Оборудование для приготовления формовочных и стержневых смесей

Процесс приготовления смесей для разовых форм и стержней из песчано-глинистых материалов заключается в смешивании твердых и жидких составляющих. При перемешивании составляющих на поверхности частиц песка образуются пленки, связывающие между собой смежные зерна. Связывание разрозненных зерен песка в единую систему (смесь) обусловлено возникновением сил сцепления между поверхностью зерен и пленкой связующего, а также наличием сил связи между частицами самого связующего вещества.

Применительно к условиям приготовления формовочных смесей процесс смесеобразования может быть условно разделен на собственно перемешивание и обволакивание, которые в зависимости от режима совершаются последовательно или одновременно. Смесеобразованию обычно сопутствуют весьма важные в технологическом отношении физико-химические явления.

Так, при смешивании песка с водой ее молекулы ориентируются определенным образом по отношению к ионам, расположенным на поверхности зерен кварца, покрывая их слоем «жесткой» воды. При сближении увлажненных зерен песка водные оболочки вступают в электростатическое взаимодействие, связывая между собой эти зерна.

Однако прочность такой смеси незначительна, так как площадь контакта зерен чрезвычайно мала. Повысить прочность смеси можно путем создания вокруг зерен песка деформируемых оболочек из глины или другого вещества. Глинистые частицы, покрываясь сдоем воды с несколько иной ориентацией молекул, чем на поверхности зерен кварца, при сближении с этими зернами прочно связывают их. При этом глинистые частицы располагаются как на поверхности зерен, так и частично в порах между песчинками.

Очевидно, что для прочного связывания зерен между собой необходимо распределить глинистые частицы по всей их поверхности, что возможно при сближении зерен и перемещении их в контакте с глинистым веществом.

В идеальном случае при смешивании каждое зерно песка должно быть окружено оболочкой связующего вещества. Этого можно достигнуть различными методами, в том числе и перетиранием смеси.

Интенсивность покрытия (обволакивания) определяется физико-химическими свойствами компонентов, конструкцией рабочих органов смесителя и числом уплотнений и разрыхлений каждого элемента смеси в единицу времени.

Основным узлом в каждой смесеприготовительной установке является смеситель.

Существует множество типов литейных смесителей, которые по характеру работы можно разделить на две большие группы: 1) смесители циклического (периодического) действия; 2) смесители непрерывного действия.

В смесителях циклического действия материал перемешивается отдельными порциями (замесами). Каждая новая порция может быть загружена в смеситель лишь после выгрузки из него предыдущего замеса. Это позволяет регулировать длительность цикла перемешивания в зависимости от состава и назначения приготовляемой смеси.

В смесителях непрерывного действия загрузка, перемешивание и выгрузка готовой смеси ведутся одновременно и непрерывно. Машины этого типа более экономичны и легче автоматизируются.

Смесители циклического действия, в основу которых положена жесткая программа, определяющая последовательность, характер и продолжительность отдельных операций, требуют применения различного рода дозаторов и других устройств, обеспечивающих получение заданного состава смеси и периодическую выдачу готового замеса. Автоматика таких смесителей включает большое количество исполнительных механизмов, различных приборов пневмо- и электроаппаратов и других устройств.

Осуществление принципа непрерывности в смесеприготовительных установках (непрерывность загрузки материалов, их смешивания, получения информации о ходе процесса и качества смешивания, непрерывность регулирования влажности смеси, непрерывность ее выдачи в готовом состоянии) является основным условием, надежной и полной автоматизации процесса приготовления смеси.

По конструктивным признакам машины для приготовления формовочных и стержневых смесей можно подразделить на смешивающие бегуны одинарные и сдвоенные, центробежные, лопастные и барабанные, а также смесители других типов. Некоторые типы выпускаемых в нашей стране смесителей и их характеристики приведены в табл. 1.3.1.

Таблица 1.3.1.