Блок – схема изготовления форм.
Сначала подготавливают песок, глину и другие исходные материалы. Песок сушат и просеивают. Глину сушат, размельчают, размалывают в шаровых мельницах или бегунах и просеивают. Аналогично получают угольный порошок. Затем подготавливают оборотную смесь. Оборотную смесь после выбивки из опок разминают на гладких валках, очищают от металлических частиц в магнитном сепараторе и просеивают.
Приготовление формовочной смеси включает несколько операций: перемешивание компонентов смеси, увлажнение и разрыхление.
Перемешивание осуществляется в смесителях-бегунах с вертикальными или горизонтальными катками. Песок, глину, воду и другие составляющие загружают при помощи дозатора, перемешивание осуществляется под действием катков и плужков, подающих смесь под катки.
Готовая смесь выдерживается в бункерах-отстойниках в течение 2…5 часов, для распределения влаги и образования водных оболочек вокруг глинистых частиц.
Готовую смесь разрыхляют в специальных устройствах и подают на формовку.
Таким образом, приготовление формовочных смесей состоит из трех этапов: 1 — подготовки свежих формовочных материалов; 2 — подготовки отработанных смесей; 3 — приготовления смеси из предварительно подготовленных материалов.
Пески, поступающие на склад формовочных материалов, могут иметь самую различную влажность, поэтому они подвергаются сушке при температуре ~250 °С, что дает возможность обеспечить заданную влажность формовочных смесей. Пески сушат в печах барабанного типа, аппаратах кипящего слоя и в установках, работающих по принципу пневмопотока.
Глину предварительно сушат и размельчают при 200-250 °С. Обычно сушат в барабанных печах. Высушенную глину размельчают в два приема: сначала осуществляют грубое дробление на куски размером 15-25 мм в шнековых, вальцовых и молотковых дробилках, затем глину размалывают до размера менее 0,1 мм в шаровых, молотковых, крестовых мельницах, а также в мельницах типа бегунов. После этого глину просеивают через сита, аналогичные ситам, используемым для просева песков.
Угольный порошок приготовляют на том же дробильно-размольном оборудовании, что и порошковую глину. Остальные свежие материалы (связующие, пылевидный кварц и др.) поступают в литейные цехи в готовом виде и не требуют специальной подготовки.
Отработанную смесь, выбитую из опок, предварительно перерабатывают и затем подают в смесеприготовительное отделение. Отработанная смесь, получаемая после выбивки сухих форм, содержит твердые комья, которые разминают в гладких валках. Отработанная смесь, получаемая после выбивки влажных форм, легко рассыпается и обработки в валках не требует.
Для удаления из смеси металлических включений (брызг металла, каркасов стержней) применяют магнитный сепаратор.
Затем необходимо перемешать все составляющие. Сущность процесса перемешивания состоит в том, чтобы из песка, связующего и воды получить однородную смесь, все зерна песка которой были бы покрыты тонким, равномерным слоем увлажненной глины или другого связующего. Это обеспечивает получение высокой прочности и газопроницаемости смесей. Формовочные и стержневые смеси перемешивают в специальных смесителях. Наиболее распространены смесители типа бегунов. Бегуны делают с вертикальными и горизонтальными катками.
После переработки в бегунах формовочные и стержневые смеси, связующим в которых является глина, поступают на 2-6 ч в бункеры-отстойники. Это время необходимо для образования водных оболочек вокруг глинистых частиц и устранения неравномерности распределения влаги внутри отдельных конгломератов зерен.
Для смесей с относительно невысоким содержанием глины (влажные формы) время вылеживания составляет 2-4 ч. Для смесей с высоким содержанием глины (сухие формы) это время возрастает до 5 ч и более. После бункеров-отстойников смесь подвергается разрыхлению в разрыхлителях, аэраторах и дезинтеграторах, что обеспечивает большую однородность степени уплотнения смеси при изготовлении форм и высокую газопроницаемость. После разрыхления формовочная смесь системой ленточных конвейеров подается в бункеры над формовочными машинами.
Полная схема приготовления формовочной смеси представлена на схеме 3.1.
Схема 3.1: Приготовление формовочной смеси.
Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м.
Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается наверху отверстием – калашником, которая закрывается подвижной колонкой – колашниковым затвором. Самая широкая часть печи называется распаром, а нижняя часть – горном. Через специальные отверстия в горне (фурмы) в печать вдувается горячий воздух или кислород.
Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода.