Бентонит в литейном производстве и продукция ОАО "ЗАВОД УТЯЖЕЛИТЕЛЕЙ"
Статьи от автора: Снисарь В.П.На ОАО "Завод утяжелителей", специализировавшемся с 1953 г. в производстве утяжелителей и бентопорошков для буровых растворов, относительно недавно (с 1993 г.) начато производство формовочных бентонитовых глинопорошков для стального и чугунного литья в соответствии с требованиями ГОСТ 28177-89 "Глины формовочные бентонитовые". В рамках программы развития предприятия в марте 2004 г. подготовлена опытная партия бентонито-углеродистого связующего CONSTAN®. Материал представляет собой комплексное бентонитовое связующее с противопригарными и пластифицирующими добавками. Он обладает основными свойствами материала Antrapur®, производимого немецкой фирмой "IKO Minerals", которая является крупнейшим в Европе производителем бентопорошков и бентонито-углеродистых комплексных связующих для литейного производства.
Целью настоящей статьи является:
-
рассмотреть особенности применения бентопорошка при разных способах производства песчано-глинистых форм;
-
акцентировать внимание на имеющихся проблемах и путях их решения;
-
пригласить к разговору и сотрудничеству потребителей, заинтересованных в поставках качественного бентопорошка или комплексных связующих материалов на основе бентонита для производства литья в песчано-глинистую форму.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
Дробеметное/пескоструйное оборудование позволяет решить следующие задачи: очистка, удаление песка, отделка, сглаживание, декоративная обработка, упрочнение поверхности, снятие заусенец.
Для решения указанных задач применяются следующие технологии:
-
Обработка при помощи сжатого воздуха (дробеструйная обработка).
-
Обработка при помощи дробеметной турбины (дробеметная обработка).
ОАО "Завод утяжелителей" располагает необходимыми технологическими возможностями и сырьевой базой для производства высококачественных бентонитовых глинопорошков для формовочных смесей. До 2002 г. здесь производился формовочный глинопорошок только из бентонита Дашуковского участка, что не обеспечивало требуемой стабильности качественных показателей продукции из-за поставок сырья разного качества. Поэтому еще в декабре 1992 г. был заключен договор на проведение поисковых работ и геологической разведки месторождений бентонита в Донецкой области. К концу 1994 г. исследовательские работы и промышленное опробование были в основном завершены, но разработка месторождения была начата только с 2001 г. по причине общего спада промышленного производства в середине 90-х годов.
По сравнению с дашуковским бентонитом неогенового возраста донецкие бентониты юрского возраста отличаеются более высокой и стабильной термостойкостью, меньшей водопотребностью, имеет легко узнаваемый красноватый оттенок [1]. Прогнозные запасы сырья юрских бентонитов Донбасса достаточны для обеспечения работы завода в течение нескольких десятилетий. Возможна добыча бентонита на трех участках, находящихся на расстоянии от 25 до 80 км от завода.
Оборудование, имеющееся на заводе, позволяет равномерно активировать бентонитовую глину содой, при необходимости вводить корректирующие добавки и осуществлять их совместный помол с бентонитом в ролико-маятниковых или шаровых мельницах. Переход на местное сырье так-же позволил заводу немного снизить затраты на производство бентопорошка по сравнению с использованием дашуковского сырья.
Производственная мощность предприятия составляет 5 000 т./месяц и может быть при потребности удвоена за счет расконсервации второй линии. Технологические возможности позволяет производить не только чистый бентонитовый глинопорошок, но и бентонитовую продукцию специального назначения, включающую в себя модифицирующие добавки: различные полимеры в порош-кообразном виде, а также угольнуя пыль, лигносульфонаты, крахмалит, другие реагенты и корректирующие добавки.
ПРИМЕНЕНИЕ БЕНТОНИТА В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Каждое отдельно взятое литейное производство неповторимо в своем содержании и технологической структуре и нуждается в материалах, четко соответствующих особенностям производственного процесса именно на этом конкретном предприятии. Поэтому следует вначале хотя бы вкратце акцентировать внимание на особенностях тех или иных способов производства песчано-глинистых форм для литья.
