На ділянку регенерації надходять відпрацьовані й відвальні формувальні суміші, які містять глину і рідке скло. Ці суміші надходять у виді пульпи, яка утворюється при видаленні стрижнів у гідрокамерах чи електрогідравлічних установках. У результаті регенерації одержують сухий регенерований пісок, по якості відповідний свіжому піску (до 1% глиняної складової); оборотну воду (менш 0,5 г/л зважених часток); металеві і неметалеві сухі відходи з розміром часток більш 4 мм і дрібні пилоподібні відходи у виді згущеного шламу. Підготовлена пульпа, яка надходить з вузла переробки суміші чи з гідравлічних камер, проходить пульповідокремлювач і надходить на промивні лінії, у кожній з який промивається і обезводнюється спочатку на конусних, а потім на спіральному класифікаторі, після чого попадає в відтирочну машину вже зі співвідношенням рідкого до твердого 3:1. Найбільш важливим обладнанням цього вузла є відтирочна машина, у якій віддаляється оболонки, які щільно пристали до зерен піску. Перед використанням регенерований пісок вологістю 6-8% необхідно сушити в сушарках.
2) Механізація термічної регенерації При термічній регенерації відпрацьована суміш прожарюється при 550-800ºС у спеціальних печах з наступним охолодженням і повітряною сепарацією. На малюнку 1.28. показана схема установки для термічної регенерації з використанням теплоти ваграночних газів. Відпрацьована суміш подається у вертикальну камеру круглого перетину з листової сталі, яка виложена жаротривкою цеглою. Колона складається з двох камер - верхньої випалювальної і нижній - охолоджувальної. Через верхню камеру постійно протікають гарячі гази, які відсмоктуються з вагранки вентилятором через патрубок і нагрівають відпрацьовану суміш. У нижній камері суміш прохолоджується повітрям, яке надходить від вентилятора через камеру і повітроодув до фурменого пояса вагранки. Нагріте повітря, таким чином, знову використовують для ваграночного дуття. Камера охолодження закінчується бункером із затвором, через який суміш надходить на стрічковий конвеєр або на елеватор для повторної обробки. Існують і інші типи печей для термічної регенерації.
Термічний спосіб регенерації економічно малоефективний, тому що вимагає великих витрат енергії на нагрівання суміші, її охолодження й обезпилювання. Крім того, при термічній обробці робиться непридатним частина активної глини, що могла б бути використана в суміші як формувальний матеріал. Зате для регенерації сумішей на рідкостекольних смоляних сполучних цей спосіб єдиний.
2)Установки пневматичної регенерації встановлюють у технологічному потоці регенерації оборотної піщано-глиняної чи холоднотвердіючої суміші, де також є і сита, і дробарки, і залізовідокремлювачі. В установках пневматичної регенерації відбувається одночасно з регенерацією обезпилювання й охолодження піску. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.29.
РОБОТА: Через завантажувальне вікно в камеру безупинно подається відпрацьована суміш, яка падає в трубу корпуса до сопла. Повітря від вентилятора високого тиску подається в сопло, захоплює суміш, яку транспортує в трубу з абразивного матеріалу. У вузькій трубі відбувається зіткнення піщин один з одним і зі стінками труби, що приводить до руйнування оболонки сполучного. При виході з труби відпрацьована суміш вдаряється об конічний екран, що також приводить до зриву залишків оболонки і поділу на два потоки: піщини при ударі втрачають інерцію руху і падають униз, а пилоподібні частки повітряним потоком захоплюються у витяжну вентиляційну систему на очищення. Піщини через розвантажувальне вікно попадають у наступну аналогічну камеру (їх може бути послідовно з'єднане від 2 до 8), де забезпечується повне очищення всіх зерен піску. В установці передбачена можливість регулювання продуктивності і сили удару піщин об конічний екран шляхом зміни тиску повітря в трубі.
Пневматичні регенераційні установки звичайно постачені могутніми ефективними пилоочисними вентиляційними установками. Завдяки простоті конструкції і надійності в експлуатації пневматичні регенераційні установки знаходять усе більше застосування. Недолік цього способу регенерації в тім, що відбувається часткове дроблення піску.
1.5. Установки для сепарації дрібнодисперсних матеріалів
У ливарних цехах при підготовці вихідних формувальних матеріалів значне місце займає процес сепарації, тобто поділ дрібнодисперсних матеріалів по фракціях. Для відпрацьованих сумішей сепарацією забезпечується їх обезпилювання. Найбільш поширені способи сепарації відпрацьованих сумішей - пневматичний і електричний.
