Способ изготовления пустотелых валков для переработки резины и пластических масс Советский патент 1993 года по МПК B22D15/00 B22C9/10 B22C1/00 B22C3/00 

Изобретение относится к литейному

ПРОИЗВОДСТВУ.:

Целью изобретения является повыше ние выхода годных валков за счетуменьше- ния брака стержней по трещинам, ликвидации брака валков по пригару, засо- рам и уходу металла из формы, а также снижение затрат по изготовлению валков.

Предлагаемая стержневая смесь (табл. 1) для стержней имеет высокую газопроницаемость (417 ед.), сухую прочность на сжатие (1,59 МПа). (табл. 2), после нагрева до

высоких температур легко разупрочняется и удаляется без дополнительных операций.

Как видно из табл. 2, характеристика предлагаемой стержневой смеси намного выше, чем у смеси-прототипа, позволяет повысить газопроницаемость в 5 раз за счет введения бол ьшего KonnnectBa свежих кварцевых однородных песков, сухую прочность в 6 раз за счёт введения связующего УСК-Т. Кроме того,; введение в стержневую смесь графита серебристого и связующего УСК-1 способствует устранению механического

ы

пригара и улучшению выбиваемости смеси за счет несмачиваемости серебристого графита металлом и.образования блестящего углерода (до 21 %) при сгорании УСК-1. Эта смесь имеет более высокую теплопроводность и при введении хлористого аммония в сочетании с УСК-1 время сушки сокращается в два и более раза.

На фиг. 1-3 показана схема осуществления способа изготовления стержней по цельнолитым стержневым ящикам.

Подготавливают металлический каркас стержня (фиг. 1), для чего на нижний конец квадрата надевают вместо втулки стакан 1 и раствором алебастра замазывают щели между квадратом и стаканом (крепят, стакан). На верхний конец квадрата 2 надевают кольцо с четырьмя отверстиями для установки душников 3 и 4.:

Заполняют стержневой смесью 5 нижнюю половину стержневого ящика на половину его высоты и уплотняют пневмотрамбовкой. Уплотненная поверхность должна быть разрыхлена. Повторяют операцию с таким расчетом, чтобы толщина слоя смеси по длине стержня в уплотненном состоянии была ниже на 20 мм линии разъема. В отформованную полость стержня строго по осевой линии и по заданной длине стержневого ящика укладывают окрашенный сульфитно-спиртовой бардой металлический каркас, очищают плоскость разъема стержневого ящика от смеси и наклады ва.ют на нижнюю ча1сть ящика верхнюю .и скрепляют. В два приема заполняют стержневой смесью верхнюю половину ящика и уплотняют, вытаскивают душники, шаблоном срезают лишнюю стержневую смесь и снимают верхнюю половину стержневого ящика, производят отделку и окраску теплоизоляционным покрытием стержня (шейки). В заявляемом способе применен процесс ускоренного отверждения стержневой смеси на неводном органическом связующем (УСК-1). При более высокой температуре сушки (360-380°) и длительной выдержке поверхность шеек стержня начинает разуп рочняТься за счет выгорания свя зующего. Для защиты от разупрочнения и преждевременного выгорания связующего, шейки необходимо предохранить. Наилучший способ это окраска теплоизолйрующйм покрытием, которое способствует равномерному прогреву тонкой и толстой части стержня с открытой его стороны. Теплоизоляционное покрытие наносится на сырой стержень, изготовленный из смеси на неводном связующем, то и покрытие должно приготавливаться на таком же связующем, иначе оно будет стекать с поверхности сырОго стержня (например, водное связующее еульфитяо-епиртовая барда, патока и др.).

Таким образом, теплоизоляционное покрытие наносится на открытую часть шеек

5 сырого стержня с целью выравнивания прогрева и защиты от преждевременного выгорания связующего и разупрочнения смеси во время сушки.

Разработанное новое теплоизоляционное покрытие имеет следующий состав (табл.3)

Как видно, это покрытие имеет высокую газопроницаемость (194 ед.), низкий коэффициент теплопроводности (0,196 Вт/мЖ) и

5 высокую прочность сцепления его со смесью, что обеспечивает хорошую изоляцию покрытых участков от разупрочнения

.смеси/ . ; .. . .- - . . ; . .. ... : Изготовленный и окрашенный тепло0 изоляционным покрытием стержень вместе с цельнолитым ящиком погружают в предварительно нагретое сушило (250-300° С) и в течение 25-30 мин поднимают температуру в сушиле до 360-380° С и выдерживают 705 80 мин..После выдержки медленно охлаж дают до 300-310° С в течение 3-3,5 ч, а затем извлекают стержень. Общее время

.. сушки 5,5-6,5 ч, т.е. в 2 раза меньше.. После первой сушки, не извлекая стер0 жень из ящика, окрашивают (в горячем состоянии) всю верхнюю половину стержня разработанным противопригарным покрытием, указанным в табл. 4. После высыхания окраску стержня повторяют.