Для сырых песчано-глинистях форм экономически наиболее эффективным связующим и термопротекторным материалом является бентонит. В СССР общий объем использования бентонита в 1960 г. составлял всего около 1000 т. и он использовался главным образом для противопригарных покрытий, но уже в 1982 г. его потребление в литейном производстве превысило 370 тыс. т.[2].
В странах СНГ для нужд литейного произвосдства в настоящее время потребляется около 15% всего используемого в них бентонита, тогда как в Европе этот показатель составляет более 50%. Основная часть бентонита у нас находит применение в нефтегазодобывающей промышленности и черной металлургии (изготовление железорудных окатышей), что отражает сырьевую специа-лизацию производства пост-советских стран и низкий уровень развития машиностроения в них.
Несмотря на тенденцию к распространению химически твердеющих смесей для изготовления форм, обеспечивающих повышение размерной точности и качества отливок, сырая песчано-бентонитовая форма имеет широкую область применения. В массовом производстве деталей весом от первых килограммов до первых сотен килограммов и при производительности несколько сот форм за смену (автомобильное литье) сырая песчано-бентонитовая форма остается вне конкуренции.
Доля литья, получаемого в сырых формах, составляет в Японии - 40%, Германии - 40% , Англии - 39%, Франции - 39% [2]. Более свежие данные маркетинговых исследований фирмы "IKO Minerals GmbH" свидетельствуют, что в общем объеме выпуска литья промышленно развитых стран 65-70% стальных и чугунных отливок мелкого и среднего развеса производится в формах из песчано-глинистых смесей и эта тенденция сохранится в будущем. Расход бентонита на изготовление 1 т. отливок из чугуна в настоящее время составляет 60-90 кг, а из стали - 90-120 кг.
За последние два десятилетия в Европе огромное внимание было уделено технологии производства отливок в сырых песчано-глинистых формах, что привело к значительному совершенствованию формовочного оборудования, а также методов уплотнения формовочной смеси. В результате стало возможным и в песчано-глинистых формах производить отливки геометрически точные, сложной конфигурации. Совершенствование методов изготовление моделей открыло новые возможности их проектирования и производства. Все эти факторы обеспечили возможность производства в песчано-бентонитовых формах отливок многофункционального назначения, в конструкциях которых присутствуют очень тонкие стенки. В результате всех этих изменений возросли и требования, предъявляемые к формовочной смеси.
В литейном производстве используются песчано-глинистые смеси для формовки как по по-сырому, так и по-сухому. В сырых формах изготавливают в основном небольшие и преимуществен-но тонкостеннные отливки в массовом производстве. При использовании высококачественных формовочных материалов в сырых формах можно отливать и достаточно крупные детали: чугунные массой до 1 500 кг и стальные - до 800 кг. Но обычно для этого применяют технологии формовки на органических или жидкостекольных связующих.
При изготовлении отливок значительной высоты или сложной конфигурации, с выступающими частями, сырая форма не в состоянии противостоять давлению большой массы заливаемого металла. В этом случае применяют сухие песчано-глинистые формы. Необходимость сушки для повышения прочности формы приводит к снижению производительности литейного участка и удорожанию литья за счет этого фактора.
Смеси для сухих форм отличаются от смесей для сырых форм следующим:
-
более высоким содержанием глины;
-
вместо бентонита применяют огнеупорную глину;
-
глина вводится в смесь как правило в виде суспензии;
-
используется более крупный песок;
-
противопригарные добавки не вводятся в смесь, а наносится противопригарная краска на подсушенную форму.
Сухая формовка в сравнении с сырой обеспечивает гораздо более высокую прочность формы, но в то же время обладает рядом существенных недостатков, а именно:
-
регенарация отработанной смеси требует больших затрат и дополнительного измельчающего оборудования в сравнении с формовкой по-сырому;
-
длительный цикл производства из-за необходимости сушки,
-
сложность, а порой и невозможность механизации;
-
высокая трудоемкость уплотнения и изготовления формы;
-
ниже размерная точность из-за усадок формы при сушке;
-
необходимость высокой квалификации кадров.
Важно также акцентировать внимание на том, что формовка по-сырому требует очень точного соблюдения технологического режима подготовки смеси, тогда как формовка по-сухому не столь требовательна к технологической дисциплине. Не в последнюю очередь из-за этого фактора в странах СНГ часто применяется именно формовка по-сухому с применеием глинистой суспензии, чем и предопределено более низкое удельное потребление бентонита на тонну готовых отливок по сравнению с ведущими литейными странами.
