Способ прокалки керамических изделий и установка для его осуществления

(71) Заявнтел ПРОКАЛКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИНОВКА ДЛЯ ЕРО ОСУШЕСТВЛЕНИ УСТ 0 о С. же способ прок осуществляемь 1 МИзобретение относится к термообработ- :погружения керамических оболочек в псевке различных изделий в псевдоожиженном доожиженный слой дисперсного сыпучего слое и может быть использовано в произ- материала при температуре слоя 576 С водстве деталей методом литья по вып- и последующим нагревом оболочек вместе лавляемым моделям.со слоем до 1100 С. Этот метод позвоИзвестен способ прокалки керамических й ляет прокаливать керамические оболочки форм, получаемых по выплавляемым моде- на. основе кварцевого песка и сократить лям, путем их погружения в псевдоожи- время их прокалки по сравнению с обжи. женный слой дисперсного теплоносителя. гом в опоках, значительно снизить выход По этому способу прокалку осуществляют, бракованной продукции в результате равпогружением формы в псевдоожиженныйномерного по поверхности нагрева керамислойкварцевого песка, имеющего темпе- ческих оболочек в псевдоожиженном ратуру 900-980 С (1, слое 2.Однако указанный способ не позволя-Осуществление, низко- и высокотемпе-,ет осуществлять удаление модельного со- . ратурного процесса удаления остатков мостава из наиболее распространенных обо- дели согласно такому способу в одном лочковых форм на основе кварцевого пес- .аппарате. приводит к значительному увека в виду их незначительной прочности. личению времени процесса за счет разогОболочковые формы на основе кварцево-рева псевдоожиженного слоя от 575 до го песка не выдерживают термоудара при1100 С.погружении их в кипящий слой .с темпера 30Наиболее близким к предлагаемому по турой 900-98 технической сущности и достигаемому реИзвестен так алки кера- зультату является способ обжига керамимических форм, й путем . ческих полуфабрикатов, например электроизоляторов, получаемых мегоцом горячего литья, включаюший многозонный нагревои охлаждение до 20 С керамических изделий в псевдоожиженном слое дисперсного сыпучего материала, имеющего температуру в зонах 200, 400, 600 и 900 С.Способ осуществляются устройством,которое содержит, по меньшей мере, двааппарата для создания псевдоожиженногослоя дисперсного сыпучего материала.Аппарат состоит из цилиндрической обечайки с нагревателями, сепарационной ка-.меры и газораспределительного устройства, которые установлены соответственнов верхней и нижней части обечайки. Устройство содержит сменные кассеты длякрепления полуфабрикатов, которые перемешаются с помощью транспортныхсредств иэ одного аппарата в другой, смежный с ним, после выравнивания в нихтемпературы за счет слияния горячего.и холодного дисперсного сыпучего наполнителя (З.Указанный способ позволяет удалятьорганическую связку, но, учитывая чтополуфабрикаты имеют большую протяженность, для удаления связки (16-17%)требуется значительное время, котороевключает время для плавного нагрева полуфабрикатов до 900 С и последующее ихоохлоаждение до комнатной температуры20 С, и составляет 3-8 ч,Цель изобретения - увеличение производительности труда и повышение качестм форм.Поставленная цель достигается тем,ато согласно способу упаковки керамических форм на основе кмрпевого песка, иэкоторых предварительно удалены модели,путем их последовательного погруженияв йсевдоожиженный слой нагретого дисаерсиого сыпучего материала с разнойтемпературой йагрем, предварительнокерамическую оболочку выдержимют васеюоожиженном слое с температурой800-880 С в течение 5-10 мин с последующим погружением ее в псевдоожиоженный слой с темдературой 750-980 С,причем при перемещении керамическихоболочек из псевдоожиженного слоя с упомянутой низкой температурой их обдуваютгорячими газами, поддержимя постоянную температуру оболочек,равную 800550 С.,Установка для осуществления предлагаемого спосбба снабжена коллектором, припомощи которого сообщены сепарационныекамеры и внутри которого, по боковымего стенкам размещены перфориромнные 84914трубы, соединенные источником горячихгазов,При этом .дно выполнено в виде бун-кера с разгрузочным отверстием, у кото 5рого боковые стенки образуют с осью егосимметрии угол меньший угла естественного откоса дисперсного сыпучего материала, причем к разгрузочному отверстиюбункера прикреплен патрубок, соединенныйс системой пневмотранспорта.На фиг. 1 изображено устройство дляосуществления способа, разрез; на фиг, 2 графики зависимости начального и текущего процентного содержания остатков модельного состава от времени проколки,Установка содержит два аппарата 1 длясоздания псевдоожиженного слоя аиспесного сыпучего материала. Каждый аппарат имеет цилиндрические обечайки 2 сэлектронагревателями 3. В верхней частиобечайки 2 установлена сепарационная камера 4, а в нижней - газораспределите:7льное устройство 5, Сенарационные камеры 4 аппарата 1 и аппарата 2 соединеныобщим коллектором 6, внутри которого побоковым. стенкам размещены перфорированные трубы 7, Дно коллектора выполнено ввиде бункера 8 с загрузочным отверстием 9, к которому прикреплен патрубок 10,соединенный с системой пневмотранспорта (не показано) . Боковые стенки бункера 8 установлены наклонно так, что об. разуют с осью симметрии бункера 8 угол,меньший угла естественного откоса дис-35персного сыпучего материала. На патрубке 10 установлен. затвор 11,Установка снабжена сменными кассетами 12, на которые установлены,оболочко, вые керамические формы 13 которые пе-,40ремещаются иэ одного аппарата в другойпри помощи транспортного устройства 14,Способ прокалки керамических оболочковых форм осуществляется следующим, образом.45Под газораспределительное устройство5 аппаратов 1 подается воздух, приводящий слой дисперсного материала в псевдоожиженное состояние. Включают электрические нагреватели 2 и устанавлимют впервом аппарате 500-85 дСа .