1)Пневматичний сепаратор призначений для обезпилювання відпрацьованих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.30.
РОБОТА: Суміш разом з повітрям вдувається по трубопроводу зі швидкістю 18-20 м/с у простір між зовнішнім і внутрішнім конусом. Великі частки суміші, які вдаряються об кристалик, випадають з повітряного потоку і рухаються до розвантажувального вікна. Середні частки і пил піднімаються в частину конуса, яка розширюється, і швидкість падає до 4-6 м/с, йде відділення середніх часток з повітряного потоку. Інші частки надходять у внутрішній конус, де вдаряються о тангенціально встановлені лопатки, відбувається вторинне відділення середніх часток, які випадають в отвір внутрішнього конуса. Повітря з частками пилу різко змінює свій напрямок з горизонтального у вертикальне, виходить у патрубок витяжної вентиляційної системи. Регулювати процес сепарації по розміру часток можна шляхом зміни положення лопаток.
ПЕРЕВАГИ: 1-малі габарити, 2-висока якість, 3-висока продуктивність.
НЕДОЛІКИ: 1-необхідна очисна система для забрудненого повітря, 2-складність конструкції.
2)Електричний сепаратор призначений для обезпилювання відпрацьованих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.31.
РОБОТА: Подається напруга на короніруючі й осаджувальні електроди і між ними виникає електричне поле. У сепаратор між короніруючим й осаджувальним електродами подається суміш, яка заряджається в електричному полі і відхиляється убік осаджувальних електродів на кут, який прямопропорційний силі ваги й зворотнопропорційний розміру часток. Тому дрібні частки відхиляються більше, а великі - менше. На шляху руху встановлюють перегородку, яка відокремлює зону з дрібними частками від зони з великими частками. З метою підвищення продуктивності і якості сепараційну установку виконують багатосекційною: секції розташовуються одна над іншою.
ПЕРЕВАГИ: 1-простота конструкції, 2-висока продуктивність
3-невеликі габарити: 0,7х0,7х0,6 м, 4-висока якість.
НЕДОЛІКИ - забруднюється атмосфера.
Заключний етап
а) завдання для самопідготовки студентів: Матвеенко И.В., Тарский В.Л. Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1985. 400 c.
Л1 с.32-46
б) питання: 1. Операції регенерації для відпрацьованої суміші.
2. Сита: призначення, види, характеристика.
3. Призначення установки для гомогенізації.
4. Сутність роботи пневматичної регенерації.
5. Сепаратори: призначення, види, характеристика.
Тема лекції: 1.4. Обладнання для приготування формувальних і
стрижневих сумішей
1.Фізичні основи процесу змішування і класифікація змішувачів
Технологічні властивості формувальних сумішей залежать від рівномірності розподілу сполучного по суміші, а також від того, наскільки рівномірно зерна піску покриті оболонкою сполучного. Чим більш рівномірно розподілені складові в суміші по її об’єму, тим більше високими технологічними властивостями володіє формувальна суміш. Рівномірність розподілу складових суміші і створення оболонок сполучного навколо зерен піску досягаються в процесі змішування.
Процес змішування формувальних матеріалів умовно можна розділити на два етапи: змішування складових суміші й обволікання зерен піску сполучним.
У бігунах при русі катків і плужків відбувається переміщення компонентів відносно один одного і тертя суміші під катками, що створює покриття зерен піску сполучним. Послідовне тертя суміші і перекидання її плужками сприяють рівномірному нанесенню шару сполучного на зерна піску, підвищенню міцності суміші, її пластичності і формуємості.
По характеру роботи змішувачі бувають періодичної і безупинної дії.
У змішувачах періодичної дії матеріал змішується окремими порціями (замісами). У змішувачах безупинної дії завантаження, змішування і вивантаження готової суміші ведуться одночасно і безупинно. Ці машини більш продуктивні й економічні в порівнянні зі змішувачами періодичної дії. Такі змішувачі найбільше відповідають вимогам повної автоматизації процесу готування суміші.
По конструктивних ознаках змішувачі підрозділяють на каткові, відцентрові (маятникові), лопатеві, барабанні. Для одержання піщано-глиняних сумішей найбільше часто застосовують каткові (бігуни з вертикальними катками) і відцентрові змішувачі. Для одержання холоднотвердіючих сумішей частіше використовують лопатеві чи шнекові змішувачі.
2. Каткові змішувачі бувають періодичної дії, безупинної дії, з однією ковзанкою і розпушувачем.
1)Каткові змішувачі періодичної дії застосовуються для приготування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.32.