Однако здесь нужно также акцентировать внимание на том, что формовка по-сырому не может заменить полностью формовку по-сухому. К примеру, литье сплавов, увеличивающихся в объеме при кристаллизации требует жесткости формы, которую не может обеспечить сырая форма. Но нужно принимать во внимание сегодняшние тенденции глобализации мировых экономических процессов, под воздействием которых неизбежно будет реализоваться стремление к более широкому применению технологических процессов, обеспечивающих более высокую производительность. И в этом плане формовка по-сырому выглядит более привлекательной, как более производительная технология и поэтому более приемлемая для массового производства. Именно поэтому следует ожидать роста спроса на качественные расходные материалы для формовки по-сырому.
На литейных предприятиях стран СНГ для производства сухих и сырых песчано-глинистых форм часто используется огнеупорная глина каолинит-иллитового состава типа дружковской или часовярской, а также практикуется ввод глинистого вяжущего в смесь в виде суспензии, а не в по-рошкообразном виде, как это принято на высокотехнологичных современных литейных производствах.
Практика применения бентонита в виде суспензии, а не порошка, обусловлена тем, что в 50-60-х годах прошлого века в СССР не было организовано централизованого производства бентопоршка в достаточных количествах. А огнеупорная иллит-содержащая глина, широко используемая в литейных цехах в СССР в 60-70-х годах, действительно дает лучшие показатели формовочной смеси при условии ее предварительного замачивания и подачи в смеситель в виде суспензии. Поэтому в настоящее время в литейных цехах и при работе на бентоните нередко используются отработанные пол-века тому назад технологические схемы.
Предварительное замачивание огнеупорной глины целесообразно, поскольку позволяет достичь более высокой прочности сухой формы. Но применение суспензии бентонита для приготовления сырых форм на автоматических линиях вряд ли можно считать целесообразным, поскольку при этом нет увеличения сырой прочности смеси, но становится более проблематичным достижение стабильности насыпного веса и формуемости смеси, что очень часто является причиной брака [3].
Главное преимущество формовки по-сырому заключается в том, что при ее применении сокращаются производственный цикл, так как в этом случае не нужна сушка. Сразу же после выбивки формовочная смесь подвергается регенерации и поступает снова в систему смесеприготовления. Таким образом, технология литья в сырые песчано-глинистые формы более предпочтительна для массового производства, тогда как сухая форма более соответствует условиям единичного и мелкосерийного производства.
К преимуществам сырых песчано-бентонитовых смесей относятся:
-
высокая производительность формовочных линий при работе на песчано-бентонитовых смесях;
-
легкая выбиваемость отливок из формы;
-
содержания глинистой составляющей, необходимой для получения заданной прочности смесей, в 2-2,5 раза ниже по сравнению с содержанием огнеупорной глины, что обеспечивает большую газопроницаемость и огнеупорность формы;
-
повышение стойкости формы против образования ужимин;
-
повышение чистоты поверхности и размерной точности отливок;
-
повышение текучести смеси и, как следствие, снижение затрат энергии на уплотнение.
В технологии песчано-глинистой формы особое значение имеют три взаимоствязанных показателя формовочных смесей - прочность во влажном состоянии, газопроницаемость и влажность. Нельзя увеличить прочность формы за счет увеличения глиносодержания, так как при этом резко снизится газопроницаемость и влажность формы, что приведет к образованию газовых раковин. Поэтому следует стремиться к использованию высококачествыенных бентонитовых глин, обеспечивающих требуемую прочность при минимальном количестве глины.
Формовка по-сырому с успехом может применяться для широкого ассортимента отливок, но для этого смесь должна готовиться из качественных и хорошо подготовленных материалов (тонко размолотые глины, каменный уголь и др.) и должен быть тщательный лабораторный контроль качества смесей. Должна соблюдаться строгая технологическая дисциплина в части соблюдения следующих параметров при подготовке смеси:
-
колебания влажности смеси должны быть минимальны, ± 0,1-0,2%;
-
оборотная смесь должна быть предварительно охлаждена, поскольку только за счет этого мож-но поднять прочность на 20-25% при прочих равных условиях;
-
смесь должна быть тщательно перемешана.