во втором 50 780-9800Удаление основного содержания модельного состава происходит иэ керамических форм на основе кмрда при температуре ниже фазовых превращений в .кмр 55 цевой основе оболочки (8758 С). Пониожать температуру прокалки менее 800 Св первом аппарате, невыгодно, так какуменьшается интенсивность удаления модельной массы, а поддерживать ее максимвльно близкой к температуре фазовыхопревращений кварца (575 С) опасно приавтоматическом регулировании температуры псевдоожиженного слоя ввьду большойпогрешности средств измерения и регули-.рования температуры, Поэтому верхнийпредел температуры слоя в первом аппарате составляет 550 ОС. Кроме того, извлекать оболочки из псевдоожиженногослоя без трещинообрвзования можно лишьпри температуре ниже фазовых превращений в кварце (575 С), Достаточная проСкаленность форм происходит уже при550 С (остаточное содержание углерода0,04-0,05%) за 5-10 мин в зависимости от числа двойных слоев в оболочках(фиг. 2), где И - число. двойных слоев,- время проквлки, О.Ои - отношение,соответственно, текущего и начальногопроцентного содержания остатков модельного состава и др. газотворных веществв оболочке, которое определялось до и1после обжига весовым методом,Кассету 12 с керамической оболочкой 13, иэ которой предварительно удалены модедитранспортным устройством 14 перемещают в первый аппарат и выдержимют твм в течение 5-10 мин для удаления основногоколичества остатков модельного состава. Затем кассету 12 извлекают из аппарата и внутри коллектора 6 перемещают . транспортным: устройством 14 во второй аппарат, в котором поддерживают температуру псеццоожиженного слоя дисперсного сыпучего материала 750-950 С для дальнейшей ее прокалки, При движении керамической оболочки 13 по коллектору 6 из перфорированной трубы 7 через .перфорацию выходят горячие газы, которые ие дают оболочке охладиться, поддержимя при этом ее температуру, равную температуре псевдоожиженного слоя, т,е. 500-550 С. Ссылающийся с обопочковой формы во время ее , обдуввния горячим воздухом аисперснцй: материал попадает на коническое дно 8 коллектора 6 и по мере накопления возвращается в аппарат через патрубок 10. Во втором аппарате происходит окончательное удаление остатков органических веществ иэ керамической оболочки 13 и нагрев оболочки 13 под заливку, так как для отливок из стали высокой группы сложности с толщиной стенок 1,5-2,мм для полного заполнения формы металлом необ.ходимо, чтобы оболочка имела температуру в указанном диапазоне (750-950 С). 91, 6После выдержки в высокотемпературном аппарате подачу воздуха под его газораспределительное устройство 5 прекрашают и производят заливку металлом.К этому времени в первый аппарат помешают новую керамическую оболочку.Предлагаемый способ и установка дляпрокалки позволяют увеличить производительность труда, производи ть интенсивно процесс обжига малопрочных оболочковых форм на основе кмрцевого песка в псевдоожиженном слое, снизить энергетические затраты за счет уменьшения времени цикла .прокалка-заливка и улучшить, качество готовой продукции.формула изобретения2 О 1; Способ прокалки керамических изделий преимущественно оболочковых форм., на основе кварцевого песка, получаемыхпо выплввпяемым моделям, путем после,довательного погружения керамическойоболочки, из которой предварительно удалены модели, в исевдоожиженные слои нагретого до разных температур дисперсногосыпучего материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения произ-:, ЗО водительности труда и повышения качестваформ, предварительно керамическую оболочку выдерживают в псевдоожиженномслое с температурой 500-550 С в тече-:ние 8-10 мин с последующим ее погружен нием в цсевдоожиженный слой с темпера, турой 780-980 С, причем при перемещении керамических оболочек из псевдоожиженного слоя с упомянутой низкойтемпературой, их обдувают горячими га 4 о зами, поддерживая постоянную температуру ободочек, равную 500-550 С.2, Установка для осуществления сцосо ба цо и. 1, содержащая, по меньшей мере, двв анпврата для создания псевдоожи женного слоя дисцерсного сыпучего материала, каждый иэ которых состоит из цилащрической обечайки с нвгремтелями,сецарационной камеры и газораспределительного устройства, установленных соото, ветственно в верхней и нижней части цилиндрической обечайки, сменные кассетыдля креплении форм и устройство для ихперемещенияиз аппарата в аппарат, о т- л и ч а ю щ а я с я тем, что установкаснабжена коллектором, при помощи которого сообщены сепарационные камеры и внутри которого по боковым его стенкамразмещены перфорированные трубы, соеди;ненные с источником горячих газов.865491 30 Горючие и ВНИИПИТираж 872 вз 7939/1дписное 3. Установка по и, 2, о т л и ч в ющ.а я с я тем, что, с целью многократного использования дисперсного материала, дно коллектора выполнено в виде бункера с разгрузочным отверстием, у которого боковые стенки образуют с осью его симметрии угол, меньше угла естествбнного откоса дисперсного сыпучего материала, причем к загрузочному отверстию бункера прикреплен патрубок, соединенный с системой пневмотранспорта,иливл ППП "Патент,Х Ужногод, ул. Проект Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дудоров. Н. С., Баскаков А. П. иИсламов С. Р. Прокаливание и заливкаформ в установке псевдокипяшего слоя."Литейное производство, 1975,4,с. 32.2. Патент США3222738,кл. 164-34, 1965,3, Авторское свидетельство СССР