Способ подготовки карьерных песков для изготовления форм по выплявляемым моделям

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 770024 А С 50 Н И ОПИСА В РЬЕРНЬ подготовке использоватодом литья ущность: соразгон кваруществляют ем 0,20,3 пла трубы до м. 3 табл. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное объединениепо технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства(56) Акунов В.И. Струйные мельницы, - М,:Машиностроение, 1977, с, 154-155. Изобретение относится к подготовке карьерных песков и может быть использовано при изготовлении отливок методом литья по выплавляемым моделям. Известны способы пневматической регенерации формовочной смеси (см, книгу И,Б.Зайегрова "Регенерация отработанных смесей в литейном производстве",. - М.: 1961, стр. 98-133), основанные на использовании высокоскоростного потока для отделения (путем удара и истирания пленок связующих материалов с поверхности зерен песка и воздушного потока для удаления этих пленок и других пылевидных веществ из смеси.Недостатком указанного способа является сложность использования для подготовки свежих карьерных песков, применяемых для изготовления керамических оболочек литья по выплавляемым моделям, т.к. приводимые скорости воздушного потока обеспечивают не только разрыв пленок связующего материала, но и значительное измельчение песка,(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИПЕСКОВ(57) Изобретение относится карьерных песков и может быть но при изготовлении отливок м по выпларляемым моделям. С гласно предлагаемому способу цевого карьерного песка о сжатым воздухом под давлен МПа, а разгонный участок от со отбойного экрана - 100150 м Между тем карьерные пески из-за нали чия в некоторых зернах кварца внутренних включений в виде газа или жидкости не обеспечивают высокого качества оболочковых форм в процессе изготовления отливок, что приводит к браку литья из-за эасора Б Формы и растрескивания поверхности контактного слоя оболочки.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ из мельчения твердых тел, осуществляемый на О противоточных струйных мельницах, заклю- О) чающийся в том, что имельчаемый материал транспортируется в помольную камеру, снабженную одним эжектором; вместо второго эжектора установлена заглушка (1).фИзмельчение материала происходит ф ударом струи сжатого воздуха о металлическую поверхность при давлении сжатого воздуха 0,7 МПа и длине разгонной трубы 170 мм.Недостаткомсанными парамеполное измельче известного способа с опитрами процесса является ние кварцевого песка в пы 17700245 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р, Для активизации песка использовали лабораторную установку пескоструйного типа, представленную на чертеже. Обычный песок засасывается эжекционной трубкой 1 из бункера 2 и со скоростью 14 м/с, ударяется о плиту (экран) 3, ссыпается в бункер 4. Пыль и мелкие фракции, проходя через крышку 5, удаляются вытяжной вентиляцией 6.Для определения оптимальных параметров обработки песка, т,е. скорости разгона песка и расстояния от сопла разгонной трубы до экрана. пески разгонялись с разгонными скоростями и разными расстояниями, в затем проверялись на изменение левидную фракцию, что не отвечает требованиям литейного производства к зернистости материала.Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. повышение стабильности физико-механических свойств песков и смесью на их основе. Эта цель достигается тем, что в способе,подготовки карьерных песков, включающем разгон кварцевого песка в горизонтальном потоке в разгонной трубе воздухом, соударение песка об отбойный экран и отсос пылевидной фракции, разгон песка воздухом согласно изобретению осу.ществляют при давлении последнего 0,2 - 0,3 МПа, при этом отбойный экран отстоит от сопла трубы на расстоянии 100150 мм,При ударе песка о металлическую поверхность раскалываются практически во всех случаях только дефектные зерна песка, причем разрушение происходит по внутренним дефектам или флокулам, в которые заключены газ или жидкость. Тем самым происходит удаление газовых и жидкостных включений из зерен песка.