Экологическая безопасность литейного производства
Статьи от автора: Феклин Н.Д.Феклин Н. Д.
Металлургическая промышленность по существующему уровню загрязнения, занимает второе место среди всех существующих отечественных производств.
Предлагаю ознакомиться с последними разработками в области литейных технологий, связанных с использованием вакуума и сухого песка, позволяющих создать самые «чистые» литейные производства с существенным сокращением отходов производства и выбросов вредных веществ, для выпуска разнообразного типа литья, при значительном повышении его качества и снижения его себестоимости.
- Способ формовки по спаренным моделям:
Позволяет; организовать производство получения единичных и мелкосерийных партий отливок методом вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) в опоках разного размера без переналадки оборудования, значительно снизить стоимость технологического оборудования и опочной оснастки. Уровень экологической безопасности такого способа производства выше, чем при ВПФ. Все это достигается за счет использования двух полуконтейнеров разных типоразмеров (вместо опок), одной универсальной формовочной машины, установки для подготовки модельных комплектов и использования вертикального разъема формы. Что представляет собой способ формовки по спаренным моделям:
1. Спаренная модель представляет собой одну пустотелую модельную плиту с моделями частей отливки, расположенными соосно с разных ее сторон, позволяющей вакуумировать каждую поверхность модельной плиты с моделью отдельно. Такая конструкция модельной плиты позволяет одновременно изготавливать две полуформы без возможных перекосов и смещений при их последующей сборке в форму.
2. Применение полуконтейнеров вместо опок, в сравнении с технологией ВПФ, позволяет:
- снизить необходимый объем формовочного песка в форме на 15-20%,
- сократить объем используемых пленок более чем на 25%,
- значительно улучшить вентиляцию тела формы с поддержанием равномерного вакуума в процессе заполнения ее металлом,
- снизить расход вакуума на 20-25%,
- сохранять готовую форму длительное время без вакуума, как до ее заливки, так и после ее заливки металлом,
- значительно снизить стоимость полуконтейнеров за счет, упрощения их конструкции, в сравнении с конструкцией опок для ВПФ.
3. Разработка одной универсальной формовочной машины позволяет:
- получать формы разных типоразмеров, как по высоте, так и по горизонтальному сечению, без ее переналадки,
- производить загрузку формовочного песка из одного дозатора сразу в два полуконтейнера, не зависимо от их размеров,
- значительно сократить технологическое время на изготовление разнообразных типоразмеров форм, что особенно важно при производстве больших объемов единичного и мелкосерийного литья.
4. Установка подготовки модельных комплектов предназначена для непрерывного изготовления разнообразных спаренных моделей (облицовка пленкой, покрытие антипригарным составом и его сушка) и их подачи на формовочную установку. Выделение процесса подготовки модельных комплектов из общего процесса производства форм, позволяет значительно снизить технологическое время на изготовление литейных форм. Конструкция такой установки позволяет работать с разными размерами модельных плит, как по их толщине, так и по продольным размерам – это может быть достигнуто (как один из вариантов) при использовании многопозиционной карусели с базовыми элементами, предназначенными для крепления модельных плит.
5. Вертикальный разъем форм позволяет производить подвод жидкого металла сифоном в нижнюю часть отливки, что способствует плавному заполнению полости формы металлом. При вакуумно-пленочной формовке, такой подвод металла в форму позволяет максимально предотвратить возможные образования дефектов из-за отсутствия воздействия потока жидкого металла на стенки литейной формы. Кроме этого, разложение облицовочной пленки и удаление ее продуктов разложения из формы происходят еще до ее контакта с поступающим в полость формы жидким металлом, что предотвращает их смешивание и появление всевозможных дефектов литья.
- Способ изготовления стержней методом вакуумно-пленочной формовки:
Позволяет; производить стержни с использованием сухого песка и пленки без связующих, осуществлять длительное хранение стержней без вакуума, снизить себестоимость отливок при использовании таких стержней, в сравнении с традиционными стержнями. Является одним из самых экологически чистых производств (способ внедрен в производство). Изготовление формы и стержня из одних и тех же формовочных материалов и литейной технологии позволяет:
1. Предотвратить вероятность их засоров друг другом при повторном использовании.
2. Разрабатывать приемлемые для одной литейной технологии режимы производства форм и отливок.
3. Сократить номенклатуру используемых материалов.
4. Значительно сократить литейный брак по причине не состыковок литейных технологий и улучшения условий формирования отливки в форме.
- Способ производства форм по вакуумным моделям:
Позволяет; производить литейные формы в контейнерах вместо опок, хранить готовые формы без вакуума, снизить расход эл. энергии на производство форм, заливку их металлом и выбивку форм в 1.3-1.5 раз. Экологически безопасное производство - используются только две синтетические пленки вместо четырех. Изготовление песчаной модели по готовому образцу отливки, либо по ее готовой промодели, облицованной пленкой и установленной в контейнере с песком, позволяет; получать отливки высокого качества, низкой себестоимости, в условиях стабильного разряжения в контейнере. Возможность подвода жидкого металла в полость формы снизу, не значительный объем используемой облицовочной пленки и создание равномерного разряжения в форме, позволяет многократно снизить вероятность появления литейных дефектов. Использование данного способа формовки экономически и технологически оправдано, при крупносерийном и массовом производстве отливок, имеющих объемные формы (к примеру - корпусные отливки).
- Способ производства форм и стержней с использованием вакуума, металлической фольги и сухого песка:
Полностью исключает появление вредных выбросов из используемых материалов литейной формы и стержней. При этом, стоимость, используемой для облицовки, фольги значительно ниже стоимости облицовочной пленки и не требуется ее нагрев перед облицовкой модели. Алюминиевая фольга является прочным материалом, принимающим необходимую форму, даже весьма сложную, ее легко деформировать. Ею можно плотно покрыть практически любую поверхность. Она легко складывается, изгибается, сохраняя при этом свою прочность. На поверхности алюминиевой фольги не возникает электростатического напряжения, грязь к ней не притягивается. Алюминиевая фольга устойчива, как к высоким, так и к низким температурам. Практически все отходы фольги могут использоваться в литейном производстве. Данный способ позволяет производить замену дорогостоящих металлических стержней в предварительно нагретых кокилях на разовые стержни, без снижения качества получаемого литья со значительным его удешевлением. Этот способ производства форм и стержней приведет к существенному повышению качества отливок и значительному снижению затрат на литейную продукцию.
Новые, экологически безопасные способы производства форм и стержней на основе вакуума существенно опережают существующие способы производства. Внедрение таких способов производства позволят; значительно снизить себестоимость литья, повысить качество отливок, снизить вероятность появления дефектов, значительно повысить общую экологическую безопасность производства, снизить стоимость технологического оборудования и оснастки, а также производить разнообразные отливки без его переналадки.
Конкуренция на рынке поставок качественной, дешевой литейной продукции к 2020 году значительно возрастет. Высокие требования к экологической чистоте производства, а также неизменные требования к качеству поставляемого литья, приведут к необходимости поиска собственниками предприятий новых технологий и новых решений выхода из складывающейся ситуации – главное…не опоздать.