автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Повышение эффективности процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы единых песчано-глинистых смесей для получения отливок из чугуна

Григор Андрей Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ АКТИВАЦИИ АДГЕЗИВНОЙ ОБОЛОЧКИ ЗЕРНОВОЙ ОСНОВЫ ЕДИНЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 О ИЮН 2011

Новокузнецк - 2011

4851269

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» на кафедре «Машиностроительные технологии и оборудование».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Марков Василий Алексеевич «Заслуженный работник высшей школы РФ»

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Деггярь Валерий Аронович

кандидат технических наук Мамаев Константин Васильевич

Ведущая организация

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Защита состоится 28 июня 2011 г. в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 212.252.04 при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу: 654007, г. Новокузнецк, Кемеровская область, ул. Кирова, 42, СибГИУ Факс, 8(3843)46-57-92 e-mail: d212_252_04@sibsiu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан «2Г» мая 2011

Ученый секретарь диссертационного совета д.х.н., профессор

Горюшкин В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время развитие отечественного литейного производства обусловлено решением задач по снижению себестоимости, повышению качества и товарного вида отливок, улучшению экологической обстановки. Перспективой применения единых песчано-глинистых смесей (ЕПГС) для изготовления форм является возможность многократного их использования при минимальных безвозвратных потерях. Высокие закупочные цены на формовочные материалы и транспортные расходы требуют эффективного использования компонентов ЕПГС.

Для получения качественных ЕПГС важным фактором является конструктивные решения смесеприготовительной системы. Смесеприготовительное оборудование должно обеспечивать дезагрегацию новообразованных зерен оборотной смеси и ме-ханоактивацию глинистого связующего, формируя на поверхности зерен смеси активную текстурированную адгезивную оболочку, обеспечивающую комплекс свойств ЕПГС. Через адгезивную оболочку происходит непосредственный контакт расплавленного металла с материалом формы, исходя из чего, в качестве зерновой основы формовочной смеси вместо традиционного карьерного песка можно использовать более дешевый речной песок.

Адгезивная оболочка формируется на поверхности зерна смеси в процессе ее оборота в производственном цикле из активного глинистого связующего, углеродо-содержащего материала (УСМ) и спецдобавок. Применение в составе ЕПГС комплексных добавок (компаундов) позволяет активировать адгезивную оболочку, ускорить процесс смесеприготовления и повысить свойства ЕПГС. В состав известных на сегодняшний день компаундов помимо глинистого связующего входят УСМ для предотвращения пригара, а так же для улучшения чистоты поверхности отливок. Однако традиционные УСМ при термодеструкции не только повышают свойства смеси, но и способствуют гидрофобизации и снижению активности глинистого связующего. Поэтому необходимо исключить из состава ЕПГС компоненты, гидрофобизирующие и дезактивирующиет адгезивную оболочку.

Цель работы. Повышение эффективности процессов активации адгезивной оболочки на поверхности зерен формовочной смеси путем механоактивации и дезагрегации зерновой основы оборотной смеси в смесителе, а так же за счет выбора углеро-досодержащих добавок снижающих гидрофобизацию и дезактивацию глинистого связующего; определяющие возможности применения в составе ЕПГС речного песка для получения отливок из чугуна.

Для достижения цели работы поставлены следующие задачи:

1) Теоретически обосновать и экспериментально доказать формирование на поверхности зерновой основы оборотной смеси адгезивной оболочки и адгезивного субстрата из активного глинистого связующего, способного к регидратации.

2) Доказать изменение гранулометрического состава зерновой основы и повышение активности адгезивной оболочки оборотной смеси в процессе механоактивации и дезагрегации в смесеприготовительном оборудовании.

3) Обосновать механизм гидрофобизации адгезивной оболочки побочными продуктами термодеструкции УСМ и определить выбор эффективных УСМ.

4) Исследовать влияние нанодисперсного пироуглерода (НДПУ) на свойства бентонита при воздействии предварительной термообработки и времени механоакти-

вации, а так же разработать рецептуру и технологию приготовления механоактиви-рованного компаунда на основе бентонита и НДПУ.

5) Определить возможность применения формовочных смесей на основе речного песка с добавлением компаунда из бентонита и нанодисперсного пироуглерода для производства отливок из чугуна.

6) Провести опытно-промышленные испытания ЕПГС на основе карьерного и местного речного песков с компаундом и оценить качество отливок и экономическую эффективность от внедрения в производство компаунда и новых составов ЕПГС.

Научная новизна.

1) Установлено, что в результате оборота в производственном цикле происходит трансформация состава и состоянии зерновой основы оборотной смеси, вносящей основную массу активного глинистого связующего в единую песчано-глинистую смесь, которая представляет новое качественное состояния формовочного материала в отличие от исходных компонентов.

2) Установлено повышение активности глинистого связующего за счет интенсивной дезагрегации и механоактивации адгезивной оболочки и адгезивного субстрата в процессе эффективного сухого перемешивания оборотной смеси в барабанном смесителе с рабочими органами типа «стержни-катки».

3) Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена активация предварительно термообработанного бентонита и образования адгезивного субстрата при его интенсивном совместном перемешивании с нанодисперсным пироуглеродом.-

4) Доказана возможность применения единой песчано-глинистой смеси на основе речного песка с добавками механоактивированного компаунда на основе предварительно термообработанного бентонита в пределах 300...400 °С и нанодисперсного пироуглерода для получения отливок из чугуна.

Практическая значимость.

1) Разработана технологическая проба (патент РФ № 77809) для оценки влияния материалов литейной формы на формирование шероховатости поверхности отливок и вероятность образования пригара, которая может быть использована для экспресс-анализа в литейных цехах и в учебном процессе при подготовке студентов по направлению «Машиностроительные технологии и оборудование».

2) Разработана конструктивная схема каскадного барабанного смесителя (патент РФ № 97952) непрерывного действия для приготовления единых песчано-глинистых смесей.

3) Разработана рецептура и способ приготовления компаунда на основе термообработанного бентонита и нанодисперсного пироуглерода.

4) Проведено опытно-промышленное испытание разработанных составов единых песчано-глинистых смесей на основе речного песка (пойма реки Обь) с компаундом в чугунолитейном цехе «ООО БМК» (Барнаульская металло-компания), которое подтвердило практическую и экономическую целесообразность их применения.

5) Предложены ресурсосберегающие технологии в процессе приготовления и освежения единых песчано-глинистых смесей с разработанным компаундом.

Реализация работы. Производственные испытания формовочной смеси из речного песка с компаундом, проведенные на базе ЧЛЦ ООО «БМК», показали, что применение компаунда в составе ЕПГС вместо молотого угля за счет высокой термостойкости адгезивной оболочки позволило улучшить свойства смеси при одновре-

менном сокращении на 25...30 % расхода бентонита освежения. В результате этого экономический эффект при использовании формовочной смеси на основе песка Ба-лашейского ГОКа 5К30302 с добавками компаунда составляет 90,42 рублей на тонну годных отливок, а при использовании речного песка 498,42 рублей (по ценам 2010 г).

Достоверность результатов работы обеспечивается комплексным подходом к решения поставленных задач и использованием современных методик исследования формовочных материалов, анализом литературных источников, применением статистических методов обработки экспериментальных данных.

Личный вклад автора заключается: 1) постановка цели и задач исследований; 2) разработка состава и способа производства компаунда на основе термообработан-ного бентонита и нанодисперсного пироуглерода и формовочной смеси на основе речного песка с добавлением компаунда; 3) разработка компоновочной схемы каскадного барабанного смесителя для приготовления формовочных смесей и конструкции технологической пробы для оценки влияния материала формы на шероховатость и вероятность образования пригара на поверхности отливок; 4) обработка и анализ полученных результатов исследований; 5) организация и участие в производственных испытаниях и получении опытной партии отливок.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1) Экспериментальные данные изменения зернового состава формовочной смеси и роста активности адгезивной оболочки на поверхности ее зерновой основы в процессе сухой механоактивации и дезагрегации перемешивания в смесителе.

2) Результаты исследования влияния температуры предварительной обработки глинистого связующего, добавок пироуглерода и времени их совместной механоактивации в центробежно-планетарной мельнице его на свойства и повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки на поверхности зерен смеси.

3) Результаты исследования свойств и опытно промышленных испытаний формовочных смесей на основе речного песка с добавками механоактивированного компаунда на основе предварительно термообработанного бентонита в пределах 300...400°С и нанодисперсного пироуглерода для получения отливок из чугуна.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на: IV, V, VI, VII Всероссийских науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (г. Барнаул 2007 - 2010 г.); 7-ой Всероссийской науч.-практ. конф. «Литейное производство сегодня и завтра» г. Санкт-Петербург 2008 г.; 6, 7, 8 - ой Всероссийских науч.-практ. конф. «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» (г. Новосибирск: 2008 -2010 г.); IX, X, XI Международных науч.-практ. конф. «Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств» (г. Барнаул

2008 - 2010 г.); Всероссийской науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк 2008 г.); Всероссийской молодежной науч. конф. «Мавлютовские чтения» (г. Уфа 2008 г.); X Городской науч.-практ. конф. молодых ученых «Молодежь - Барнаулу» (г. Барнаул 2008 г.); Международной науч.-практ. конф. «Наука и производство - 2009» (г. Брянск

2009 г.); Всероссийской конф. с элементами научной школы для молодежи «Новые материалы. Создание. Структура. Свойства - 2009» (г. Томск 2009 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 38 печатных работах, в том числе 5 статей из перечня, рекомендованного ВАК, 2 патен-

та, 19 статей в журналах и сборников научных трудов, 12 тезисов докладов в материалах научных конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 162 странице машинописного текста, содержит 47 рисунков, 31 таблицы, список литературы из 140 наименования. Общий объем работы - 198 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненной работы, приводится ее общая характеристика, научная новизна и практическая значимость. Обосновано соответствие диссертации паспорту специальности.

В первой главе на основе анализа работ: П.П. Берга, Ю.Ф. Боровского, Ю.П. Васина, В.А. Маркова, Б.Б. Гуляева, М.Ю. Ершова, Ф.С. Кваши, П.Н. Аксенова, Ю.Д. Позднева, Л.И. Маминой, Ф. Хофмана и других, изложены основные представления о ЕПГС и возможности повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки на поверхности зерен ЕПГС, связанных с использованием современных антипригарных добавок и компаундов при получении отливок из чугуна.

Единые песчано-глинистые смеси, применяемые для производства отливок из чугуна, представляет собой многокомпонентные, многофазные, гетерогенные системы, состоящие на 90...98 % состоят из оборотной смеси, которая вносит 85...95 % активного глинистого связующего в готовую смесь и обладает комплексом физико-механических свойств. Зерна смеси покрыты адгезивной оболочкой, состоящей из частично дегидратированного и шамотизированного глинистого связующего, продуктов термодеструкции УСМ и осколков зерен кварца.

В практике производства отливок из чугуна применяют компаунды, содержащие компоненты, улучшающие свойства ЕПГС. Совместный помол бентонита с УСМ повышает степень их диспергирования и обеспечивает более высокие технологические и физико-механические свойства формовочной смеси. Особое внимание следует обратить на выбор УСМ, так как его защитное действие связано с образованием при термодеструкции пироуглерода в слоях формы, прилегающих к отливке. Поэтому УСМ должен иметь высокий выход пироуглерода. Замена традиционных УСМ более эффективными компаундами будет способствовать развитию новых технологий и позволит повысить эффективность активации адгезивной оболочки на поверхности зерен ЕПГС и улучшить экологическую обстановку в цехе.

На основании анализа проблемы повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки ЕПГС сформулирована цель и поставлены задачи исследований.

Во второй главе сформулированы теоретические предпосылки повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки на поверхности зерен ЕПГС при смесеприготовлении и взаимодействии бентонита с УСМ.

В процессе оборота формовочной смеси в производственном цикле происходит укрупнение ее зерновой основы, обусловленное не только основными технологическими параметрами процесса смесеприготовления, но и смесеприготовительным оборудованием, то есть его способностью возвращать зерновой состав смеси к размерам зерна песка освежения. По результатам исследований зернового состава смеси можно выделить в ЕПГС несколько типов зерен, полученных в результате рецирку-

ляиии смеси (рисунок 1): /. Монозерно - представляет собой исходные зерна кварца, претерпевшие полиморфные превращения и покрытые адгезивной оболочкой. 2. Блочное зерно - представляет собой несколько мелких частиц зерен кварца, прочно скрепленных между собой адгезивной оболочкой в пределах размеров фракций 0,315 и 0,4 мм. 3. Агрегатированное зерно - состоит из монозерен и блочных зерен с размерами зерна 0,63... 1,0 мм. 4. Конгломерат зерен - представляют собой относительно прочно связанные между собой все типы зерен, размерами от 1,6 до 2,5 мм.

1 - монозерно; 2 - блочное зерно; 3 - агрегатированное зерно; 4 - конгломерат зерен

Рисунок 1. - Характеристика зернового состава оборотной смеси: а - аморфизированный слой, б - адгезивная оболочка, в - аморфный кремнезем, г - осколки кварцевого зерна, д - шамотизированное глинистое связующее, е - остатки УСМ

Количественное соотношение новообразованных зерен зависит от термонагру-женности смеси вида и содержания добавок УСМ.

На основе известных представлений о механизме антипригарного действия традиционных УСМ на примере молотого угля проведен анализ процессов, происходящих в литейной форме при образовании пироуглерода. Известно, что под действием температуры заливаемого металла в условиях быстрого пиролиза угля первоначально выделяется газовая фаза, состоящая из углеводородов. Часть продуктов участвует в образовании пироуглерода, но основная масса фильтруется через слои материала формы, конденсируется на адгезивной оболочке зерен смеси или выходит за ее пределы, где при контакте с кислородом воздуха воспламеняется и сгорает. Конденсирующиеся фракции УСМ на обезвоженной адгезивной оболочке обычно представляют собой целый ряд тяжелых полициклических ароматических соединений переменного состава с высокими температурами плавления 150...450 °С, которые гидрофоби-зируют поверхностные слои адгезивной оболочки, прочно скрепляют отдельные частицы обезвоженного адгезивного субстрата и упрочняют новообразованные зерна.

В результате сложных физико-химических процессов, происходящих при рециклировании оборотной смеси основного компонента ЕПГС, реальные песчано-глинистые смеси представляют собой новое качественное состояние формовочного материала, принципиально отличающегося от исходных компонентов, что предопределяет направления процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы.

