В связи с этим получили распространение разнообразные технологические процессы, отличающиеся приемами.

Технологический процесс получения отливок в розовой песчаной форме

Характеристика сырья, используемого в литейном производстве.

Формовочные материалы:

К формовочным материалам относятся все материалы применяемые для изготовления разовых литейных форм и стержней. Различают исходные формовочные материалы и формовочные смеси.

Основными исходными материалами для большинства разовых форм являются песок и глина, вспомогательными – связующие добавки:

1) противопригарные;

2) увеличивающие газопроницаемость, податливость, текучесть и пластичность смеси;

3) уменьшающие прилипаемость смесей.

Формовочные смеси приготавливают из исходных формовочных материалов и из смесей, ранее уже находившихся в употреблении (отработанные формовочные смеси). Исходные формовочные материалы завод получает из вне.

В зависимости от назначения смеси разделяют на формовочные смеси, стержневые смеси и вспомогательные смеси.

Правильный выбор формовочных смесей в литейном производстве имеет очень большое значение, т.к. формовочные смеси влияют на качество получаемых отливок.

К числу формовочных песков относят пески, образованные зернами тугоплавких, прочных и твердых минералов. На практике, главным образом, применяются пески образованные зернами кварца.

Кварц обладает высокой огнеупорностью (1713 ºС), прочностью и твердостью (по шкале Мооса - 7). Кварц является одной из форм существования кремнезема (SiO2). Благодаря тугоплавкости, высоким механическим качеством, низкой химической активности, а также в следствии низкой стоимости, кварцевые пески широко применяют как основу формовочных и стержневых смесей.

Природные кварцевые пески не бывают свободными от загрязняющих примесей; зерен полевого шпата, частиц слюды и других минералов. Полевой шпат и слюда содержат окислы щелочных и щелочно-земельных металлов. Эти минералы менее тугоплавки, чем кварц и способны вместе с кварцем и окислами залитого Me образовывать сложные легкоплавкие силикаты (например: типа n SiO2 m FeO p Na2O).

В природных кварцевых песках часто содержится глина. Если эта глина обладает высокими качествами, то такая примесь может рассматриваться как полезная.

Глина является связующим материалом в формовочных и стержневых смесях. Обволакивая зерна песка, она связывает их и таким образом придает смеси необходимые прочность и одновременно пластичность. Минералогический состав глины различный, в общем виде его можно записать: m Al2O3 ∙ n SiO2 ∙ aH2O. Основным компонентом глины является каолинит Al2O3 ∙2H2O ∙ 2SiO2. В природных формовочных песках содержание глины колеблется в пределах 2-50%. С помощью глины как связывающего материала нельзя обеспечить высокие физико-механические свойства стержней, которые выполняют внутренние полости в отливках. Поэтому для приготовления стержневых смесей используют самые разнообразные связующие – масляные и растительные масла и их заменители: декстрин, сульфоритно-дрожжевая бражка, жидкое стекло, синтетические смолы и др.

Из противопригарных материалов чаще всего используют графит, циркон, пылевидный кварц и порошок каменного угля. Противопригарные добавки вводят в смеси для уменьшения образования пригара на отливках.

Для увеличения податливости и газопроницаемости стержней в стержневые смеси вводят древесные опилки.

Литейные сплавы.

В большинстве случаев отливки изготовляют из металлических сплавов, а не из чистых металлов. Это объясняется тем, что эксплуатационные и особенно литейные свойства многих чистых металлов хуже чем сплавов.

Металлическими сплавами называются системы, состоящие (металлов или неметаллов). Так основой стали является железо. Кроме железа в стали также содержаться неметаллические (углерод, сера, фосфор) и металлические (марганец, хром и др.) примеси. Примеси делятся на легирующие (специальные), постоянные (неизбежные) и случайные. Легирующие примеси вводятся в сплав преднамеренно, чтобы придать ему необходимые эксплуатационные или технологические свойства. Например для повышения прочности и твердости чугуна и стали в них добавляют марганец, хром, ванадий. Для повышения жидкотекучести чугуна при художественном литье в него добавляют фосфор. Постоянными называются примеси, наличие которых, обусловлено технологией получения сплава. Например, в чугуне постоянной примесью является сера, переходящая в чугун из кокса. Случайной примесью в сером ваграночном чугуне может быть например медь, пришедшая из лома шихты.

Металлы и сплавы, применяемые в промышленности делятся на 2 группы – черные и цветные. Черными металлами называется железо и сплавы на его основе. Цветными – все остальные металлы и сплавы.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

В литейном производстве на 1 т. отливок образуется от 1 до 3 т. отходов, включающих отработанную и неиспользованную смесь, шлаки, пыль, газы. Хотя основная часть отходов – это отработанные смеси и шлаки, наибольшую опасность представляют именно пыль и газы, в связи с трудностью их улавливания, обезвреживания и удаления. А их количество при производстве 1 т. отливок из стали или чугуна примерно составляет: пыли – 50 кг., углеводородов – 1 кг., оксида углерода (II) – 250 кг., оксида серы (II) – 1,5-2 кг., кроме того выделяется ряд других вредных газов, таких как фенол, формальдегид, ацетон, бензол и др., общее количество которых хотя и невелико, однако представляет опасность из-за их токсичности.

В газах, удаляемых от литейного оборудования и выбрасываемых в атмосферу, содержатся пыль, состоящая в основном из мелкодисперсных частичек, содержание свободного оксида кремния в которых достигает 60%. Поэтому среди населения, прилегающих к заводу территорий, появляется возможность возникновения пылевых профессиональных заболеваний.

Эффективность очистки пылегазовых выбросов.

Обеспыливание выбрасываемого из литейного цеха воздуха производится с помощью различного типа пылеосадительных устройств, различных по принципу действия и эффективности. К ним относятся пылеосадительные камеры, аппараты сухой инерционной и мокрой очистки, тканевые и электрические фильтры.

Применение пылеочистителей дает возможность не только добиться очистки отходящих газов от пыли, но и повторно использовать ранее выбросившуюся пыль.

Из токсичных газов, выделяющихся при плавке металлов, сушке форм и стержней, заливке форм металлом на первом месте стоит СО. Основной способ уменьшения количества СО, поступающего в окружающее пространство, дожигание его до оксида углерода (IV). Больше сложности возникает при обезвреживании токсичных газов, отходящих от стержневых сушилок и установок, производящих стержни с использованием холоднотвердеющих смесей, и в других процессах, основанных на применении синтетических смол в составе формовочных и стержневых смесей. В состав этих газов входят различные альдегиды, ароматические углеводороды, спирты, оксид азота, серы, углерода и фосфора, аммиак, цианиды и другие вещества.