În funcție de tipul unității de amestecare și preparare, de încărcarea componentelor și de distribuirea amestecului gata preparat, instalațiile de LCA sunt subdivizate în instalații discontinue și continue. La rândul lor, instalațiile discontinue și continue sunt staționare, mobile și portabile.
Marea majoritate a instalațiilor utilizează instalații staționare discontinue și continue.
Prepararea LCA constă în două etape:
- pregătirea compoziției lichide, care include pregătirea: sticlei lichide (reducerea densității sale la densitatea specificată), prepararea surfactanților, amestecarea componentelor lichide;
- prepararea LCA în sine.
Schema de principiu a instalației sau unității de preparare a compoziției lichide este prezentată în Fig. 6.1. Unitatea constă în recipiente inițiale pentru tensioactiv 1 și sticlă lichidă 7, dozator volumetric de apă 3, agitator cu elice 4, dozator volumetric de sticlă lichidă 5 și pompă cu angrenaje 2. Prepararea compoziției lichide are loc în următoarea succesiune: sticla lichidă din recipientul 7 pompa b este introdusă din recipientul 7 în dozatorul volumetric 5, din care intră agitatorul cu elice 4.
Cantitatea de apă necesară pentru a aduce sticla lichidă la o anumită densitate intră în agitator din dozatorul volumetric 3 și se amestecă până se obține densitatea necesară de sticlă lichidă. Apoi, în agitatorul 4 din rezervorul 1 prin pompa 2 se introduce cantitatea calculată de agent tensioactiv și se amestecă bine cu soluția de sticlă lichidă până la omogenizarea completă a compoziției lichide. Rezervoarele 1, 3, 5, 7 sunt echipate cu indicatoare de nivel.
Compoziția lichidă preparată este trimisă la unitatea de preparare a LSS. Agitarea compoziției lichide continuă în timpul preparării amestecului.
După o pauză de funcționare, compoziția lichidă se amestecă din nou bine înainte de pornirea instalației discontinue.
Conținut
Instalații discontinue pentru prepararea LCA
Schema de principiu a instalației discontinue este prezentată în Fig. 6.2. Aceasta constă dintr-o unitate de preparare a amestecului 1, dozator cu bandă 2 cu buncăr de nisip 3, dozator cu tambur 4 cu buncăr de zgură 5, recipient intermediar pentru sticlă lichidă 6 și dozator de compoziție lichidă 7. Toate operațiunile de preparare a amestecului după pornirea unității se efectuează automat.
Unitatea de amestecare 1 este un malaxor cu palete cu un singur arbore, cu axa de rotație orizontală. Capacitatea camerei de amestecare poate varia de la 150 la 1 500 litri, iar numărul de rotații ale arborelui de amestecare — de la 20 la 70 rpm.
Prepararea LCA pe unitate se realizează în conformitate cu următoarea schemă. Nisipul este introdus în buncăr prin intermediul unui transportor pneumatic sau al unui transportor cu bandă de magazin. Din buncăr, nisipul intră în conveiorul de dozare volumetrică 2 cu acționare independentă. Cantitatea de nisip introdusă în malaxor este reglată prin intermediul unei porți sau al unui temporizator.
Zgura este introdusă din buncărul 5 în dozatorul volumetric cu tambur 4 și în cantitatea prestabilită în malaxorul 1, unde nisipul și zgura sunt preamestecate.
Compoziția lichidă formată din sticlă lichidă, agent de expandare și apă, de la agitator (neindicat în diagramă) cu ajutorul unei pompe cu angrenaje, este introdusă în recipientul intermediar 6, de unde curge prin gravitație în dozatorul ponderal al compoziției lichide 7, iar de la dozator este turnată în unitatea de amestecare 1. În locul unui dozator ponderal, unitatea poate fi echipată cu un dispozitiv de dozare volumetrică. În unitatea de amestecare, amestecul este amestecat în final până când este gata pentru utilizare și utilizare ulterioară.
În cazul în care pentru prepararea amestecului se utilizează regenerat sau aditivi tehnologici, se instalează buncăruri suplimentare pentru regenerat și aditivi lângă buncărul pentru nisip și zgură sau buncărurile principale sunt împărțite printr-o partiție în două secțiuni umplute cu materiale principale și, respectiv, auxiliare.
Instalații continue
Schema de principiu a unei instalații continue pentru prepararea LCA este prezentată în Fig. 6.3.
Unitatea este compusă din buncăruri pentru nisip 1 și regenerat 2; buncăruri pentru întăritor și aditivi 3, 4; rezervor cu nivel constant 5; pompă cu angrenaje 6; rezervor cu compoziție lichidă intermediară 7; orificiu calibrat 8; dozator cu bandă pentru nisip și regenerat 9; dozatoare cu șurub pentru întăritor și aditivi 10, 11; mixer cu palete cu două arbori 12. Pe arborii de amestecare ai malaxorului există palete instalate la un anumit unghi față de axa arborelui, a căror valoare a unghiului de înclinare variază de la 15 la 45°. Lamele sunt utilizate sub formă de plăci, dreptunghiulare, sectoriale, elicoidale și alte forme. Lamele de amestecare sunt împărțite în neamestecare și transport. Primele sunt concepute pentru amestecarea intensivă a componentelor amestecului, al doilea — pentru deplasarea amestecului în camera de amestecare. La prepararea amestecului, nisipul și regeneratul din buncărele 1 și 2 ajung la dozatorul cu bandă 9 și sunt transferate în camera de amestecare 12. Întăritorul cu aditivi (dacă există) sunt introduse în malaxor prin dozatoare cu șurub. Compoziția lichidă provenită de la agitator (neindicat în diagramă) intră în recipientul intermediar 7, iar din acesta, prin pompa cu angrenaje sau cu piston 6, este pompată în rezervorul cu nivel constant 5. Din rezervorul 5, compoziția intră în amestecătorul 12 printr-un orificiu calibrat 8. Locul de introducere a compoziției lichide în camera de amestecare este ales la o anumită distanță de alimentarea componentelor lichide după amestecarea lor preliminară.
Prepararea și distribuirea amestecului la acest tip de instalații este continuă. Mixerele continue sunt de preferat a fi utilizate la fabricarea de matrițe și miezuri diferite ca volum și nomenclatură, în cazul dimensiunilor lor mari și al consumului crescut de amestec, precum și în producția discontinuă.
Instalațiile continue după productivitate sunt disponibile în trei tipuri: 10, 20 și 30 t/h.
Principalul producător și furnizor de echipamente pentru prepararea compoziției lichide și de unități pentru prepararea LCA este uzina Pavlograd „Palmash” (Ucraina). În prezent, uzina dispune de documentația tehnică necesară și este pregătită să producă echipamentul relevant la cererea individuală a uzinelor.
Echipamente pentru fabricarea matrițelor și a miezurilor din amestecuri care se întăresc la rece (CHM)
Materiale CCC
Amestecurile care se întăresc la rece includ amestecurile întărite în matrițe la rece cu reactivi lichizi, pulverulenți și gazoși. Fabricarea de miezuri și matrițe din CCC este în prezent cea mai promițătoare direcție de dezvoltare și îmbunătățire a proceselor tehnologice de producție a pieselor turnate în producția individuală și în serie. Volumele de aplicare a CCC la întreprinderile din Federația Rusă și din străinătate sunt în continuă creștere.
Conform previziunilor pe termen lung, este necesar să ne așteptăm la dezvoltarea în continuare preferențială a proceselor tehnologice bazate pe utilizarea CCC.
Pentru prepararea CCC se utilizează compoziții de lianți organici și anorganici formate din material liant și întăritori. Compozițiile de amestecuri pot include, de asemenea, diverși aditivi pentru îmbunătățirea proprietăților lor tehnologice.
Sticla lichidă este cel mai caracteristic reprezentant al lianților anorganici. Acesta este, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru producția de CCC la uzinele din Federația Rusă, în alte țări CSI și în străinătate.
Vindecarea CTC din sticlă lichidă se realizează cu reactivi lichizi de tip eter complex, substanțe pulverulente și gazoase. În conformitate cu tehnologia dezvoltată de Institutul Central de Cercetare pentru Construcția de Mașini Grele (TsNIITMASH), în Federația Rusă se produc cinci tipuri de întăritori esteri pe bază de acetați de etilenglicol, care diferă în ceea ce privește activitatea și permit reglarea supraviețuirii și a ratei de întărire a amestecurilor într-un interval de timp larg.
Ca întăritori pulverulenți ai sticlei lichide sunt utilizate materiale care conțin silicat bicalcic (2CaO-SiO2) sub formă de zgură de ferocrom sau nămol de nefelină. Întăritorii pulverulenți ai sticlei lichide sunt utilizați pentru prepararea amestecurilor lichide autopolimerizabile (LSM) și a amestecurilor plastice autopolimerizabile (PSM), de asemenea legate de CCC, Întăritorul gazos al sticlei lichide este dioxidul de carbon (CO2).
Alte CCC cu compoziții de lianți anorganici includ amestecuri autopolimerizabile de fosfat și ciment. Compoziția autopolimerizabilă din amestecurile de fosfați constă din acid ortofosforic și componente pulverulente de oxizi de fier (calcar de fier, concentrat de minereu de fier, crocus, trifolin și altele) și oxid de magneziu (MgO). Dintre oxizii de magneziu (MgO) pentru prepararea amestecurilor de fosfat de magneziu pot fi utilizate magneziul metalurgic, magneziul topit, magneziul-cromit, cromomagneziul.
JSC PTILITPROM (Sankt Petersburg) a dezvoltat o nouă variantă de amestecuri de fosfați în care liantul este concentrat de aluminoborofosfat întărit cu pulbere de magnezită.
O caracteristică specifică a amestecurilor care se întăresc la rece este capacitatea lor de supraviețuire — capacitatea de întărire într-un anumit interval de timp, în timpul căruia amestecurile își păstrează proprietățile tehnologice și pot fi utilizate pentru fabricarea de miezuri și matrițe. Capacitatea de supraviețuire este reglată prin alegerea adecvată a compoziției sau a cantității de întăritor, modificarea caracteristicilor liantului (de exemplu, modulul sticlei lichide) etc.
Echipament pentru prepararea CTS
În CTS cu rășini sintetice și amestecuri de sticlă lichidă întărite prin esteri, conținutul de compoziție de liant este mic, proprietățile fizice și mecanice ale amestecurilor sunt foarte sensibile la modificările conținutului de liant și întăritor. Prin urmare, pentru a asigura proprietăți stabile ale amestecurilor la precizia de dozare a principalelor componente ale CCC sunt cerințe mai mari. Luând în considerare aceste circumstanțe, se recomandă utilizarea mixerelor continue pentru prepararea CCC. Mai jos vom lua în considerare caracteristicile de proiectare ale mixerelor continue pentru prepararea a două tipuri principale de CCC: cu rășini sintetice și amestecuri de sticlă lichidă, care sunt cele mai răspândite în producția de turnătorie.
Mixerele continue sunt formate din mai multe unități principale: cameră de amestecare, unul sau două arbori de amestecare de tip șurub cu acționare; pompe de dozare pentru alimentarea cu liant și întăritor a camerei de amestecare; rezervoare de consum pentru nisip și componente ale compoziției liantului; panou de comandă a mixerului în mod manual și automat. Pe arborele de amestecare sunt montate palete al căror unghi de înclinare față de axa arborelui poate fi modificat, astfel încât acestea pot îndeplini funcțiile de palete mobile sau de transport. În cazul unui malaxor cu două arbori, camera de amestecare este formată din două jgheaburi separate, cu șuruburi care se rotesc unul spre celălalt. Într-unul dintre jgheaburi nisipul este amestecat cu liantul, iar în celălalt nisipul este amestecat cu întăritorul. Ambele fluxuri intră în capul vortex montat la ieșirea din camera de amestecare, unde are loc amestecarea finală a amestecului. Astfel de malaxoare sunt produse de uzina Pavlograd „Palmash”. Unitatea responsabilă de mixerele continue sunt pompele de dozare, care ar trebui să asigure o precizie ridicată a dozării componentelor lichide.
Sunt utilizate două tipuri de pompe de dozare — pompe cu piston din seria ND și pompe cu angrenaje G-11-22. Performanța pompelor cu angrenaje este controlată de o unitate de curent continuu. În comparație cu pompele cu piston, acestea sunt mai simple în proiectare și mai fiabile în funcționare.
La prepararea amestecurilor lichide de sticlă sau fosfat, întăritorii sub formă de pulbere sau aditivii speciali sunt introduși în camera de amestecare prin dozatoare cu șurub. Nisipul poate fi alimentat prin dozator cu șurub sau prin curgere directă; prin două porți — cea superioară întrerupe curgerea nisipului atunci când amestecătorul este oprit, iar cea inferioară reglează cantitatea de nisip care intră în camera de amestecare. Pentru a evita influența înălțimii coloanei de nisip din buncăr asupra preciziei de dozare, pe pereții laterali ai buncărului sunt prevăzute partiții orizontale (rafturi). În același scop, se pot realiza pasaje în formă de cot de frânare pe secțiunea traseului nisipului de la buncăr la poarta de separare.
Mixerele continue sunt produse de tip staționar. În funcție de caracteristicile lor de proiectare, acestea sunt împărțite în: cu un singur arbore, cu două arbori, de tip rotativ, cu un singur umăr, cu două umeri. Mixerele cu doi arbori și două cuve sunt echipate cu un cap vortex. Mixerele cu două umeri permit extinderea razei de deservire și distribuție a amestecului, ceea ce este foarte important în producția de tije și matrițe pe platformă.
Uzina Pavlograd „Palmash” a dezvoltat proiecte și a stabilit producția unei game de malaxoare continue de diferite capacități și modele. Tabelul 6.1 prezintă principalele modele de unități de amestecare ale uzinei Pavlograd „Palmash” și caracteristicile lor tehnice.
Fig. 6.4. prezintă o vedere generală a unui malaxor continuu cu un singur arbore și un singur braț pentru prepararea CTC cu rășini sintetice, pe sticlă lichidă și lianți de ferofosfat. Nisipul este introdus în camera de amestecare prin calea în formă de cot de la buncărul de recepție. Este prevăzut un dozator special cu șurub 8 pentru introducerea aditivilor pulverulenți în malaxor. Componentele lichide — liantul și întăritorul — sunt furnizate prin pompe dozatoare.
În prezent, mixerele continue de mare viteză model SNDV-1-6 cu productivitate de 4-6 tone/h; produse de CJSC „Metallugremontmontazh” (Sankt-Petersburg) — mixer cu un singur arbore și un singur umăr; numărul de rotații ale arborelui de amestecare — 730 rpm; raza de acțiune — 1800 mm, unghiul de rotație al camerei de amestecare — nu mai puțin de 180°.