Разгон песка воздухом под давлением 0,20,3 МПа и при расстоянии от отбойного экрана 100.150 мм позволяет исключить дефектные зерна, стабилизировать физико- механические свойства песка, что в конечном счете сказывается на процессе изготовления керамических форм при литье по выплавляемым моделям, способствуя значительному улучшению качества литья,Оптимальные параметры заявляемого . способа установлены при проведении экспериментальных исследований.При проведении патентных исследований авторами не обнаружены способы подготовки карьерных песков, аналогичных заявляемому, что доказывает соответствие признаков предлагаемого изобретения не только критерию "новизна" в сравнении с прототипом, но и "существенные отличия". гранулометрического состава песка и наличие в песке дефектных зерен,Измерение скорости воздуха в разгонной трубе при диаметре 24 мм и длине трубы, равной 1 м производилось при помощипневмометрических трубок й О-образногоманометра(см. книгу И, Б,Зайгерова "Регенерация отработанных смесей в литейном производстве", 1961 гстр. 124) придавлениях сжатого воздуха равных5,10,15,20,25,30;35 МПа,В табл. 1 приведена зависимость скорости от подаваемого давления,Учитывая снижение скорости в разгонном устройстве после введения в него материала вводится коэффициент увеличенияскорости - 1,72, полученный опытным путем.Изменение гранулометрического состава песка измерялось при помощи ситовогоанализа по стандартной методике.Наличие в песке . дефектных, т,е,имеющих внутренние гаэожидкостныевключения, зерен определялось петрографическими исследованиями песка в шлифбрикетах при помощи электронногомикроскопа марки РЗММА - 200.Для исследований были выбраны пескиследующих карьеров и марок:1, Гусаровский К 0315 А2. Таманский К 016 А3. Стругокрасненский К 0315 АРезультаты исследований представлены в табл,2.Как видно из табл.2, пески различныхкарьеров в разной степени заражены гаэово-жидкими включениями.В приведенных карьерах количестводефектных зерен колеблется от 8 до 16 ,Между тем, именно эти зерна снижаютпрочность керамических оболочек и являются причиной брака литья. Устранение этихзерен и является задачей активации,В испытаниях расстояние от сопла разгонной трубы до металлической стенки бункера было 50,100,150,200,250 мм, а скорость длякаждого расстояния - 9.10,14,16,17,25 м/с.Данные таблицы 2 показывают. что прирасстоянии до экрана до 100 мм независимоот скорости разгона. активация практическине происходит. Количество зерен, имеющихгазово-жидкие включения меняется незначительно, Это вызвано тем. что большинство зерен песка соударяются друг с другом итеряют при этом энергию,Наиболее оптимальные результаты получаются при расстоянии 100-150 мм и скорости 10 - 16 м/с. Содержание дефектных зерен сводится к нулю, потери основнойгщыч 40 Таблица 1 фракции не превышают 8%, т,е, грануломет 1рический состав практически не меняется.При скорости меньше 10 м/с активации не происходит. С увеличением скорости выше 16 м/с до 70 % песка оказывается раздробленными, а известно остроугольная форма песчинок резко снижает прочность оболочки. Кроме того, до 35 опеска уносится вытяжной вентиляцией, что также экономически невыгодно.С дальнейшим увеличением расстояния скорость в момент удара песчинок об экран падает и для достижения активации необходимо увеличивать скорость разгона, Зто приводит к перерасходу сжатого воздуха, что также экономически нецелесообразно.Таким образом, оптимальной скоростью разгона песка является скорость от 10 до 16 м/с, которая обеспечивается давлением сжатого воздуха 0,20-0,30 МПа, как видно из данных табл.1,На подготовленном активированном песке изготовляли образцы, у которых проверяли холодную и горячую прочность,Далее изготавливались отливки деталей "звездочка", "коромысло" и "клапан" и определялся процент общего брака отливок и по сору.В табл.З приведены сравнительные результаты горячей и холодной прочности керамических оболочек. а также величины общего брака и брака по керамическому засору отливок, полученных по известному и предлагаемому способу,Как видно из данных табл.З, применейие активированных ударом со скоростью 10-16 м/сек и при разгонном участке от сопла трубы до экрана, установленным на расстоянии 100-150 мм, под давлением 0,2 -0,3 МПа .