Катки змонтовані на кривошипах так, що при влученні під них твердих матеріалів, можуть підніматися і пропускати їх. Між катками і днищем чаші є регульований зазор (до 25 мм), що запобігає дробленню зерен суміші катками.
РОБОТА: Включається привод, починає обертатися вал із траверсою, на якій закріплені плужки і катки. Компоненти суміші: пісок, відпрацьована суміш, глина, вугілля подаються в чашу, де підхоплюються, перемішуються плужками і направляються під катки. Катки перетирають глину і пісок для нанесення глиняної складової на кожне зерно піску. Після закінчення заданого часу готування відкривається розвантажувальне вікно і плужки вигрібають суміш на стрічковий конвеєр.
ПЕРЕВАГИ: 1- висока якість суміші; 2- малі габарити; 3- простота конструкції.
НЕДОЛІКИ: 1-важко вмонтувати в автоматичну лінію, 2-забруднюють атмосферу цеху; 3 - невисока продуктивність
2)Каткові змішувачі безупинної дії застосовуються для готування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Каткові змішувачі безупинної дії по конструкції відрізняються від змішувачів періодичної дії тим, що мають здвоєну чашу у виді вісімки, у кожній половині якої встановлені два вузли змішування аналогічних змішувачам періодичної дії. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.33.
РОБОТА: У ліву половину чаші-вісімки з дозаторів безупинно подаються компоненти суміші. Привод передає обертання вузлам змішування, плужки підхоплюють компоненти суміші, перемішують їх і подають під катки. Катки перетирають пісок і глину і наносять оболонку сполучного на кожне зерно піску. Частково готова суміш плужками переміщується в праву половину чаші, де суміш доводиться до необхідної якості і виштовхується через розвантажувальне вікно.
ПЕРЕВАГИ: 1-простота конструкції; 2 - висока продуктивність; 3 - можна вмонтувати в потокову лінію;
НЕДОЛІКИ:1-невисока якість суміші; 2-великі габарити; 3- забруднює атмосферу цеху.
3) Каткові змішувачі з одним катком і розпушувачем застосовуються для готування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.34.
Це звичайні бігуни, але з одним катком. Замість другого катка встановлений розпушувач.
РОБОТА: Включається привод, починає обертатися вал із траверсою, на якій закріплені каток і розпушувач. Розпушувач обертається від вертикального вала через клиноремінну передачу. Компоненти суміші: пісок, відпрацьована суміш, глина, вугілля, подаються в чашу. Штирі розпушувача одержують складний рух унаслідок сполучення двох рухів (обертання вала траверси і вала розпушувача), перемішують компоненти і направляють їх під катки. Катки перетирають глину і пісок для нанесення глиняної складової на кожне зерно піску. По витіканню заданого часу відкривається розвантажувальне вікно і суміш висипається на стрічковий конвеєр.
ПЕРЕВАГИ: 1-добра якість суміші, 2-малі габарити, 3-висока продуктивність
НЕДОЛІКИ: 1-складність конструкції, 2- забруднює атмосферу.
3.Відцентрові змішувачі періодичної дії застосовуються для готування піщано-глиняних і піщано-смоляних сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.35.
РОБОТА: У завантажувальне вікно з дозаторів подаються компоненти суміші, які падають на швидкообертающийся ротор, і відцентровими силами скидаються в кільцевий простір чаші. Плужки, закріплені на роторі, підхоплюють компоненти суміші, перемішують їх і подають на стінку чаші перед катком. Катки перетирають глину та пісок для нанесення оболонки в зазорі між стінкою чаши. Катки встановлені на різних рівнях і плужки закріплені під різним кутом. Стінки чаші і катків покриті гумою для збільшення сил тертя. Катки закріплені на роторі на кривошипі, що дозволяє їм відхилятися під дією відцентрових сил до стінки і перетирати пісок і глину до утворення оболонки глини на кожнім зерні піску. При цьому регулюється зазор між катками і стіною чаші, щоб не роздавлювалися зерна піску. При витікання часу відкривається розвантажувальне вікно і готова суміш плужками виштовхується на конвеєр. Цикл повторюється.
ПЕРЕВАГИ: 1- не забруднює атмосферу цеху; 2 - малі габарити; 3 - висока продуктивність; 4 - висока якість суміші
НЕДОЛІКИ: 1- складність конструкції; 2- важко вмонтувати в автоматичну лінію.
4.Шнекові лопатеві змішувачі безупинної дії застосовуються для приготування сумішей ХТС і РСС. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.36.
РОБОТА: Включається привод вала, з дозаторів подаються пісок і пилоподібна смола, які підхоплюються лопатами, перемішуються і транспортуються в зону змішування сухих компонентів з розчинниками і каталізаторами. По шлангах насосами нагнітаються розчинник і каталізатор вони перемішуються, розчиняють смолу, яка обволікає зерна піску. Готова суміш просувається до розвантажувального вікна. Оператор за рукоятку пульта керування переміщає корпус над стрижневим ящиком і заповнює його сумішшю. Ящики розташовані по радіусу навколо змішувача, корпус якого переміщається на кронштейні і по черзі видає суміш у кожний ящик.
ПЕРЕВАГИ: 1-висока якість суміші, 2-можна вмонтувати в потокову лінію, 3-висока продуктивність.
НЕДОЛІКИ: 1-складність конструкції, 2-шкідливі умови роботи.
5.Автоматизована установка для приготування рідкоскляних сумішей, які самотвердіють, показана на малюнку 1.37.
РОБОТА: У бак-мішалку із дозаторів з рідкім склом, содою і поверхнево - активною речовиною подаються рідкі компоненти для змішування, нагнітаються в бак-накопичувач, з якого дозатором видаються в зону змішування рідких компонентів з сухими матеріалами. Одночасно у завантажувальне вікно змішувача подаються з бункерів ферохромовий шлак, стрічковим живильником - пісок, шнековим живильником - дерев’яний пек. У корпусі йде змішування компонентів лопатами шнекового вала і видача в розвантажувальне вікно на стрічковий конвеєр.
ПЕРЕВАГИ: 1- повна автоматизація; 2- висока продуктивність; 3- висока якість.
НЕДОЛІКИ: 1- великі габарити; 2- складність конструкції.
6.Розпушувачі застосовуються для розпушення готових формувальних сумішей після бункерів-відстійників, де вирівнюються властивості різних замісів. Бувають лопатеві (аератори) і дискові (дезінтегратори).
6.1. Аератори - лопатеві стаціонарні розпушувачі безупинної дії встановлюються під бункером-відстійником, показані на малюнку 1.38.
ПРИНЦИП ДІЇ: Суміш з бункера-відстійника подається рівномірно в завантажувальне вікно при включеному приводі вала, який обертається з ротором і лопатевим колесом. Грудки суміші попадають на швидко обертові лопатки, які із силою відкидають їх на ланцюг. При ударах о ланцюг грудки суміші дробляться, розпушена суміш падає вниз на конвеєр і транспортується в бункери формувальних машин.
ПЕРЕВАГИ: 1-висока продуктивність; 2 - висока якість розпушення; 3- не забруднює атмосферу цеху; 4 - можна вмонтувати в автоматичну лінію.
НЕДОЛІКИ - великі габарити.
6.2.Дезінтегратори -дискові стаціонарні розпушувачі безупинної дії показані на малюнку 1.39.
РОБОТА: Дезінтегратори чи дискові розпушувачі складаються з двох дисків, які обертаються назустріч один одному, на яких закріплені пальці. Привід дисків індивідуальний, а приводні вали можуть розташовуватися або з однієї сторони установки, або з двох сторін, як показано на малюнку. Пальці кожного ряду для збільшення твердості з'єднані між собою кільцями. Матеріал для розпушення подається через завантажувальне вікно в барабан, який утворюється пальцями дисків. Грудки суміші при падінні на пальці внутрішнього ряду під дією удару розбиваються і падають униз на наступні ряди пальців. У результаті багаторазових ударів суміш розпушується, просипається в зазор між пальцями на конвеєр.
ПЕРЕВАГИ: 1 - малі габарити, 2 - можна вмонтувати в автоматичну лінію, 3 - висока якість, 4 - не забруднює атмосферу цеху.
НЕДОЛІКИ: 1 - низька продуктивність, 2 - складність конструкції.
Заключний етап а) завдання для самопідготовки студентів: Матвеенко И.В., Тарский В.Л. Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1985. 400 c.
Л1 с. 46-54
б) питання:1. Етапи приготування формувальних та стрижневих сумішей.
2. Види змішувачів по конструкції та принципу дії.
3. Яки змішувачі застосовують для приготування піщано-глиняних сумішей?
4. Яки види суміші можливо готувати в шнекових змішувачах?
5. Чому відцентрові змішувачі мають продуктивність більше ніж каткові?
6. Для готування якої суміші необхідна автоматична установка?
7. Розпушувачі: призначення, види, характеристика.
Тема лекції: 1.5. Механізація й автоматизація сумішоприготування і
сумішороздачи