5 Сухой стержень укладывают на ровный плац. Проверяют качество сушки стержня. При необходимости производят отделку стержня. У

Выложенный на плац стержень окраши0. вают, неокрашенную нижнюю поверхность покрывают противопригарным покрытием, .. указанным в табл. 4. После высыхания окраску повторяют/

Нанесение данного противоприг

5 гарного покрытия на стержень предохраняет его поверхность от образования пригари и засоров за счет увеличения про- тивопригарных свойств и прочности сцепления (вместо 0,27 МПа стало 1,45 МПа),

0 т.к. серебристый графит способствует уменьшению смачиваемое™ поверхности жидким металлом и образованию трещин, а хлорид натрия способствует повышению прочности покрытия при более высокой

5 температуре нагрева. Применение этого покрытия снизило брак по пригару на 24%, а по засорам на 18%,

Окрашенный и подсушенный стержень укладывают на драйер и погружают.в сушило для подсушки при 250-280° С в течение

1 ч, После сушки и осмотра стержень направляют на участок сборки.

Крепление стержней при сборке валков осуществляют сверху для предохранения их от всплытия, а следовательно, и от ухода металла из формы через отверстие. С целью ликвидации ухода металла разработана конструкция крепления стержней сверху. Она заключается в том, что на верхний конец квадрата стержня, установленного вертикально в форму, надевают коромысло 6 (фиг. 3), на концах которого находятся съемные растягивающиеся пружины 7с тросами (фиг. 3), которые закрепляются вокруг цапф кокиля. Концы тросов с помощью крючков закрепляются за звено цепи 8, находящееся на уровне крючка. При таком креплении нижний конец квадрата не должен выступать за пределы стакана, а в форме нижней шейки отсутствует сквозное отверстие. Затем осуществляют отливку валков. Брак валков по уходу металла из формы отсутствовал (табл. 5), т.е. уменьшился на 4%.

После заливки форм через 3 ч снимают устройство для крепления стержня. Затем за верхний конец квадрата с помощью крана вытаскивают его из валка для повторного использования.: . v

После необходимой выдержки залитых форм начинают производить разборку форм. Извлеченный из кессона валок направляют к выбивной машине и выбивают формовочную смесь с:опоки нижней шейки и одновременно разупрочненную стержневую смесь из внутренней полости валка. Выбитый валок направляют на участок обрубки. Осматривают внутреннюю полость валка., г

Механическую обработку внутренней полости шеек и вымывку стержня из валка не производят, т.е. она удаляется при выбивке форм. В случае наличия небольших остатков стержневой смеси во внутренней полости валка ее удаляются с помощью гидромонитора. Пригар во внутренней полости валка отсутствовал (табл. 5}(24%).

Результаты проведенных исследований и опробований после внедрения нового способа изготовления пустотелых валков приведены в табл. 5.

Указанные в табл. 5 результаты исследований получены при изготовлении партии валков для переработки резины и пластических масс в количестве 240 шт. разных размеров (1200 т) на ЛЗПВ.

Согласно данным проведенных исследований и опробования в промышленных условиях изобретение в сравнении с базовым объектом (технологическая инструкция

и нормали на изготовление пустотелых валков) обладает следующими преимуществами.

Предлагаемая стержневая смесь обладает более высокой газопроницаемостью

417 ед., сухой прочностью 1,59 МПа, улучшается выбиваемость за счет применения неводного органического связующего, серебристого графита, хлористого аммония. Улучшение свойств смеси способствует сокращению времени сушки, предохранению стержня от разрушения и способствует повышению, прочности сцепления покрытия со смесью, так как образует прочную подложку и не отслаивается вместе с зернами

песка, и тем самым снижает брак валков по засорам. Упрощается процесс изготовления стержней за счет ликвидации чугунной втулки, жестко крепящейся на квадрате в нижней шейке стержня, а также арматуры и

скрепляющей проволоки за счет применения прочной разупрочняющей стержневой смеси. Для выравнивания прогрева смеси и предохранения шеек от преждевременного разупрочнения во время сушки, открытые

части шеек окрашивают теплоизоляционным покрытием, которое имеет хорошую крйющую способность и высокую прочность сцепления (1,82 МПа) после сушки. Положительный эффект от применения этого покрытия будет получен за счет выравнивания прогрева стержневой смеси в тонких и толстых частях стержня и предохранении от преждевременного выгорания связующего и разупрочнения смеси, что уменьшит брак

стержней (22%). Ввод асбозурита в состав покрытия способствует более глубокому, проникновению его в смесь, что повысит прочность сцепления и замедлит проникновение тепла внутрь стержня

Положительный эффект от применения противопригарногр покрытия для окраски стержней (на горячо) после сушки будет пот учен благодаря тому, что покрытие не растрескивается, не отслаивается и имеет

высокую прочность сцепления со стержнем (1,45 МПа) и высокие противопрмгарные свойства за счет ввода в покрытие серебристого графита, хлорида натрия и сульфитно-;

спиртовой барды, так как серебристый

графит не смачивается металлом, препятствует проникновению его в поры стержня, а хлорид натрия увеличивает глубину пропитки с образованием корки, препятствующей проникновению окислов металла, в глубь

стержня, что позволяет снизить брэк валков по пригару на 24% и по засорам на 18%. Положительным эффектом является устранение брака йалков по уходу металла (4%) за счет изменения крепления стержня.

