сайт о формовочном и стержневом оборудовании БелНИИлит
Переход от "горячей" к "холодной" оснастке в свое время был вызван экономическими проблемами: из-за энергетического кризиса стоимость энергоносителей резко возросла. В настоящее времяв технологическом процессе изготовления литейных песчаных стержней первостепенными являются экологические и технологические аспекты. По сравнению с процессами производства стержней в нагреваемой оснастке "холодные" процессы имеют следующие преимущества:
возможность применения для изготовления любых стержней, ажурных и массивных;
повышение точности стержней и отливок на 1-2 класса вследствие отсутствия термических напряжений, деформаций и коробления стержней при их извлечении из оснастки их хранении;
возможность применения для стержней сложной конфигурации с тон-кими ажурными сечениями, в том числе для изготовления моноблоков стержней;
высокое качество литых поверхностей;
облегчение условий труда в стержневых отделениях, улучшение экологической ситуации в литейных цехах и вокруг них;
уменьшение затрат в литейном производстве за счет: снижения брака стержней, снижения расхода энергоносителей, повышения производительности стержневых машин.
Институт изготавливает и поставляет современные стержневые машины по ХТС процессам для изготовления стержней массой от 6 кг до 100 кг. Производительность стержневых машин составляет от 60 до 20 съемов/час в зависимости от массы, габаритов и сложности изготавливаемого стержня.
Стержневые машины могут работать как автономно так и в состаеве автоматизированных линий по различным холодным процессам.
COLD-BOX-AMIN - основной технологический процесс производства песчаных стержней на стержневых машинах "БЕЛНИИЛИТ".
Cтержневые машины производства БЕЛНИИЛИТ по своим техническим параметрам и конструкторским исполнениям не уступают зарубежным аналогам и оснащены:
системами герметизации стержневого ящика и продувочной плиты для возможности удаления газообразного катализатора при продувке стержневой смеси в ящике;
системами, обеспечивающими быстрый съем и установку надувной плиты и стержневого ящика на машину;
надежными современными системами управления работой машин с использованием программируемых контроллеров (с учетом требований заказчика);
современной лицензионной электро и пневматической аппаратурой;
конструктивная особеность, позволяющая выполнять движения всех механизмов машины от пневматического привода, обеспечивает простое и несложное ее обслуживание;
системами локализации вредных газовыделений, образующихся при отверждении стержневой смеси в ящике, т.е. укрыты в специальный кожух, частично застекленный для наблюдения за работой механизмов и раскрывающийся для ее обслуживания;
На сегодняшний день разработаны и широко используются альтернативные технологические процессы изготовления стержней по ХТС технологии: Cold-box-amin; Фуран-SО2; Эпокси-SO2; Betaset; Carbophen; Redset,; Аlphaset; Pep-set; их преимущества и недостаки, а также технологические параметры приведены ниже.
Комплект стандартной поставки стержневых машин:
Шкаф управления (с контролером);
Газогенератор (преобразование жидких связующих в пар);
РЭ на стержневую машину.
Дополнительный пакет оборудования к стержневым машинам:
Смесители непрерывного или периодического действия (приготовление стержневой смеси);
Установка нейтрализации вредных газов;
Устройство заправки газогенератора;
Комплект оснастки к стержневым машинам.
При необходимости стержневые машины могут изготавливаться под производственные условия необходимые Заказчику.
При наличии Вашей заинтересованности, УП "ИНСТИТУТ БЕЛНИИЛИТ" готов включить заявку Вашего предприятия в план производства и подготовить договор (контракт) на изготовление и поставку данного вида оборудования.
Некоторые параметры технологии COLD-BOX-AMIN.
1. Расход связующего:
компонент А -0.7-1.0% (7-10кг/1 т. смеси);
2. Расход катализатора:
триэтиламин, в разных источниках:
0.4-2.2 мл/1 кг. смеси = 0.29-1.60г./1кг.смеси =290-1600г./1 т. смеси;
5-10% от количества компонента А, для смеси с содержанием смолы 1% 0.68-1.37 мл./1 кг. смеси =0.5-1.0 г./1 кг. смеси = 500-1000 г./1 т. смеси ;
0.9-1.37 мл./1 кг. смеси =0.66-1.0 г./1 кг. смеси = 660-1000 г./1 т. смеси;
4.0 мл./1 кг. смеси =2.9 г./1 кг. смеси = 2900 г./1 т. смеси.
5-8% от количества компонента А, для смеси с содержанием смолы 1%: 0.5-0.8 г./1 кг. смеси =500-800 г./1 т. смеси
0.5-1.0мл/ 1 кг. смеси;
3. Продолжительность продувки стержня
Устанавливается опытным путем для каждого стержневого ящика, в среднем фактически составляет (в разных источниках):
от 0.2 с. (стержни массой менее 1 кг.) до 10 с. (стержни массой более 100 кг.);
при оптимальной конструкции стержневого ящика длительность продувки составляет около 25% длительности рабочего цикла машины, для стержней массой до 45 кг. - 10 с., массой до 135 кг. - 25 с.;
для крупных стержней 3-15 кг./ с., для тонких и ажурных стержней с малой высотой 1-3 кг.
4. Давление продувки:
газация - до 2.8 кгс./ см2 (причем давление газации рекомендуется увеличивать постепенно, начиная с небольшого (до 1 кгс./ см2) во избежания эрозии стержня);
5. Расход воздуха на продувку ( в разных источниках):
для стержней весом до 40 кг. расход воздуха при постоянной работе давлением 6 атм. составляет около 50 м3/ч, более 40 кг. - около 80 м3/ч
6. Объем воздуха, отсасываемый от стержневой машины:
получаемый стержень (объем) - необходимая вентиляция:
7. Концентрация серной кислоты, применяемой для нейтрализации амина, в разных установках:
Как правило, растворы H2SO4 высокой концентрации после насыщения их солью аммония возвращают на химические заводы для переработки, а растворы низкой концентрации после их насыщения солями по необходимости разбавляют водой и сливают в канализацию.
8. Химическое взаимодействие аминов с H2SO4 :
триэтиламин - 2((C2H5)3N) + H2SO4 = ((C2H5)3NH)2SO4 ;
диметилизопропиламин -2((CH3)2CHN(CH3)2) + H2SO4 = ((CH3)2CNH2(CH3)2SO4 ;
9. Расход H2SO4 на нейтрализацию амина , в разных источниках:
1.5 кг 5% раствора /1 кг. амина (или 75 г. 100%-ной H2SO4 на 1кг. амина), при расходе ТЭА 1.5 г./ 1 кг. смеси расход H2SO4 составит 2.25 кг. 5%-ного раствора на 1 т. смеси
10. Расход щелочи на нейтрализацию отработанного раствора, в разных источниках:
0.5 кг. 15%-ного раствора NaOH / 1 кг. амина (75 г. 100% NaOH на 1 кг. амина или при приводимом в этом источнике расходе H2SO4 1.5 кг. 5%-ной концентрации / 1 кг. амина - 5 кг. 100%-ной NaOH / 100 л. отработанного раствора)
11. Состав конечного продукта нейтрализации:
12. ПДК некоторых вредных веществ
ПДК ТЭА в воздухе рабочей зоны - 10 мг./м3
ПДК ТЭА в атмосферном воздухе населенных мест - 0.14 мг./м3
ПДК ТЭА в воде водоемов санитарно-бытового пользования - 2 мг./м3
ПДК ТЭА в воде, направляемой на биологическую очистку- 85000 мг./м3
13. Преимущества и недостатки
"+" Высокие технологические, экологические и экономические показатели; отсутствует эрозия стержневой оснастки; высокая производительность;
Некоторые параметры технологии Фуран-SО2.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
1,4-2,2 % - фурановая смола;
0,5-1,1 % - органический пероксид;
газообразный отвердитель - SO2 (чистый или в смеси с воздухом).
Тип реакции отверждения:
поликонденсация с выделением воды.
Основные технологические параметры:
прочность на разрыв, МПа после продувки/ 24 ч - 1,0. 1,5 / 1,5. 1,8.
Особенности технологического оборудования:
требуется герметизация стержневого ящика и специальное продувочное устройство;
необходимы газогенератор и нейтрализатор;
Преимущества и недостатки:
"+" хорошие технологические свойства, высокая механическая прочность стержня.
"-" сильное налипание связующего на оснастку; недостатки, связанные с применением SO2 - токсичность, химическая агрессивность (проблемы транспортировки, хранения и использования).
Некоторые параметры технологии Эпокси-SO2.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
0,6-0,8 % - модифицированная эпоксидная смола, смешанная с органиче-ским пероксидом;
0,6-0,8 % - эпоксидная смола, смешанная с акрилатом; газообразный катализатор - разбавленный воздухом или азотом SO2;
Тип реакции отверждения:
Основные технологические параметры:
прочность на разрыв МПа, после продувки / 24 ч - 1,5. 1,8 / 2,5. 3,0.
