Новые ресурсосберегающие технологии изготовления форм и стержней в литейных цехах угольного машиностроения Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

СЕМИНАР 4

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98" МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98

Ю.А. Миронов,

НИИТУГЛЕМАШ

Новые ресурсосберегающие технологии изготовления форм и стержней в литейных цехах угольного машиностроения

В настоящее время на заводах широкое распространение получили процессы изготовления стержней в холодной оснастке на основе органических и неорганических связующих материалов.

Анализ общего состояния изготовления стержней на заводах угольного машиностроения показывает, что главными причинами, тормозящими его развитие, являются: дефицит производственных

площадей, отсутствие на рынке необходимого оборудования, отсутствие средств на финансирование работ по освоению новых технологических процессов. Для успешного внедрения новых процессов в литейное производство угольного машиностроения необходимо находить такие смеси, которые были бы недефицитными, ресурсосберегающими и легковыбиваемыми, не требовали бы для внедрения дополнительных производственных площадей. Применение новых способов оправдывается только тогда, когда увеличение расходов на связующие материалы, оснастку и оборудование перекрывается экономией топлива, металла, резким улучшением выби-ваемости стержней из отливок. Приведенный ниже аналитический обзор позволяет выбрать состав смеси, оптимальный для условий конкретного литейного цеха.

Процесс изготовления стержней с отверждением газообразным отвердителем (метилформиатом) в "холодной" оснастке ("Betaset" -процесс) заключается в том, что приготовленная в смесителе стержневая смесь, состоящая из песка КО2 и 1,8-2,3% фенольной смолы ФСМ-1 производства АО "Уралхимпласт" г. Нижний Тагил, вдувается в холодный стержневой ящик с горизонтальным

232

разъемом. Расход метилформиата составляет 30-50% от содержания смолы и зависит от качества формовочного песка. Время продувки газовоздушной смесью (метилфор-миатом) уплотненного стержня составляет 10-30 с. в зависимости от его массы и конфигурации. Возможность гибкой регулировки подачи газовоздушной смеси в ящик позволяет получать стержни массы 2-12 кг. при наличии плотно закрывающегося разъема стержневого ящика, время продувки, а, следовательно, и расход газа могут быть сокращены.

Свойства смеси:

Прочность на изгиб

(при 2,5% смолы) - 3,0 МПа,

(при 2,0% смолы - 2,0 Мпа.

Для сравнения СоШ-Ьох-амин

- 4,8 МПа. Г азопроницаемость смеси

- 120-150 ед. Метилформиат имеет запах уксуса, максимально допустимая концентрация газов - 100 промилле. Практически при приготовлении стержней массы до 30 кг. на 1 газогенераторе вытяжка не требуется. Применение нового процесса увеличило производительность стержневой машины в 1,4 раза, стоимость стержневой смеси снизилась более чем в 1,5 раза! В отливках развесом от 10 до 45 кг. из чугуна, углеродистой и нержавеющей стали не обнаружены газовые раковины, ужимины и ситовидная пористость. Стержни легко выбиваются из отливок. В отличие от СоИ-Ьох-амин- процесса применение метилформиата не требует полной герметичности оборудования, отсоса и нейтрализации непрореагировавшего амина.

Одной из проблем литейного производства является плохая вы-

биваемость из отливок стержней из жидкостекольных смесей. С другой стороны простота процесса продувки таких стержней углекислым газом способствует их широкому распространению. СО2 -процесс на смоле заключается в следующем. Приготовленная в смесителе стержневая смесь, состоящая из песка 0315 и 2-2,2% фенольной смолы "карбофен" производства фирмы "Хюттенес-Альбертус" Германия, подается в стержневой ящик. После уплотнения трамбовкой либо на виброст-роле в стрежне делаются наколы, через которые продувается углекислый газ из баллонов. Время продувки около 1 мин. и зависит от габаритов стрежня. Смеси для СО2-процесса на смоле имеют незначительный запах при заливке. Критические величины на рабочем месте для бензола, фенола, полициклических ароматических углеводородов лежат существенно ниже предельных величин. Применение нового процесса сократило время очистки отливок от смеси в 5 раз (смесь практически высыпается из отливок).

Хорошие экономические результаты получаются при использование в этом процессе щелочной фенолоформальдегидной резоль-ной смолы "Фенко" производства Дании, содержащей минимальное количество свободного фенола и формальдегида. Для отверждения не требуются жидкие отвердители и токсичные газы. "Фенко" - новый тип связующего, отверждаемый СО2 и обеспечивающий современный уровень свойств формовочных смесей, в том числе снижение вредного воздействия на окружающую среду и улучшение качества отливок.

ГИАБ

Особенности смол "Фенко"

связующие "фенко" - водорастворимые, что облегчает очистку соответствующего оборудования отсутствует неприятный запах в процессе смешения, изготовления форм и стержней и заливке высокая прочность после продувки связующее не содержит азот, серу и фосфор живучесть смеси до 4 часов

Преимущества смол "Фенко"

за счет отверждения СО2 обеспечивается более благоприятное состояние окружающей среды отсутствие на отливках специфических для смол дефектов

связующее однокомпонентное и не требует катализатора или других добавок хорошая выбиваемость превосходное качество поверхности отливок не содержит горючих веществ

не требуется сложного оборудования для продувки и нейтрализации газа_______________________________

Использование холоднотвердеющих смесей (ХТС) обеспечивает высокую точность и чистоту поверхности отливок, что существенно сокращает объем их последующей механической обработки. Эти смеси все шире применяют в

литейном производстве не только для мелких и средних, но и для крупных стержней в цехах мелкосерийного и индивидуального производства. Вместе с тем в применяемых смесях некоторые смолы имеют высокую стоимость

и являются дефицитными. Совершенствование процесса идет в направлении снижения расхода и стоимости смол, разработки менее дефицитных связующих, эффективных способов регенерации использованной смеси.

© Ю.А. Миронов

8 $ 1999

231