Первым направлением по повышению эффективности процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы ЕПГС является механическое воздействие рабочих органов смесителей на зерновую основу оборотной смеси для ее дезагрегации с разрушением зерен крупных фракций и механоактивации адгезивной оболочки на

поверхности зерновой основы смеси в процессе смесеприготовления, эффективност которого зависит от применяемого смесеприготовительного оборудования.

Традиционные катковые смесители периодически взаимодействуют с элемен тарными объемами смеси только в зоне действия рабочих органов, но основная масс смеси находится в пассивном состоянии. Для повышения эффективности процесс активации целесообразно использовать смесители, обеспечивающие воздействие ра бочих органов на всю массу смеси находящуюся в рабочем пространстве смесител В качестве эффективного смесителя целесообразно использовать барабанные смеси тели с рабочими органами типа «стержни-катки», обеспечивающие сдвиговые де формации в элементарных объемах смеси одновременно по всей массе замеса.

В качестве второго направления повышения эффективности процессов актива ции адгезивной оболочки предлагается непосредственно на стадии смесеприготовле ния вводить в состав формовочной смеси компаунд на основе предварительно термо обработанного бентонита и нанодисперсного пироуглерода (НДПУ - далее пироу лерод). Пироуглерод получают за пределами литейной формы, он отличается высо кой термостойкостью, дисперсностью (размер частиц 28...42 нм), активной поверх ностью (75...86 м2/г) и высокой температурой получения (1400... 1600 °С). Предвари тельная термообработка бентонита необходима для удаления свободной и рыхлосвя занной воды из межпакетного пространства частичек глинистого связующего, вызы вая тем самым открытие в них базальных поверхностей с образованием новых сил новых и силоксановых связей.

Применение компаунда на основе бентонита и пироуглерода в ЕПГС позволяе сократить содержание УСМ, снизить расход бентонита на освежение ЕПГС, обесп чить равномерное распределение всех компонентов на поверхности зерновой основ смеси, формируя на ее поверхности термостойкую адгезивную оболочку, которая п зволяет исключить образование пригара и получить литую поверхность с минимал ной шероховатостью. В процессе заполнения формы металлом и прогрева смеси ча тицы глинистого связующего, покрытые пироуглеродом отдают воду, сближаются д критического расстояния, но не образуют прочные агрегаты, так как по базальны поверхностям они разделены частицами пироуглерода, которые выполняют роль р; делителя между глинистым связующим и адгезивным субстратом. Исходя из рабоче гипотезы о формировании на поверхности зерен смеси термостойкой адгезивной об лочки, препятствующей прямому контакту зерен смеси с металлом, возникает во можность замены кварцевого песка на более дешевый речной песок.

Повышение эффективности активации адгезивной оболочки зерновой основ! ЕПГС за счет введения компаунда на основе бентонита и пироуглерода можн условно разделить на два процесса. Первый процесс связан с механическим вли нием на процессы дезагрегации частиц глинистого связующего и формированием н поверхности зерен песка термостойкой текстурированной адгезивной оболочки, результате измельчения и механоактивации поверхности частиц глинистого связу щего и одновременной механоактивации поверхностных слоев зерен кварца форм руется активный водорастворимый аморфный кремнезем. Оба компонента смеси поверхностных слоях имеют одно и то же структурное звено, а именно - тетраэд диоксида кремния с открытыми силановыми и силоксановыми связями и рентгено морфную фазу той же природы, что служит основой для образования адгезивног субстрата. Второй процесс связан с химическим взаимодействием пироуглерода

кремнеземом адгезивного субстрата вследствие теплового воздействия расплавленного металла и образованием новой высокотемпературной фазы карбида кремния (Траз = 2830 °С) и накопления его в оборотной смеси, что способствует повышению термостойкости адгезивной оболочки.

В третьей главе представлена характеристика используемых материалов и методы исследования ЕПГС с добавками механоактивированного компаунда на основе бентонита и пироуглерода.

В качестве исходных материалов использовали: кварцевый песок Балашейского ГОКа марки 5К30302 (ГОСТ 2138-91), речной песок из поймы реки Обь, Хакасский бентонит марки П1Т1А (ГОСТ 28177-89), технический углерод (пироуглерод) марки П 324 (ГОСТ 7885-86) или N 330 (АБТМ 01765), комплексная противопригарно-противоужиминная добавка «БЛЕСКОЛ-П» ТУ 032224-004-55083680-03.

Для оценки эффективности процессов механоактивации и дезагрегации проводились исследования в лабораторном катковом смесителе и в пилотном образце барабанного смесителя с рабочими органами типа «стержни-катки», при этом варьировалось время дезагрегации и количество рабочих органов. Состояние поверхности зерновой основы анализировали по фотографиям полученных с помощью электронного сканирующего микроскопа ВБ - 300 с увеличением х 50.. .4000.

Активность адгезивной оболочки оценивали с помощью кондуктометрического метода. Для исследования влияния пироуглерода на свойства бентонита при воздействии высоких температур были подготовлены образцы и композиции с различным содержанием пироуглерода при варьируемом времени механоактивации в центро-бежно-планетарной мельнице при динамической перегрузке 30 g. Подготовленные образцы подвергали термообработке при температурах 100...700 °С через 100 °С, после чего определяли содержание активного бентонита, коллоидальность и водопо-глощение. Для установления механизма влияния пироуглерода на формирование свойств адгезивной оболочки и изменения состояния зерновой основы ЕПГС при воздействии на них высоких температур применялся метод дифференциально-термогравиметрического анализа (ДТГА) на дериватографе системы Эрдеи Паулик.

Для исследования влияния пироуглерода и термообработки на прочность на сжатие, газопроницаемость и газотворность ЕПГС были подготовлены составы смеси на основе Балашейского песка 5К30302 и на основе речного песка с варьируемым содержанием НДПУ и различных составов компаунда. Для сопоставления результатов исследований были приготовлены смеси с компаундом «БЛЕСКОЛ-П».

Для оценки влияния факторов, определяющих вероятность образования пригара разработана технологическая проба, максимально воспроизводящая условия взаимодействия поверхности формы с жидким сплавом, характерными для реальных условий получения отливки в конкретном производстве (рисунок 2).

Технологическая проба (Патент РФ № 77809) представляет собой литейную форму, состоящую из нижней полу формы /, верхней полуформы 2, выполненных в цилиндрических опоках центрирующихся штырями 3. На верхнюю полуформу 2, может быть дополнительно установлены наращалки 4, для создания требуемого металлостатического напора. В нижней полуформе 1 заформованы гильзы 5 с исследуемыми образцами формовочной или стержневой смеси 9. Полость формы представляет собой усечённый конус, образуемый моделью 6, состоящих из нескольких дисков с центральными отверстиями. Подмодельная плита выполнена плоской с

зумпфом 7 и глухим отверстием. Экспериментальные отливки представляют собой диск варьируемой толщины, на поверхности которого расположены четыре отпечат! ка от исследуемых образцов смеси.

1 - нижняя полуформа; 2 - верхняя полуформа; 3 - центрирующие штыри; 4. - наращалка; 5 - гильзы с образцами смеси; 6 - полость формы; 7 - зумпф; 8 - литниковая система; 9 - исследуемая смесь; 10 - литая поверхность от исследуемых смесей

Рисунок 2 - Схема технологической пробы: а - чертеж; б - общий вид; в - экспериментальная отливка

Обработку полученных экспериментальных данных проводили методами матема тической статистики при Р = 0.95 с использованием стандартного пакета прикладные программ Microsoft Excel. При построении графиков брали среднее значение по пя№ опытам и определяли коэффициенты уравнений кривых, используя полиномиальны= линии тренда 2, 3 и 6 степени (аппроксимация и сглаживание) пакета прикладные программ Microsoft Excel.