Особенности технологического оборудования:
требуется герметизация стержневого ящика и специальное продувочное устройство;
необходимы газогенератор и нейтрализатор;
Преимущества и недостатки:
"+" отсутствие литейных дефектов: ситовидной пористости и газовых ра-ковин; низкая газотворность; высокая живучесть и выбиваемость;
"-" недостатки, связанные с применением SO2 - токсичность, химическая агрессивность (проблемы транспортировки, хранения и использования).
Некоторые параметры технологии Betaset.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
1,5-2,5 % - водорастворимая щелочная смола;
газобразный катализатор - метилформиат;
Тип реакции отверждения:
поликонденсация с выделением метанола и натрийформиата.
Основные технологические параметры:
живучесть - 3 - 4 ч;
прочность на разрыв, МПа, после продувки / 24 ч - 0,6. 1,0 / 1,2. 1,5
Особенности технологического оборудования:
необходимость в тщательной герметизации стержневого ящика и наличии нейтрализатора зачастую отсутствует;
Преимущества и недостатки:
"+" низкая токсичность метилформиата; высокое качество отливок;
"-" возможность потери прочности при хранении "перепродутого" стержня; низкая прочность стержня.
Некоторые параметры технологии Carbophen.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
2,0-3,0 % -модифицированная гидроокисью калия фенольная смола;
газообразный катализатор - СО2;
Тип реакции отверждения:
Основные технологические параметры:
живучесть - 3 - 6 ч;
прочность на разрыв, МПа, , после продувки / 24 ч - 0,6. 0,8 / 0,9. 1,2.
Особенности технологического оборудования:
специальное продувочное устройство необязательно;
газогенератор и нейтрализатор не требуются;
Преимущества и недостатки:
"+" связующее не содержит азота, серы и фосфора, содержание свободного фенола и формальдегида менее 0,1-0,2 %; отсутствуют литейные дефекты; не используются взрывоопасные, легковоспламеняющиеся и токсичные материалы;
"-" низкая прочность стержня.
Некоторые параметры технологии Redset.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
0,6-1,2 % - полифенольная смола;
газообразный отвердитель - диметаксиметан;
Тип реакции отверждения:
Основные технологические параметры:
живучесть - 24 ч;
прочность на разрыв, МПа, , после продувки / 24 ч - 1,6. 2,0 / 2,5. 3,0
Особенности технологического оборудования:
Необходимо оборудование для подогрева песка и стержневого ящика;
нейтрализатор не требуется;
Преимущества и недостатки:
"+" - высокая живучесть и выбиваемость смеси; высокая экологичность;
"-" высокая вероятность образования газовых дефектов отливки по причине сильного давления выделяемых газов при заливке.
Некоторые параметры технологии Аlphaset.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
1,3-2,0 % - водорастворимый щелочной фенолформальдегидный олигомер;
0,3-0,6%- жидкий отвердитель - композиция на основе сложного эфира;
Тип реакции отверждения:
Основные технологические параметры:
живучесть - 7-40 мин.;
прочность на разрыв, МПа, , после отверждения / 24 ч -0,6. 0,8 / 0,9. 1,2.
Особенности технологического оборудования:
Для приготовления стержневой смеси, как правило, используется специаль-ный высокоскоростной шнековый смеситель непрерывного действия.
Преимущества и недостатки:
"+" разработан ряд отвердителей, определяющих скорость отверждения - от "медленных" до "быстрых"; низкое содержание азота и серы; низкие требования к содержанию влаги и температуре песка; низкая токсичность;
"-" высокая вязкость стержневой смеси; невысокая прочность.
Некоторые параметры технологии Pep-set.
Состав стержневой смеси, тип реакции отверждения:
0,5-0,8 % - раствор модифицированной фенолформальдегидной смола;
0,5-0,7 % - раствор полиизоционата; жидкий катализатор - амин;
Тип реакции отверждения:
Основные технологические параметры:
живучесть - 1-20 мин.;
прочность на разрыв, МПа, после отверждения / 24 ч -1,5. 1,8 / 2,2. 3,0.
Особенности технологического оборудования:
Для приготовления стержневой смеси, как правило, используется специаль-ный высокоскоростной шнековый смеситель непрерывного действия.
Преимущества и недостатки:
"+" разработан ряд отвердителей, определяющих скорость отверждения - от "медленных" до "быстрых"; низкие требования к температуре песка; низкая токсичность; высокая текучесть смеси, хорошие антипригарные свойства;