Большой положительный эффект получен за счет снижения себестоимости, т.е. повторное использование квадрата и ликвидации металлической втулки, образующей внутреннюю полость в нижней шейке, которая ранее высверливалась. Кроме того, ликвидирована операция удаления стержневой смеси промывкой, так как Она удаляется во время выбивки валка на выбивной машине.

Формулаiизобретения Способ изготовления пустотелых валков для переработки резины пластических масс, включающий формовку стержня с металлическим каркасом из смеси на основе кварцевого песка, оборотной смеси, проти- вопригарной добавки и водного связующего, окраску его составом на основе цирконового кбнЦёйтрата, огнеупорной глины, органического связующего и воды/повторное окрашивание стержня тем же составом, подсушку краски, простановку и закрепление стержня в форме, заливку формы расплавом, охлаждение ее и выбивку стержня с каркасом из формы, о tn йча ю- щи и с я тем, что с Целью пх ышения выхода годных валков за счет уменьшения брака стержней по трещинам, ликвидации брака валкое по пригашу, засорам и «оду металла из формы, а также снижения затрат по изготовлению валков, в смесь для фор- мовки стержня в качестве противопригар- ной добавки вводят серебристый графит, в качестве водного связующего - связующее УСК-1 Продукт уплотнения кислородсодержащих углеводородов, получаемого при высокотемпературной обработке кубовых остатков от дистилляции синтетических жирных кислот, и дополнительно вводят Хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, мае.%:

Кварцевый песок-86-87 Оборотная смесь - 7-8 / Серебристый графит 0,8Ч),9 Хлористый аммоний -0,2-0,3 Связующее УСК-1 ,4, а в состав для окрашивания стержня в качестве органического связующего вводят тех нические лигносульфонаты и дополнительно серебристый графит и хлорид натрия при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Цирконовый концентрат - 56/-58 Серебристый графит 10,6-10,5 : Хлорид натрия-1,5-1,7Огнеупорная глина ,2-2,5 :

Техническиелигно- .::; : v: : ) сульфонатыН5,5-б,б ; : ...Вода .::..ч ;- : : - - остальное, - при этом на части стержня, образующие шейки валкое, перед первой сушкой дополнительно наносят теплоизолирующие покрытия следующего состава, мас.%: ;. Асбозурит : -45-47; .;/ .. : Борная кислота -2-4

ев зующееУСК-1 -SQ--52 закрепление стержня осуществляют только в верхней части формы, а удаление каркаса из стержня осуществляют до выбивки стер- жняиз формы..: ; :;-;,.. . -.. .. : ; -.;. .

Изобретение относится .к литейному производству, в частности к технологии изготовления пустотелых валков для переработки резины и пластических масс. Сущность изобретения .формуют стержень с металлическим каркасом из состава, мас.%: кварцевый перок 86-87, оборотная смесь 7-8; серебристый графит0,,9; хлористый аммоний 0,2-0,3; связующее УСК-Т 4,5-5,4. На стержень наносят теппойзолирующее и противбпригарное покрытие. Первое наносят на открытую часть шеек сырого стержня, оно содержит, мас.%: асбозурит 45-47; борная кислота 2--4 ; связующее УСК-1 50-52. Второе- после первой сушки стержня. Оно имеет следующий состав, мас.%: цирконо- вый концентрат 56-58; серебристый графит 10-10,5; хлорид натрия 1,5-1,7; огнеупорная глина 2,2-2,5; технические лигносуль- фонаты 5,5-6,0; вода остальное. Затем стержень подвергают повторной сушке. Стержни при сборке валков закрепляют в форме путем установки верхнего конца стержня в форму и закрепления его специальным приспособлением. Из стержня удаляют каркас до выбивки стержня из формы. 3 ил., 5 табл. ш С «- 4 СО

Таблице t

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Л

Гру i-.Yi Y-г Yi Y.T Y i Ґ-4 Ґi Ґ i Y-4-Y iY-чҐ i

I Lд. ЛЛ Л Л ..Л Л л Лл . .

™ ™ В /

/. фиг./3/

5/

Л

Ґ-4 Ґi Ґ i Y-4-Y iY-чҐ i

..Л Л л Лл . .

фиг.2