К сожалению, на большинстве литейных предприятий в смесеприготовительных цехах отсутствует аппаратура автоматического контроля влажности и насыпного веса смеси, горелая земля подается с высокой и не всегда одной и той же температурой, а качество перемешивания оставляет желать лучшего. Без решения этих вопросов использование высококачественных бентонитовых связующих не даст должного результата. Еще в 1957 г. в [4] на с.112 отмечено: "Проведенные выше испытания доказывают, что глинистые смеси при низкой температуре развивают более высокую прочность, чем при более высокой. Из этого следует, что в цеховых условиях при изготовлении смеси нужно применять возможно более остывшую отработанную землю".
Проблемы использования высококачественного бентонита в формовочных смесях чем-то сходны с проблемами автомобилистов: используя высококачественный бензин, но не отрегулировав карбюратор и зажигание - нечего ожидать высокой экономичности двигателя.
Большинство месторождений бентонитов СНГ являются кальциевыми и нуждаются в улучшении свойств путем активации содой. Благодаря этому увеличиваются прочностные свойства смеси, термостойкость бентонита и способность смеси противостоять образованию ужимин. Нередко соду вводят непосредственно в бегуны при приготовлении формовочной смеси на литейном производстве. Однако накапливаемое в смеси избыточное количество соды резко снижает термохимическую стойкость смеси и вызывает пригар на отливках. [2]. Во избежание этого, добавки соды с целью активации кальциевого бентонита должны вводиться еще до производства глинопорошка, в сырую бентонитовую глину при интенсивном перемешивании, что обеспечивает лучшее взаимодействие соды с бентонитом и минимальное ее содержание в свободном виде в бентопорошке. Именно такая схема активации содой реализована на ОАО "Завод утяжелителей".
Повышение качества отливок в сырых формах может быть достигнуто путем введения в формовочную смесь специальных добавок, регулирующих те или иные свойства смеси. Добавки, вводимые в сырые песчано-бентонитовые смеси, могут быть класифицированы следующим образом:
-
противопригарные;
-
противоужиминные;
-
улучшающие технологические свойства смеси, такие как формуемость, уплотняемость, текучесть;
-
стабилизирующие влажность формовочной смеси.
Традиционной и наиболее распространенной антипригарной добавкой для чугунного литья является молотый каменный уголь. Добавки каменноугольного порошка в формовочную смесь позволяют получить отливки с чистой, без химического пригара, качественной поверхностью. Их действие основано на разложении каменного угля, образовании восстановительных углеводородных га-зов, при разложении которых образуется пиролитический (блестящий) углерод, который не смачива-ется расплавленным металлом. Он покрывает тонким слоем поверхность зерен песка, изолируя форму от отливки. Молотый уголь вводится в формовочную смесь в количестве, зависящем от его способности выделять блестящий углерод, а также от толщины стенок отливок и их массы. В настоящее время используется много заменителей каменного угля, но полной его замены пока не отмечается.
Для борьбы с ужиминами в смесь обычно вводятся добавки древесной муки и крахмалита. В США наиболее распространенным способом борьбы с образованием ужимин является повышение содержания натриевого бентонита в смеси. Свести к минимуму риск образования ужимин также можно путем подбора оптимального режима активации кальциевого бентонита содой, а также подбором каменного угля с определенной температурой размягчения.
Для улучшения технологических свойств формовочной смеси в ее состав вводят ПАВы. Это позволяет сократить расход бентонита, время перемешивания смеси, брак форм и отливок, улучшает качество поверхности отливки.
Для стабилизации влажности на автоматических формовочных линиях в смеси обычно вводят набухающие крахмалы в количестве до 0,5% - крахмалит. Это позволяет также улучшить отпечаток модели, повысить прочность смеси при сжатии, прочность в зоне конденсации влаги, предохранить кромки от обсыхания, а также улучшает выбиваемость отливок из форм.
Чрезвычайно важным показателем смеси является её насыпной вес, который связан с уплотняемостью и влажностью [5]. Высокая уплотняемость смеси ведет к повреждению формы при вытяжке модельной плиты даже при небольшом износе деталей формовочной машины. Попытки устранить этот вид брака путем изменения влажности смеси приводят к возникновению сильного пригара из-за недостаточного уплотнения смеси в глубоких "карманах" модели [2].
Таким образом, для получения качественной формы нужно сбалансировать состав формовочной смеси путем ввода корректирующих добавок с учетом особенностей применяемого бентонита и песка. Это зачастую невозможно в условиях смесеприготовления в литейных цехах. Поэтому в Европе для сырых песчано-глинистых форм уже давно используют комплексные связующие на основе бентонита, в состав которых необходимые добавки вводятся не непосредственно в процессе приго-товления смеси в формовочном цехе, а централизовано в процессе производства бентопорошка на специализированном предприятии. Их применение снижает удельный расход формовочных материалов, обеспечивает стабильные свойства смеси, необходимые для работы автоматических линий.
Хорошим примером такого подхода является продукция немецкой фирмы IKO Minerals. В Украине эти материалы используются в течение нескольких лет на КП "Киевтрактородеталь".
КОМПЛЕКСНЫЕ БЕНТОНИТОВЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ ФИРМЫ "IKO Minerals"
Комплексные составы из бентонита и углеродобразователей впервые были представлены в 1968 г. на Международной выставке по литейному производству (GIFA) компанией ИКО Минералс ГмбХ совместно с фирмой Эрбслё Ганзенхайм. Это стало первым шагом в разработке подобных материалов, без которых даже сегодня, невзирая на появление новых технологий и открытий, немыслим современный технологический процесс в литейном производстве.
Сегодня немецкая компания "IKO Minerals GmbH", входящая в структуру греческой "Silver & Barite Group" предлагает своим потребителям широкую гамму базовых бентонитовых глинопорошков (таблица 1), удовлетворяющих самые различные запросы, и несколько продуктов-образователей пироуглерода для песчано-глинистых смесей (таблица 2).
Таблица 1. Связующие бентонитовые материалы "IKO Minerals GmbH"
|
№
|
Торговая марка
|
Краткая характеристика
|
|
1
|
IKO Bond D
|
Бентонит с высоким содержанием монтмориллонита, высокой связующей способностью, прочностью при высоких температурах и великолепной термостойкостью, что обеспечивает низкую потребность в освежающих добавках.
|
|
2
|
IKO Bond E
|
Бентонит со средним содержанием монтмориллонита, средней связующей способностью, низкой остаточной прочностью и средней термостойкостью, высокой диспергируемостью, благодаря чему обеспечивается быстрое достижение максимальных технолгических свойств при смесеприготовлении.
|
|
3
|
IKO Bond HF
|
Бентонит со средним содержанием монтмориллонита, очень высокой связующей способностью, высокой диспергируемостью, низкой термостойкостью и остаточной прочностью, что обеспечивает великолепную выбиваемость.
|
|
4
|
IKO Bond G
|
Бентонит с высоким содержанием монтмориллонита, высокой связующей способностью, прочностью при высоких температурах и великолепной термостойкостью. Благодаря высокой диспергируемости быстро достигается высокий уровень прочностных свойств оборотных формовочных систем.
|
|
5
|
IKO Bond SR
|
Бентонит с высоким содержанием монтмориллонита, высокой связующей способностью, средней прочностью при высоких температурах и средней термостойкостью. Преимущества данного бентонита проявляются в быстром достижении заданных свойств при кратковременном приготовлении смеси.
|
|
6
|
IKO Bond W
|
Натуральный бентоит с очень высокой термостойкостью и связующей способностью.
|
|
7
|
IKO Bond T
|
Бентонит с низким содержанием монтмориллонита, средней связующей способностью, высокой диспергируемостью, низкой прочностью при высоких температурах и низкой термостойкостью. Преимущества данного бентонита проявляются в быстром достижении заданных свойств при кратковременном приготовлении смеси.
|
Таблица 2. Противопригарные добавки - образователи блестящего углерода
|
№
|
Торговая марка
|
Краткая характеристика
|
|
1
|
Priocarbon®
|
Производится из природных каменных углей с низким содержанием летучих в комбинации с особо чистыми углеводородами. Воздух и атмосфера цеха остаются чистыми, затраты на переработку смесей и утилизацию отходов значительно снижаются.
|
|
2
|
Antrapur®
|
Обеспечивает блестящую уплотняемость и текучесть формовочных смесей, снижение влагопотребления, повышенную дисперсность бентонита, высокую размерную точность. Использованы гидрофобные анизотропные углеродистые материалы макрокристаллической монтмориллонитоподобной структуры, способствующие скольжению частиц смеси при уплотнении и тем самым улучшающие текучесть и уплотняемость смеси.
|
|
3
|
Policarbon®
|
Состоит из высококачественных углеводородов в комбинации с каменноугольной пылью. Обеспечивает быстрое образование блестящего углерода, малое влагопотребление смеси, высокую эффективность при низком требуемом содержании добавки.
|
|
4
|
Coaldust
|
Классические вспомогательные материалы с многолетним опытом применения, изготавливаемые помолом и просеиванием углей определенных марок.
|
Отдельную группу материалов этой фирмы представляют продукты QUICKBOND®, которые приготовлены по специальной патентованной методике с использованием так называемого "процессового угля". Основой этих продуктов являются базовые бентонитовые глинопорошки с добавками углеродистых материалов, которые обеспечиввают противопригарный эффект, а также улучшают текучесть и формуемость смеси.
Применение материалов Quickbond-группы существенно улучшает равномерность уплотне-ния смеси и таким образом обеспечивает постоянство свойств формы по сечению. Смеси на их основе характеризуются повышенной прочностью, текучестью и формуемостью, быстрым достижением максимальных технологических свойств, обладают отличной выбиваемостью и улучшенной регенерируемостью.
Следует обратить внимание на два важных аспекта применения этих материалов в условиях Украины, а именно:
-
стоимость их в несколько раз выше чистого бентопорошка;
-
технологические возможности этих материалов не могут быть в полной мере использованы на отечественных предприятитях, поскольку литейное оборудование в большинстве своем имеет очень большой физический и моральный износ, да и проектировались литейные цеха вовсе без учета возможностей использования подобных материалов.
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬТЕРНАТИВА
Широкое использование в ближайшем будущем на отечественных предприятиях материалов фирмы "IKO Minerals GmbH" вряд ли будет иметь место, поскольку в большинстве задач это экономически неоправданно, если учитывать технический уровень большинства литейных производств в Украине.
Понимая это, на нашем заводе задались целью предложить отечественному потребителю материал, который бы обладал основными свойства комплексных бентонито-углеродистых связую-щих типа Antrapur®, но учитывал бы реалии технологических возможностей литейных предприятий Украины и производился бы из отечественного сырья с целью минимизации его цены.
В настоящее время на ОАО "Завод утяжелителей" производится бентонитовый глинопорошок для формовочных смесей марки П1Т1 согласно ГОСТ 28177-89. Он используется в формовочных смесях для стального и чугунного литья на автоматических формовочных линиях. Поскольку потребность в качественном бентонитовом связующем в Украине ограничена из-за кризисного состояния многих крупных литейных производств, то основной объем производимого бентопорошка реализуется российским предприятиям: АМО ЗИЛ, КаМАЗ, ГАЗ и др.
В марте 2004 г. на ОАО "Завод утяжелителей", по инициативе основного акционера - компаниии "Интермаш", произведена опытная партия бентонито-углеродистого комплексного связующего для чугунного литья под торговой маркой CONSTAN®. Материал содержит антипригарные и противоужиминные корректирующими добавками, характеризуется повышенной текучестью под давлением прессования и пониженной водопотребностью. В настоящее время выполняются опытно-промышленные испытания этого материала, который должен заменить импортируемый материал Antrapur® призводства "IKO Minerals".
Этот материал предназначен для производства сложнопрофильных отливок из чугуна различных марок весом от первых килограммов до первых сотен килограммов на автоматических формовочных линиях.
Продукт представляет собой комплексное бентонитовое связующее, базовые качественные показатели которого соответствуют требованиям ГОСТ 28177-89 "Глины формовочные бентонитовые" к марке П1Т1.
В составе связующего есть несколько корректирующих добавок, введенных в определенной последовательности в процессе производства бентонитового глинопорошка. Каждая из добавок влияет в основном на одно свойство формовочной смеси. Изменяя процентное соотношение добавок, можно производить бентонитовое связующее для нужд конкретного потребителя, с учетом его специфических требований. Введение добавок в процессе помола бентонита позволяет снизить их общее содержание в смеси по сравнению с вариантом ввода тех же добавок в бегуны в смесеприго-товительном отделении литейного цеха. Такой подход позволяет в значительной степени освободить смесеприготовительные участки литейных производств от необходимости точного дозирования нескольких компонентов при освежении оборотной смеси, поскольку они могут быть дозированы при производстве связующего по заказу крупного потребителя.