кварцевых песков повышает холодную прочность предварительнопрокаленных керамических оболочек при5 использовании активированного песка на25-30 о , а горячую на 40-300 по сравнению со свежими карьерными песками и песками, активированными по известномуспособу.10 В таблице также приведены величиныбрака отливок. Как видно из таблицы прииспользовании активированного песка попредлагаемому способу снижается брак отливок по сравнению с неподготовленными15 песками в 1,5 раза.При использовании "горелых" песков,очищенных по известному способу. брак отливок равен 100, т.к. очищенные "горелые" пески не пригодны для применения в20 точном литье из-зэ образования пригара наотливках, таккак на зернах песка остаютсячастицы связующего материала (жидкое.стекло, бентонит и др.),Формула изЬбретения25 Способ подготовки карьерных песковдля изготовления форм по выплавляемыммоделям, включающий разгон кварцевогопеска в горизонтальном потоке в разгоннойтрубе воздухом. соударение песка с отбой 30 ным экраном и отсос пылевидной фракции,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности физико-механических свойств песков и смесей на их основе, разгон песка осуществляют при35 давлении равном 0,2-0,3 МПа, а соудэрениепеска с отбойным экраном осуществляют нарасстоянии 100-150 мм от сопла разгоннойтрубы,(а пе Расстояние отсоплатрзоы до Потериосновной фр Обвивпотери ацих газововклтения 4 ол до а ии тенк о акиванн осле кти- ации активации керв а а 10 10 10 10 а а1 К 04 АТо веана, Н 1 ег 15 15 15 15 15 15 10 4 14 16 17 28 6 17 25 и,Н 4790 5 2 0 0 1Н 25 25 25 25 25 25 15 15 аиа1И 2590 10То1Н,и 15 15 155,6 25 25 25 25 81 О11 109 23,3,54415 11 И 11 Н Н, И,14 16 250 250 250 О 50 50 50 50 50 50 15 15 25 25 25 8 9 1 4 5 91015 КОЗ 5 АН На 1 1 Н И .И 1312209.8 30 . 2 30 2 ЗО. 2 30 2 30 2 30 2 16 16 16 16 16 14 16 17, 25 Каине нов ание карьера, Таианскид Стругокрасиенский 50 5 О00 00 00 1 ОО 00 00 150 50 15 О 150 150 150 200 50 100 00 00 100 гоо 00 150 150 г 50 150 150 50 2 ОО 200 200 200 200 200 250 250 Количество зерени180401 КО 4 АННаИН1ИН,И1НИКО 16 АТо кеИ Основная фрак ция на сите,21,5201817173,5222120,519,51916232221,52120,518 Количест во зерен, раздробленных в результате акти- вации Таблица 21770024 Продолнение табл, 2 г Скорость рввгонв песке, н/с иКоличество зерен содернацих газовоындкне включения,Количество зерен, раздробленных в результа" те акти- вации Общиепотери Потериосновной Фрвкцин Основная Фрак" цчя на сите, 2 арка песка Расотоягние отсоплатрубы достенкибункера,нн Наименование карьерепосле акти" вации до ак" тивало вк- после тиза актицни вацнн та 910 4 К 035 АТо неК 03156То нь 1625 К 0315 АТо неиаиаК 03150То ме 9О14б 25 9 О 14 16 7 25 К 035 АТо нееепаеК 03156е еееееегавееееееагаааеаваев вава еегаваЕав тч ае Таблица 3 Наииеизвание карьера Прочность кераиикн на,изгиб, кг/снзВариантоболочки Бран отливок деталей, в гНаиненование деталиа е те Подготов ленньтьпо нввестиону спо"собу (протетин) егааг Актиаированный по пред. лагаею. иу Соа собуа 20 900 Свенийкерьериьь 1 пе нзеездочкан"коромысло" отое ый по активнарозалиейпо предлагаеноь,у стьогсебу подготленныйизвестноиу спо тг 900,Сьер. пе" арьер"иьеь певе 900 про оба по со" Ий Руаф у 4 9 6 550 75 3 5 5 3 0 О онбиниро"вниьзь 60 68 10 75 25 5,1 67 1 О 2 ь 5 4 105 00ееатаага иаа Вериобеяоч яивок деталей ннеюввание кврье а гетега в г а атаеве ь Наикеюввние деталиига вязни иаа аеаваевтаит е г аподготовленный поизвестному спосовктивироваиныйпо пред"лвгвеюсвенкврьерньвь песок ктивированньзьпред лвгвею об по Ю Ру РовЗт 1, 1 б,7, 2,ат150 150 150 150 150 150 200 200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 250 саров Этилнй силиквт 35 4 16 16 16 6 16 16 16 16 16 16 16 16 16 1 б 16 16 16 16 16 16 16 6 16 6 7 6 2 0 0 0 6 50 0 0 9 В 5 4 3 0 13 12 1 О 8 3 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 ЭО 30 30 30 30 30 70 30 30 30 30 30 27 26 26 25 24, 20 28 26 25 24 23 20 29 28 28 27 26 25 29 29 28 28 27 26 б810, Редактор Е,Полионова Техред М.Моргентал Коррект кач кая наб.,4 5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 3696 ВНИИПИ Госу Тиражрственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССР