Введение к работе
Актуальность темы: Очевидно, что уменьшение связующего в смеси дает экологический и экономический эффект. Это обстоятельство особенно остро ставит проблему существенного снижения расхода связующего. Работы по снижению велись всегда, но они были связаны в основном с изменением состава смеси. Кроме того, интенсивно совершенствовалось оборудование приготовления формовочных смесей и на сегодня достигло высоких показателей, как по качеству приготовления, так и по производительности. Единственное, что осталось неизменным -это принцип механического смешивания, заложенный в современных смесителях. Вопрос рационального приготовления смеси в подобных смесителях достаточно разработан. В частности природа механического перемешивания содержит ограничения по равномерности распределения малого количества связующего. Исходя из этого, решение проблемы снижения расхода связующего на приготовления смеси без ухудшения ее технологических показателей при данных методах затруднительно. В тоже время в других областях производства достижение высокой равномерности покрытия дисперсного материала пленкообразующими веществами, возможно, за счет осаждения веществ в частности в кипящем слое. Настоящая работа посвящена осаждению жидких связующих на поверхность формовочного песка.
Цель работы: Разработка методов приготовления формовочных и стержневых смесей, основанных на процессах осаждения связующего. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Разработка методики исследования процессов осаждения связующих на поверхность кварца
Исследование свойств тонких пленок осажденных связующих
Исследование кипящего слоя формовочных смесей
4. Разработка технологии приготовления формовочных смесей в
кипящем слое
3 х "У
Научная новизна: Выполненные исследования позволили получить следующие новые научные результаты:
1. Известные способы приготовления формовочных смесей дополнены
методом осаждения связующего на поверхность наполнителя.
2. Установлена возможность снижения удельного расхода связующего за
счет его осаждения на поверхности зерен песка
Предложен оригинальный метод оценки непосредственно влияния осажденных прослоек связующего на прочность сцепления частей кварца.
Изучены условия осаждения связующих материалов на поверхность кварца и их влияние на прочность склейки.
На основе теоретического анализа и практических исследований создана система требований к эффективной организации процесса осаждения связующего, обеспечивающая получение равномерного распределения его в структуре формовочных смесей
Практическое значение: Для реализации нового способа приготовления формовочных смесей путем осаждения связующего разработана, изготовлена и апробирована специальная установка кипящего слоя, позволяющая снизить расход связующего материала и как следствие снизить экологическое давление на окружающую среду. Получены патенты РФ на этот способ.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
Для обеспечения качественного приготовления формовочной смеси аблимацией в кипящем слое при использовании технологии замороженных форм необходимо реализовать условия, при которых независимо от температуры песка температура ожижающего агента должна быть в пределах 5-15 С
При организации приготовления смеси в кипящем слое необходимо учитывать соотношение активной и пассивной зон массообмена для получения равномерного покрытия связующим зерен песка.
3. Возможно и целесообразно проводить напыление связующего на песок при использовании добавок в смеси (например, глины) в механическом смесителе.
Апробация работы и публикации: по теме диссертации опубликовано 9 статей. Материалы доложены на 4-Й Всероссийской научно-практической конференции, г. С. Петербург, 2003; на конференции Проблемы металлургии, механики и машиностроения, г. Екатеринбург, 2002; на научно-технической конференции Экологические проблемы промышленного района, г. Н.Тагил. 2002; на ежегодной отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ г. Екатеринбург, 2003; на конференции Наука и производство: опыт и перспективы развития г. Н.Тагил, 2004; на международной конференции литейного производства Польской Академии Наук. г. Краков, 2003; на международной конференции «Исследование и достижения в Литейном производстве» в Остраве, Чехия, 2005.
Объем и структура диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержание работы изложено на 104 страницах машинописного текста, включая 27 рисунков и 47 таблиц, а также библиографический список из 122 наименований.