Совместный помол бентонита с корректирующими добавками обеспечивает его повышенную дисперсность, благодаря чему прочностные свойства смеси не снижаются, а наоборот - увеличиваются, несмотря на общее снижении бентонита в смеси за счет его частичного вытеснения добавками. Также в процессе совместного помола с углеродистыми добавками происходит частичное снижение гидрофильности поверхности бентонита. Это позволяет снизать рабочую влажность смеси по срав-нению с работой на чистом бентоните.
Корректирующие добавки обеспечивают:
-
снижение влагопотребления формовочной смеси по сравнению с базовым чистым бентонитом;
-
снижение пригара и повышение чистоты поверхности отливок благодаря активной восстановительной атмосфере формы и оптимальному количеству выделяющегося пироуглерода;
-
противоужиминный эффект;
-
хорошую формуемость и высокую текучесть смеси под давлением прессования, благодаря чему энергия уплотнения передается более эффективно во всех направлениях, что улучшает четкость воспроизведения контуров и кромок формы, размерную точность литья;
-
улучшение выбиваемости.
Применение данного продукта более технологично по сравнению с введением корректирующих добавок непосредственно в смесеприготовительное оборудование, позволяет получать отливки повышенной размерной точности и обеспечивает высокое качество поверхности отливок. Перевод системы смесеприготовления на данный расходный материал можно осуществить путем его ввода в качестве освежающей добавки и постепенного вытеснения с оборотной смеси глинистого составляющего, на котором работали раньше.
Более подробные характеристики этого материала и рекомендации по работе на нем будут даны в одном из следующих номеров этого журнала, после выполнения комплекса опытно-промышленных испытаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. ОАО "Завод утяжелителей" предлагает потребителям качественный бентопорошок со стабильными характеристиками, основные показатели которого соответствуют марке П1Т1 согласно ГОСТ 28177-89, а термостойкость значительно превосходит требования указанного ГОСТа. Он может использоваться для стального и чугунного литья, при машинном и ручном способе формовки. Бентопорошок может вводится в смесь как в виде порошка, так и в виде суспензии. В последнем случае более предпочтительно использовать неактивированный порошок для предотвращения тампонирования трубопроводов, подающих суспензию, но целесообразнее перейти на технологию работы без суспензии и использовать активированный бентопорошок.
2. Предприятие также предлагает новый формовочный материал для чугунного литья - комплексное бентонитовое связующее CONSTAN®, в составе которого есть образователи пироуглерода, обеспечивающие противопригарный эффект, и пластификаторы, обеспечивающие повышенную текучесть формовочной смеси под высоким давлением прессования.
3. Применение высококачественных бентонитовых связующих требует и соответствующего им технического уровня и технологической дисциплины у потребителей. Поэтому в смесеприготовительных цехах литейных производств необходимо автоматизировать процесс контроля влажности и насыпного веса формовочной смеси, обеспечить низкую и стабильную температуру оборотной смеси перед ее подачей в смеситель, а также должное перемешивание.
4. Для достижения более высокого уровня качества литья в песчано-глинистую форму необходимо критически переосмыслить практику примения бентонита в виде суспензии для производства сырых песчано-глинистых форм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Снисарь В.П., Короид В.Н. "Глинопорошки для формовочных смесей производства ОАО "Завод утяжелителей". //Литье Украины, 2003, №1, с.6-8.
2. Илларионов И.В., Васин Ю.П. "Формовочные материалы и смеси." Ч.1. Чебоксары, 1992 г., 223 с.
3. Мухоморов И.А. "Проблемы стабильности технологических параметров формовочных смесей". //Литейное про-изводство, 2003. №4, с. 10-11.
4. Туманский А.Л. "Формовочные глины". М.: Машгиз. 1957 г.
5. Туманова Л.П., Кваша Ф.С. "О контроле влажности песчано-глинистых смесей". //Литейное производство, 2003. №1, с. 33-35.