В четвертой главе представлены результаты исследования возможности активации компонентов адгезивной оболочки зерен смеси в процессе смесеприготовления и введения в состав ЕПГС компаунда на основе бентонита и пироуглерода.

Исследование процесса воздействия рабочих органов барабанного смесителя типа «стержни-катки» с ЕПГС после заливки СЧ-20 показало, что в процессе ме-ханоактивации одновременно развиваются два процесса: дезагрегация новообразованных зерен и агрегатирование мелких частиц. Это можно объяснить тем, чте в процессе сухого перемешивания ЕПГС в барабанном смесителе происходит не; посредственный более тесный контакт рабочих органов с зернами смеси. У станов-! лено, что дезагрегирующее и механоактивирующее действие барабанного смесителя значительно эффективнее, чем аналогичное действие каткового смесителя.

Кондуктометрическим методом определяли активность суспензии оборотной смеси, что подтвердило эффективность процессов механоактивации и дезагрегации. Прежде всего, рост активности обусловлен оттиркой с поверхности зерен оборотной смеси адгезивной оболочки.

На рисунке 3 представлены результаты исследования активности оборотной смеси после сухой механоактивации в катковом и барабанном смесителях с варь ируемым временем механоактивации. Наибольшей активностью обладает CMecij после 7,5 мин механоактивации, однако в барабанном смесителе она выше, чем а

ю

катковом на 20...25 %. Источником активности смеси выступает ее пылевидная фракция, состоящая из активного глинистого связующего и аморфизированного кремнезема, так как кристаллический кварц не проявляет элекгропроводности.

Исследование фракции «таз» оборотной смеси показывают, что наибольшей активностью обладает смесь после 7,5 мин механоактивации в барабанном смесителе, она выше, чем в катковом на 8... 14 %. Сравнение активности фракции 0,1 оборотной смеси (рисунок 3) показывает, что наибольший эффект роста активности наблюдается после 7,5 мин сухой механоактивации в барабанном смесителе, что на 30...40 % выше, чем после сухой механоактивации в катковом смесителе.

Оборотная смесь Фракция «таз» Фракция 0,1

0123456789 10 0123456789 10 0123456789 10

Время гидратации, мин

Рисунок 3 - Влияние времени механоактивации и времени гидратации на активность суспензии формовочной смеси в зависимости от времени механоактивации в катковом (КС) и барабанном

(БС) смесителях

Зерна реальной ЕПГС покрыты адгезивной оболочкой это хорошо видно на рисунках 4,а и 5,а ХЮ00 наблюдаются хлопьевидные частички глинистого связующего на поверхности зерна. В процессе сухой механоактивации оборотной смеси в барабанном смесителе происходит вскрытие и оттирка адгезивной оболочки с поверхности зерен и одновременная механоактивация поверхностного слоя зерен.

» 100 X 400 х 1000 < 100 X 400 »1000

Рисунок 4 - Фракция 0,1 оборотной смеси Рисунок 5 - Фракция 0,315 оборотной смеси

а - без механоактивации, б - после 5 мин а - без механоактивации, б - после 5 мин

механоактивации в баиабанном смесителе механоактивации в барабанном смесителе

На рисунках 4,6 и 5,6 представлены зерна оборотной смеси после 5 мин сухой механоактивации в барабанном смесителе. Видно, что вследствие удаления адгезивной оболочки зерна смеси приобретают более округлую поверхность.

Для реализации процесса активации адгезивной оболочки разработана конструктивная схема каскадного барабанного смесителя непрерывного действия для приго-'^ товления ЕПГС (патент РФ № 97952).

Для установления влияния добавок пироуглерода на свойства бентонита при высоких температурах проведены исследования активности, водопоглощения и коллоидальности бентонита после предварительной термообработки.

Бентонит, обработанный при 100...400 °С имеет, наибольшую активность особенно в интервале температур 300...400 °С. В интервале температур 500...700 °С бентонит теряет конституционную воду. После добавления в бентонит пироуглерода при соотношении 9/1 показатели активности у всех образцов на 7... 15 % выше, чем у образцов обработанного бентонита без добавления пироуглерода. При термообработке 500 °С для всех образцов наблюдается снижение активности бентонита на 10... 15 %, около 600 °С происходит интенсификация процесса, и потеря активности составляет 22...40 %. Завершение процесса удаления конституционной воды около 700 °С приводит к потере бентонитом активности на 85...93 %.

Добавки пироуглерода повышают активность бентонита после термообработки по сравнению с образцом без пироуглерода. Особенно положительное влияние пиро-| углерода заметно в интервале температур 500...700 °С, где потеря активности композиции при отношении бентонит/пироуглерод 9/1 меньше на 10...20 %. Это можно)

объяснить тем, что частицы пироуглерода, обла-1 дающие высокой удельной поверхностью, образуют на частицах бентонита термостойкий слой, тем са-1 мым, повышая термостойкость самого бентонита. При этом следует отметить, что при термодеструк-1 ции пироуглерода не образуются соединения, кото-" рые гидрофобизируют бентонит.

Влияние добавок пироуглерода при высоких температурах на изменение водопоглощения и кол-' лоидальности также не было выявлено отрицательного воздействия пироуглерода на бентонит. При1 формировании адгезивной оболочки с частицами" пироуглерода происходит повышение ее термо-| стойкости, что подтверждается результатами исследования методом ДТГА (рисунок 6). Для компаунда бентонит/пироуглерод = 9/1 происходит существенное изменение характера кривой потери массы. Для чистого бентонита потеря массы начинается практически со 120 °С (кривая ТГ-1), а компаунд (кривая, ТГ-2) начинает интенсивно терять массу (дегидра-1 тация) при температуре выше 450 °С. Повышение термостойкости и вяжущей способности бентонита с добавками пироуглерода имеет важное значение, так как изменение механизма дегидратации глинистого связующего является ключом к пониманию процесса формирования адгезивной оболочки на поверхности зерна.

При определении активности бентонита кондуктометрическим способом, обработанного при 100...400 °С имеет, наибольшую активность особенно в интервале; температур 300...400 °С (рисунок 7).

Рисунок 6 - Дериватограммы компонентов адгезивной оболочки при нагреве до 900 °С без предварительной термообработки: 1 - бентонит; 2 - бентонит/пироуглерод = 9/1

При добавлении в бентонит пироуглерода при соотношении 9/1 показатели активности у всех образцов на 7... 15 % выше, чем у образцов обработанного бентонита без добавления пироуглерода. Рост активности с увеличением времени механоакти-вации в центробежно-планетарной мельнице, обработанного при 300...400 °С наблюдается для всех образцов и в конце процесса гидратации. Для образцов после 150 сек механоактивации повышение активности составляет 10...30 % для бентонита обработанного при 300...400 °С.

£ О

А

♦ 20 С ш 100 С А 200 С X 300 С а 400 С • 500 С + 600 С О 700 С • 800 С О 900 С

Бентонит

L—<

♦ 20 С • 500C ■ luoc ) 600 с А 200 С ж 300 С О 700 С • 800 С U 400 С о 900 С

Бентонит + 4Л [ПУ -

Время гидратации, мин.

Рисунок 7 - Влияние температуры обработки и времени гидратации на активность суспензии

бентонита и компаунда

ьсо 475 450 <25 4С0

225 2СО 1?5

Для установления зависимости влияния температуры обработки и добавок пироуглерода на активность бентонита произведена обработка экспериментальных данных методами и функциями математической статистики пакета Microsoft Excel. Уравнения кривой имеют общий вид

у = а,х6 + а2л:5 + a3jc4 + at¡х3 + о,х2 + агх + аг .

Рост активности бентонита после механоактивации обусловлен протеканием одновременно двух процессов: а) активации поверхностного слоя частичек бентонита, б) их диспергирование под действием рабочих тел, с открытием базальных поверхностей при дезагрегации бентонита и увеличением его удельной поверхности.

Совместная механоактивация термообрабо-танного бентонита с пироуглеродом и содой позволяет повысить активность глинистого связующего и получить активированные частицы бентонита (рисунок 8), разделенные между собой частицами пироуглерода, что препятствует их агрегатированию и гидрофобизации под действием высоких температур расплавленного металла, а так же позволяет бентониту возвращать вяжущие свойства в процессе оборота смеси в производстве.

В пятой главе определены возможности использования речного песка в качест-

13

♦ 0 СЕКУНД ■ 30 СЕКУНД А 60 СЕКУНД • ээсекунз С.) 120 СЕКУНД Л tS0 СЕКУНД

Рисунок 8 - Влияние времени механоактивации и времени гидратации на активность суспензии компаунда (бентонит - 87 % обработанного при 300 °С, НДПУ -10% и Ыа2С03 - 3 %)

ве зерновой основы ЕПГС.

Гранулометрический состав речного песка соответствует зерновому состав традиционных формовочных песков, применяемых в чугунолитейных цехах, наиб лее близким к песку марки 1К20202.

Газотворность и газопроницаемость смесей, приготовленных с добавками пиро углерода, имеют газотворность 3,05...7,15 см3/г (рисунок 9) и газопроницаемост 157...293, что удовлетворяет требованиям производства.

Для установления зависимости влияния добавок пироуглерода и времени мех ноактивации компаунда на газотворность смеси произведена обработка эксперимен тальных данных методами и функциями математической статистики пакета Microso Excel. Уравнения кривой имеют общий вид у = а,х2 + а2х+ а,, в качестве пример представлено уравнение для кривой 16 у = 0.00005 .х2 - 0.0031 * + 4.6857 .

Содержание в смеси пироуглерода, в пределах 0,5... 1 %, позволяет повысит прочность смеси - это связано с тем, что при нагревании и удалении рыхлосвязанно и межпакетной воды в частицах глинистого связующего происходит растрескивани после чего в образовавшиеся трещины попадают нанодисперсные частицы пироугл рода, то есть происходит термическое измельчение. В случае введения в состав фо мовочной смеси пироуглерода, начиная с 0,5 %, происходит существенное увелич ние прочности. Это увеличение имеет место при содержании пироуглерода в пред лах 0,5... 1 % в смеси, а при содержании в смеси более 1,5 % пироуглерода повыш ние прочности не наблюдается, так как начинает проявляться экранирующий эффе частиц пироуглерода по отношению к смежным частицам глинистого связующего.

С приготовленными смесями были получены отливки в виде дисков из СЧ-20 толщиной стенки отливок 10 мм, 20 мм и 30 мм и массой 1,5 кг, 2,9 кг и 4,2 кг соо ветственно, при одинаковом металлостатическом напоре, на разработанной нам технологической пробе. Экспериментально установлено снижение работы по удале нию пригара с увеличением содержания пироуглерода в составе смеси по сравнени со смесью без добавления пироуглерода на 65...85 %. Работа по удалению пригар значительно снижается по сравнению с аналогичными показателями на отливках по лученных с использованием формовочной смеси без добавления компаунда и комп унда после 150 сек механоактивации на 40...90 % при соотношении обработанног при 300 °С бентонита/пироуглерод как 9/1 и по сравнению со смесью без добавлени пироуглерода на 75...95 % (рисунок 10).

Для установления зависимости влияния добавок НДПУ и времени механоакти вации компаунда на работу по удалению пригара с поверхности экспериментальны отливок произведена обработка экспериментальных данных методами и функциям математической статистики пакета Microsoft Excel. Уравнения кривой имеют общи вид у = а,*2 + а2х + а3 в качестве примера представлено уравнение для кривой 6 фа фика д у = 0.00003 х2 - 0.0335 * + 11.49 .

Производственные испытания формовочных смесей из речного песка с добавка ми механоактивированного компаунда были проведены на базе чугунолитейного це ха ООО «БМК», (г. Барнаул). В производственных испытаниях применяли разрабо танный компаунд в составе смесей из речного песка. Параллельно готовили анало гичные смесей из карьерного песка.

О 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 Содержание НДПУ, %

О 30 60 90 120 150 Время механоактивацин компаунда, сек.

б

Г.

О 100 200 300 400 0 30 60 90 120 150

Температура обработки бентонита, °С Время механоактивацин компаунда, сек.

Рисунок 9 - Зависимость газотворности от: а - содержания пироуглерода; б - температуры обработки бентонита; в., г. - времени механоактивацин компаунда. 1 - ЕГ1ГС на основе речного песка, бентонита обработанного при 300 °С и НДПУ; 2 - ЕПГС на основе речного песка, бентонита обработанного при 400 °С и НДПУ; 3 - ЕПГС на основе карьерного песка, бентонита обработанного при 300 "С и НДПУ; 4 - ЕПГС на основе карьерного песка, бентонита обработанного при 400 °С и НДПУ; 5 - ЕПГС на основе речного песка с добавкой «БЛЕ-СКОЛ-П»; 6 - ЕПГС на основе карьерного песка с добавкой «БЛЕСКОЛ-П»; 7 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 19/1); 8 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 300 "С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); 9 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 17/3); 10 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 19/1); 11 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 300 "С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); 12 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 17/3); 13 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 19/1); 14 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); 15 - ЕПГС на основе речного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 17/3); 16 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 19/1); 17 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); 18 - ЕПГС на основе карьерного песка с компаундом на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 17/3)

На первой стадии производственных испытаний формовочной смеси с механо-активированным компаундом происходило вытеснение оборотной смеси с каменным углем из системы смесеприготовления. На этой стадии проводилась корректировка

состава смеси для обеспечения необходимых технологических свойств. После устранения наследственных свойств базовой смеси с добавками каменного угля был установлен расход компаунда на освежение формовочной смеси. В результате этого расход компаунда на освежение смеси составил 21,5 кг на тонну годных отливок, что на 25...30 % ниже, чем при базовой технологии.

0 30 60 90 120 150

Время механоактивации компаунда, сек.

20

В)

О 30 во 90 120 JS0 Время механоактивации компаунда, сек.

Время механоактивации компаунда, сек.

