час запланирована на выпуск более легких отливок — массой до 1,5 т. Экономический эффект от ее внедрения составил 10,2 руб. на 1 т создаваемых отливок.
Учитывая огромные преимущества разработки производства отливок с применением ЖСС, компании США, Франции, Японии, ФРГ, Италии, Швеции, Дании и Норвегии приобрели у СССР лицензии на право применения этого уникального изобретения.
