Установка мод. 2155А для сушки форм литья по выплавляемым моделям с применением вакуума

Конотопов В.С., Дженжеров С.А., Сигалов И.И., Проминская Е.В., Шепель С.В., Борисов В.В., Лукинов В.П., Владимиров В.Н.

ГП «УкрНИИЛитмаш» разработана и находится в условиях опытно-промышленной эксплуатации на одном из заводов г. Харькова установка (рис. 1, 2) для сушки слоев форм ЛВМ с применением вакуума.

В отличие от аналогов-установок вакуумно-аммиачной сушки, установка может работать в 3-х режимах сушки:
- вакуумно-тепловом (без применения аммиака);
- вакуумно-аммиачном;
- воздушно-тепловом.

Это обеспечивается соответствующей системой управления.

Установка состоит из следующих составных частей:
- вакуумируемой камеры;
- агрегата отопительного для подачи в камеру теплого воздуха;
- вакуум-насоса для создания в камере вакуума в период сушки;
- электрооборудования с системой управления.
Основные технические характеристики установки:
- объем камеры, м³ – 2,98;
- габаритные размеры камеры, мм: 

Наружные Внутренние

длина 1900 1400
ширина 1600 1116
высота 2230 1900
- масса камеры, кг – 1680;
- площадь, занимаемая установкой, м²: не более 10 – в зависимости от планировки ее размещения на участке;

Режим работы – периодический;

Способ подачи форм в камеру – на тележках.
Способы сушки – вакуумно-тепловая, вакуумно-аммиачная, воздушно-тепловая.
Максимальная температура воздуха, вдуваемого в камеру, oС – 60.
Максимальная степень разряжения, мм. рт. ст./атм. – 25/(-0,97)
Количество одновременно высушиваемых форм, шт.: до 70, в зависимости от их габаритов.
Энергоносители – электроток – 380 В;
Вода – для охлаждения вакуум-насоса/

Установленная мощность 23 кВт, в. т.ч. вакуум-насоса, электрокалорифера.

Основной вариант сушки – вакуумно-тепловая, которая осуществляется следующим образом.

Модельные блоки с нанесенным покрытием с помощью транспортной тележки помещаются в камеру.

При этом модельные блоки могут располагаться в зависимости от их размеров на этажерках или кассетах различной конструкции, а особо крупные – непосредственно на тележке.

Двери камеры плотно закрываются, что контролируется конечным выключателем, после чего установка включается в работу.

В начале процесса сушки модельные блоки обдуваются теплым воздухом, затем камера вакуумируется, после чего производится повторный обдув и вакуумирование.

После повторного вакуумирования формы еще раз обдуваются теплым воздухом для подготовки их к нанесению очередного слоя или передачи на выплавку.

Время цикла этилсиликатных слоев, полученных из суспензии на гидролизованном растворе типа Орг-2, составляет 60-65 мин. для первого и 65-75 мин. для последующих слоев. Проведены опыты по вакуумно-тепловой сушке жидкостекольных слоев, которые подтвердили возможность их сушки за время не более 2,5 часа. С этой целью проводится работа по оптимизации рецептуры суспензии и параметров сушки.

Воздушно-тепловая сушка заключается в обдуве форм теплым воздухом без применения вакуума. Этот режим может быть использован для сушки жидкостекольных слоев или слоев на фосфатном связующем, на кремнезоле и т.п., а также для досушки форм после выплавки моделей в воде.

Система управления после оснащения установки аппаратурой для подачи аммиака в камеру позволяет работать в режиме вакуумно-аммиачной сушки с дозированием объема аммиака, подаваемого в камеру.

В отличие от вакуумно-тепловой, при вакуумно-аммиачной сушке осуществляется одноразовая продувка форм теплым воздухом, одноразовое вакуумирование, обработка слоев форм аммиаком и продувка для выветривания паров аммиака.

Система управления установки позволяет контролировать, изменять и регулировать в широких пределах температуру воздуха, подаваемого в камеру, степень вакуумирования, объем аммиака, подаваемого в камеру при вакуумно-аммиачной сушке, время продувок, вакуумирования и обработки аммиаком, что делает установку довольно универсальной и позволяет работать со всеми типами суспензий, применяемых в ЛВМ.

Температура воздуха, подаваемого в камеру, задается и регулируется с помощью двухуровневого прибора ОВЕН 2ТРМ1-Щ2.У.РР.

Степень вакуумирования устанавливается и поддерживается с помощью вакуумметра ДВ2005 Сг 1Е Кс.

Временные параметры процесса задаются программируемым логическим ZELIO Logic.

Для работы в режиме вакуумно-аммиачной сушки установка оснащается двумя баллонами с аммиаком — расходным и дозирующим.

По командам системы управления аммиак из расходного баллона подается в дозирующий баллон, а из него — в камеру.

Цикл вакуумно-аммиачной сушки принципиально не отличается от принятого на многих заводах.

Несмотря на большую установленную мощность, расход электроэнергии во время цикла сушки небольшой. Так, для примера, приводится расчет реального расхода электроэнергии во время 1-го цикла вакуумно-тепловой сушки в зимний период, когда температура в цехе будет ниже 18oC.

Так, за время одного цикла сушки отопительный агрегат (калорифер) будет включаться трижды на 15 мин, причем вентилятор во время продувок будет включен постоянно, что в сумме составит 45 мин, или 0,75 часа. ТЭНы калорифера общей мощностью 7,5 кВт будут работать не более, чем 50% указанного времени, т. е. 0,375 часа в зимний период, и значительно меньше – в летний.

Вакуум-насос мощностью 15 кВт включается дважды на 3,5-4 мин, т. е. на 8 мин. или на 0,133 часа. За остальное время вакуумирования (7-10 мин) степень вакуумирования обеспечивается герметичностью камеры.

При этих условиях максимальный расход электроэнергии (в зимний период) за время цикла составит:

(1*0,75+7,5*0,375+15*0,133)=5,56 кВт/час.

Опыт наладки и опытно-промышленной эксплуатации показал, что основные технические решения, принятые при ее проектировании оказались правильными. Так, влажность этилсиликатного слоя при сушке первого в течение 1 часа, а последующих – в течение 70 мин, не превысила 1%. Сушка происходила без трещин, вздутий и отслоения покрытий.

В настоящее время институтом откорректирована конструкторская документация установки по результатам изготовления и наладки для ее серийного производства.

В заключение следует отметить, что режим сушки с подачей газообразного катализатора отверждения (аммиака, углекислого газа и др.) может быть использован в технологии сушки и отверждения стержней и форм из холодно-твердеющих смесей.

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №10 (146) 2012 г.