0 100 200 300 400

Температура обработки бентонита, °С

Рисунок 10 - Зависимость работы по удалению пригара от: а - времени механоактивации компаунда на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); б - времени механоактивации компаунда на основе обработанного при 400 °С бентонитом (бентонит/пироуглерод = 9/1); в - времени механоактивации компаунда на основе обработанного при 300 °С бентонитом (бентонит - 87%, НДПУ - 10% и №2С03 - 3 %); г - температуры обработки бентонита для ЕПГС с добавкой «БЛЕСКОЛ-П». 1; 2; 3 - отпечатки от исследуемых ЕПГС из карьерного песка на экспериментальных отливках толщиной 10 мм; 20 мм; 30 мм соответственно; 4; 5; 6 - отпечатки от исследуемых ЕПГС из речного песка на экспериментальных отливках толщиной 10 мм; 20 мм; 30 мм соответственно

В процессе испытаний смесей с добавками компаунда установлено, что дезагрегирующее действие пироуглерода на зерновой состав и адгезивную оболочку проявилось в снижении брака по вине форм. Присутствие всех компонентов адгезивной оболочки в компаунде, позволило сократить время на смесеприготовление необходимое для достижения технологической готовности формовочной смеси. Исключение из состава смеси каменного угля привело к снижению газотворности формовочной смеси, что выразилось в уменьшении газовых дефектов на отливках.

Отливки, полученные с применением формовочной смеси с добавками компаунда, полностью удовлетворяли требованиям по чистоте поверхности (рисунок 11) и наличию пригара. При визуальном осмотре отливок, полученных при использовании базовой смеси ЧЛЦ ООО «БМК» (рисунок 11, а) полностью покрыты пригаром на всей поверхности. Наиболее высоких результатов по получению отливок без пригара

удалось достичь при использовании смесей с добавлением компаунда (рисунок 11 б, в). Пригар на поверхности отливок отсутствует или легко отделяется при очистке. При использовании речного песка легкоотделимый пригар присутствует только в термических узлах отливок, что предопределяет применение его в производстве.

г. \' : -пригар . . пригар ;.;.) .'.-. .'■•■■ -Т^"- пригар

> •• <

• : )

'-КЗ

7-5

г|

■ч ' " * >

у.'.'■.....' . ¡". / .1'" ■ ; ..........................■ ; : ■■'» Л"!;

■О : ^ '

V

поверхность гу-: -; ■ -" | >:.;,■;■!.• поверхность I

" без пригара " . -.- 6езпригара

а б в

Рисунок 11 - Отливки «шкив» из СЧ-20 массой 10 кг, полученные с использованием базовой и экспериментальных ЕПГС после выбивки: а - базовая ЕПГС ЧЛЦ ООО «БМК»; б - ЕПГС на основе речного песка с добавлением компаунда; в - ЕПГС на основе карьерного песка с добавлением компаунда

Исходя из затрат на формовочные материалы (песок, бентонит, каменный уголь, компаунд). Для базовой формовочной смеси затраты составляют 710,27 рублей на тонну годных отливок, а для смесей с добавками компаунда - 619,35 рублей на тонну годных отливок при использовании карьерного песка и 211,85 рублей с речным песком. Ожидаемый экономический эффект при использовании смесей с добавками компаунда с карьерным песком составляет 90,42 рублей на тонну годных отливок, а с речным песком 498,42 рублей на тонну годных отливок (по ценам 2010 г).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что реальные единые песчано-глинистые смеси, основой которых являются оборотные смеси, представляют собой новое качественное состояние формовочного материала по отношению к исходным компонентам с трансформированной и укрупненной зерновой основой, частично дегидратированной и гидрофоби-зированной адгезивной оболочкой сложного трудноопределимого состава, покрывающей поверхности новообразованных зерен.

2. Доказано, что повышение эффективности процесса активации адгезивной оболочки зерновой основы единой песчано-глинистой смеси и механоактивация глинистого связующего, вносимого оборотной смесью, можно осуществить в смесепри-готовительном оборудовании, в качестве которого может быть использован каскадный барабанный смеситель с рабочими органами типа «стержни-катки» (патент РФ № 97952).

3. Установлено, что при механоактивации и дезагрегации глинистого связующего повышается его активность и дисперсность, а так же увеличивается способность к регидратации и формированию активной адгезивной оболочки и адгезивного субстрата на зерновой основе готовой единой песчано-глинистой смеси.

4. Применение углеродосодержащих материалов, продукты термодеструкции

17

которых не приводят к гидрофобизации глинистого связующего и обильному газовыделению, позволяет повысить эффективность процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы единых песчано-глинистых смесей.

5. Разработана рецептура компаунда (бентонит - 85...90 %, НДПУ - 8... 12 %, сода - 2...3 %) и способ его приготовления (совместная механоактивация в центро-бежно-планетароной мельнице в пределах 120... 150 сек, при динамической перегрузке 30 g) с предварительной обработкой бентонита в интервале 300...400 °С.

6. Лабораторными и производственными испытаниями установлена возможность использования речного песка (из поймы реки Обь) в качестве зерновой основы единой песчано-глинистой смеси с разработанным компаундом для производства отливок из чугуна.

7. Производственные испытания единой песчано-глинистой смеси на основе речного песка с механоактивированным компаундом, проведенные на базе литейного цеха ООО «БМК» при получении опытной партии отливок, показали улучшение технологических и физико-механических свойств единой песчано-глинистой смеси, что позволило снизить вероятность образования пригара и сократить расход бентонита при освежении на 25...30 % в расчете на тонну годных отливок. Ожидаемый экономический эффект при использовании единой песчано-глинистой смеси с добавками компаунда при использовании карьерного песка составляет 90,42 рублей на тонну годных отливок, а с использованием речного песка 498,42 рублей на тонну годных отливок (по ценам 2010 г).

Основные публикации, отражающие содержание диссертационной работы:

Статьи в центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Марков, В.А. Влияние зернового состава смесей на формирование шероховатости поверхности отливок [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, М.В. Миронова // Обработка металлов. - 2008. - №3. -С.35-36.

2. Марков, В.А. Экологические аспекты выбора углеродосодержащих материалов для формовочных смесей при литье чугуна [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, Ю.Н. Антуфьев // Литейное производство. - 2010. -№1. - С.27-30.

3. Марков, В.А. Анализ развития процессов дезагрегации и механоактивации оборотной смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор // Литейное производство. - 2010. -№4. - С.21-24.

4. Марков, В.А. Влияние ионов натрия на процесс активации бентонита для песчано-глинистых смесей [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, АЛО. Луганский // Литейщик России. - 2010. - №5. -С.41-43.

5. Григор, A.C. Применение в составе песчано-глинистых смесей противопригарных механоакти-вированных композиций [Текст] / A.C. Григор, В.А. Марков, Ю.Н. Антуфьев // Литейное производство. - 2011. - №1. - С. 10-14.

Патенты на полезную модель РФ

6. Патент на полезную модель № 77809 Российская Федерация, МПК В 22 С 9/22. Технологическая проба для оценки влияния материалов литейной формы на формирование шероховатости поверхности отливок и вероятность образования пригара [Текст] / В.А. MapKOB.(RU), A.C. Григории), М.В. Миронова [и др.]; заявитель и патентообладатель АлтГТУ им. И.И. Ползунова.(Яи). -опубликовано 23.11.08, бюл. № 31. -2с.

7. Патент на полезную модель № 97952 Российская Федерация, МПК В 22 С 5/18. Каскадный барабанный смеситель непрерывного действия для приготовления формовочный смесей [Текст] / В.А. MapKOB.(RU), A.C. Григор.(RU), [и др.]; заявитель и патентообладатель АлтГТУ им. И.И. Ползуно-Ba.(RU). - опубликовано 27.09.10, бюл. № 27. - 2с.

Статьи в журналах и сборниках научных трудов

8. Марков, В.А. Применение в литейном производстве формовочных смесей на основе речного

песка с добавками нанодисперсного пироуглерода [Текст] / В.А. Марков, М.В. Миронова, A.C. Гри-гор // Расчет, диагностика и повышение надежности элементов машин: Межвузовский сб. науч. тр., Вып. 7, ч. 1,- Изд. АлтГТУ Барнаул 2007- С.62-64.

9. Нанодисперсный пироуглерод, как один из важнейших компонентов формовочной смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, М.В. Миронова, Ю.Н. Антуфьев // Ползуновский альманах. 2008. -ЖЗ - С.17-18.

10. Марков, В.А. Механическая дезагрегация компонентов песчано-глинистой и жидкостекольной смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, В.Н. Шебалин // Ползуновский альманах. 2008. - № 3 -С.40.

11. Марков, В.А. Изменение свойств кварцевого песка в процессе перемешивания песчано-глинистых смесей [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор // Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств: Сб. науч. тр. - Вып. 5. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009.-С.6-14.

12. Марков, В.А. Механизм формирования адгезивной оболочки и адгезивного субстрата на поверхности зерна песчано-глинистой смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор // Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств: Сб. науч. тр. -Вып. 5. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. - С.35-39.

13. Марков, В.А. Кондуктометрический метод определения активности бентонита после термической обработки [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, А.Ю. Луганский // Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств: Сб. науч. тр. - Вып. 5. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. - С.53-55.

14. Марков, В.А. Исследование активности бентонита с добавками нанодисперсного пироуглерода кондуктометрическим способом [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, А.Ю. Луганский // Литейные сплавы: Межрегиональный сб. науч. тр. Магнитогорск: 2010.-Вып. 9.-С. 107-111.

15. Марков, В.А. Исследование состояния поверхности зерновой основы оборотной смеси / В.А. Марков, A.C. Григор // Ползуновский альманах. 2010. -№ 1. - С.58-60.

16. Григор, A.C. Использование в качестве противопригарной добавки нанодисперсного пироуглерода в чугунолитейном цехе ООО «БМК» / A.C. Григор, В.А. Марков, K.M. Трашков // Ползуновский альманах. 2010. — №1. -С.169-170.

Тезисы докладов и материалы научных конференций

17. Марков, В.А. Влияние количества рабочих органов барабанного смесителя на процессы дезагрегации и механоактивации зерновой основы оборотной смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, С.А. Шумилов // Литейное производство сегодня и завтра: тез. докл. 7 - ой Всероссийской науч.-практ. конф. - Санкт-Петербург. 2008. - С.125-129.

18. Григор, A.C. Исследование композиции бентонита и нанодисперсного пироуглерода методом дифференциапьно-термогравиметрического анализа [Текст] / A.C. Григор // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. Часть III: Труды Всероссийской науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ,2008, С.202-205.

19. Григор, A.C. Разработка комплексного связующего на основе бентонита и нанодисперсного пироуглерода для формовочных смесей [Текст] / A.C. Григор, М.В. Миронова, И.Н. Антипов // Мавлютовские чтения: Всероссийская молодежная науч. конф.: сб. тр. в 5 ч. Том 2. - Уфа: Изд-во УГАТУ. 2008. -С.130-132.

20. Марков, В.А. Получение качественной литой поверхности с использованием нанодисперсного пироуглерода в составе формовочной смеси [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор И материалы 7 - ой Всероссийской науч.-практ. конф. «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе». Новосибирск: Изд-во НГТУю 2009. - С.10-13.

21. Марков, В.А. Пироуглерод как антипригарная добавка в формовочную смесь [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, М.В. Миронова И Наука и производство - 2009: материалы Международной науч-практ конф: в 2 ч,- Брянск: БГТУ, 2009. - 4.1. - С.78-79.

22. Марков, В.А. Оценка прочности пригара на отливках [Текст] / В.А. Марков, A.C. Григор, А.Ю. Луганский // материалы 8 - ой Всероссийской науч.-практ. конф. «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе». Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010.-С.39-41.

Отпечатано в типографии АлтГТУ

Лицензия на полиграфическую деятельность

ПЛД № 28-35 от 15.07.97 г.

Печать - ризография

Формат 60x84 1/16. Усл. п. л. 1/16.

Тираж 100 экз. Заказ 2011-

Введение.

1. Проблемы формирования и активации адгезивной оболочки на поверхности зерен единых песчано-глинистых смесей (ЕПГС).

1.1. Роль и функции ЕПГС в процессе производства отливок.

1.2. Анализ компонентов оборотной смеси и влияние процесса смесеприготовления на изменение состояния поверхности ее зернового состава.

1.3. Влияние смесеприготовительного оборудования и освежающих добавок на физико-механические свойства ЕПГС.

1.4. Влияние бентонита на свойства ЕПГС и анализ процессов его активации.

1.5. Применение в составе ЕПГС комплексных добавок.

1.6. Влияние ЕПГС на формирование пригара и анализ факторов повышающих чистоту литой поверхности.:./.

1.7. Выводы и постановка задачи исследований.

2. Теоретические предпосылки повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки на поверхности зерновой основы ЕПГС.

2.1. Формирование на поверхности зерна формовочной смеси адгезивной оболочки и адгезивного субстрата в процессе механоактивации и дезагрегации компонентов ЕПГС.

2.2. Механизм формирования антипригарных свойств ЕПГС.

2.2.1. Анализ образования пироуглерода в литейной форме при использовании традиционных УСМ.

2.2.2. Применение нанодисперсного пироуглерода (НДПУ) в составе ЕПГС и компаундов.

2.3. Анализ процесса взаимодействия бентонита и НДПУ в процессе формирования адгезивной оболочки на поверхности зерен ЕПГС.

2.4. Взаимодействия бентонита и НДПУ в процессе их совместной Механоактивации.

2.5. Выводы.

3. Методы исследования эффективности повышения активности адгезивной оболочки зерновой основы ЕПГС.

3.1. Характеристика исходных материалов.

3.2. Методика исследования процессов механоактивации и дезагрегации компонентов оборотной смеси.

3.3. Методика определения активности компонентов ЕПГС кондуктометрическим способом.

3.4. Методики исследования свойств компонентов адгезивной оболочки зерновой основы ЕПГС после термообработки.

3.5. Методика определения свойств ЕПГС.

3.6. Методика исследования и оценка прочности пригара на поверхности отливок.

3.7. Обработка экспериментальных данных.

4. Исследование состояния поверхности зерновой основы оборотной смеси и свойств бентонита с добавками НДПУ в процессе их совместной механоактивации.

4.1. Исследование процессов механоактивации и дезагрегации компонентов оборотной смеси.

4.2. Влияние добавок НДПУ на свойства предварительно термообработанного бентонита.

4.3. Исследование активности формовочных материалов кондуктометрическим методом.

4.4. Выводы.

5. Определение возможности применения речного песка в качестве зерновой основы ЕПГС для получения отливок из чугуна.

5.1. Исследование свойств ЕПГС на основе речного песка.

5.2. Определение работы по удалению пригара на отливках из чугуна, полученных с применением ЕПГС на основе речного песка.

5.3. Производственные испытания формовочных ЕПГС на основе речного песка в литейном цехе ООО «Барнаульская металло-компания» (БМК) при получении отливок из чугуна.

5.4. Выводы.

Большинство отливок из чугуна для машиностроения получают методом литья в разовые формы из единых песчано-глинистых смесей (ЕПГС). Этот способ является наиболее распространенным технологическим процессом в России и за рубежом. Несмотря на использование новых способов, и процессов производства отливок в разовые формы, в крупносерийном и массовом производстве до 60.70 % отливок изготавливается в разовых формах из песчано-глинистых (бентонитовых) сырых формовочных смесей [42] и это направление сохранится в будущем. По данным [103] в 2008 производство отливок из чугуна составило 5,1 млн. т., что находится на одном уровне производства отливок из чугуна за последние три года. В современных чугунолитейных цехах ежегодно перерабатываются более 50 млн. т. формовочных смесей. Этот факт не влияет на конкурентоспособность способа получения отливок в виду ряда преимуществ процесса [1], [42], [102]:

- не дефицитность и низкая стоимость сырья;

- возможность контроля качества отливок подбором необходимых составов формовочных смесей и режимов их уплотнения;

- сравнительно невысокое выделение вредных веществ в атмосферу цеха по сравнению с другими литейными процессами;

- возможность получать широкую номенклатуру отливок из разнообразных сплавов в условиях от единичного до крупносерийного или массового производства;

- относительно невысокая по сравнению с другими процессами стоимость отливок;

- относительная простота и низкая стоимость оснастки;

- самый короткий технологический цикл получения отливок, близким по конфигурации и размерам к готовой детали.

В данной работе теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность повышения эффективности процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы ЕПГС путем механоактивации и дезагрегации зерновой основы оборотной смеси в смесителе, а так же за счет выбора угле-родосодержащих добавок снижающих гидрофобизацию глинистого связующего и определить возможность применения в составе ЕПГС местного речного песка.

Для получения качественных ЕПГС важным фактором является конструктивные решения смесеприготовительной системы. Смесеприготовитель-ное оборудование должно обеспечивать дезагрегацию новообразованных зерен оборотной смеси и механоактивацию глинистого связующего, формируя на поверхности зерен смеси активную текстурированную адгезивную оболочку, которая обеспечивает комплекс свойств ЕПГС и через нее происходит непосредственный контакт расплавленного металла с материалом формы, исходя из чего возникает гипотеза о замене традиционных карьерных песков на более дешевый местный речной песок.

Адгезивная оболочка формируется на поверхности зерна смеси в процессе ее оборота в производственном цикле из активного глинистого связующего, углеродосодержащего материала и специальных добавок. Применение в составе ЕПГС комплексных добавок (компаундов) позволяет активировать адгезивную оболочку, ускорить процесс смесеприготовления и повысить свойства ЕПГС. В состав известных на сегодняшний день компаундов помимо глинистого связующего входят углеродосодержащий материал для предотвращения пригара, а так же для улучшения чистоты поверхности отливок. Однако традиционные углеродосодержащие материалы при термодеструкции не только повышают свойства смеси, но и способствуют гидрофобизации и снижению активности глинистого связующего. Поэтому необходимо исключить из состава ЕПГС компоненты, которые гидрофобизируют и дезактивируют адгезивную оболочку.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что реальные единые песчано-глинистые смеси, основой которых являются оборотные смеси, представляют собой новое качественное состояние формовочного материала по отношению к исходным компонентам с трансформированной и укрупненной зерновой основой, частично дегидратированной и гидрофобизированной адгезивной оболочкой сложного трудноопределимого состава, покрывающей поверхности новообразованных зерен.

2. Доказано, что повышение эффективности процесса активации адгезивной оболочки зерновой основы единой песчано-глинистой смеси и меха-ноактивация глинистого связующего вносимого оборотной смесью можно осуществить в смесеприготовительном оборудовании в качестве, которого может быть использован каскадный барабанный смеситель с рабочими органами типа «стержни-катки» (патент № 97952).

3. Устанослено, что при механоактивации и дезагрегации глинистого связующего повышается его активность и дисперсность, а так же увеличивается способность к регидратации и формированию активной адгезивной оболочки и адгезивного субстрата на зерновой основе готовой единой песчано-глинистой смеси.

4. Применение углеродосодержащих материалов, продукты термодеструкции которых не приводят к гидрофобизации глинистого связующего и обильному газовыделению позволяет повысить эффективность процессов активации адгезивной оболочки зерновой основы единых песчано-глинистых смесей.

5. Разработана рецептура компаунда (бентонит - 85.90 %, НДПУ -8. 12 %, сода - 2.3 %) и способ его приготовления (совместная механоак-тивация в центробежно-планетароной мельнице в пределах 120. 150 сек, при динамической перегрузке 30 g) с предварительной обработкой бентонита в интервале 300.400 °С.

6. Лабораторными и производственными испытаниями установлена возможность использования речного песка (из поймы реки Обь) в качестве зерновой основы единой песчано-глинистой смеси с разработанным компаундом для производства отливок из чугуна.

7. Производственные испытания единой песчано-глинистой смеси на основе речного песка с механоактивированным компаундом, проведенные на базе литейного цеха ООО «БМК» при получении опытной партии отливок, показали улучшение технологических и физико-механических свойств единой песчано-глинистой смеси, что позволило снизить вероятность образования пригара и сократить расход бентонита при освежении на 25. .30 % в расчете на тонну годных отливок. Ожидаемый экономический эффект при использовании единой песчано-глинистой смеси с добавками компаунда при использовании песка 5К30302 составляет 90,42 рублей на тонну годных отливок, а с использованием речного песка 498,42 рублей на тонну годных отливок (по ценам 2010 г).

1. Аввакумов, Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Текст. / Е.Г. Аввакумов; 2-е изд. перераб. и дополн — Новосибирск: Наука, 1986. 305с.

2. Айлер, Р.К. Химия кремнезема: в 2 ч. Текст. / Р.К. Айлер; пер. с англ. Л.Т. Журавлева; под ред. В.П. Прянишникова. М.: Мир, 1982. - 4.1. -416с; 4.2.-712с.

3. Александров, В.М. Взаимодействие пироуглерода с материалом формы и отливкой Текст. / В.М. Александров // Литейное производство. -1976, — №6. С.24-27.

4. Александров, В.М. Пироуглерод в литейном производстве Текст. / В.М. Александров, Б.А. Кулаков // Литейное производство- 1993. -№1. С.17-18.

5. Александров, В.М. Смачиваемость как фактор образования пригара на чугунных отливках Текст. / В.М. Александров, З.Я Иткис // Вопросы теории и технологии литейных процессов. Сб. тр. ЧПИ. — Челябинск, 1972. С.27-37.

6. Бавер, А.И. Осаждение пиролитического углерода на корундовых формах при прокаливании в вакууме Текст. / А.И. Бавер, Н.М. Сидоров [и др.] // Литейное производство. 1978. - №6. - С.28-29.

7. Беме, X. Гомогенизация и охлаждение горелой земли существенный фактор сокращения формовочного и литейного брака Текст. / X. Беме, Ф. Штрийк, Г. Дике // Литейное производство и технология литейного дела. - 1996.-С.24-27.

8. Берг, П.П. Качество литейной формы Текст. / П.П. Берг. М.: Машиностроение, 1971.-286с.

9. Берг, П.П. Формовочные материалы Текст. / П.П. Берг. М.: Машгиз, 1963.-408с.

10. Болдырев, В.В. Механическая активация при реакциях твердых тел Текст. / В.В. Болдырев // Свойства и применение дисперсных порошков. Киев: Наукова думка, 1986. - С.69-78.

11. Боровский, Ю.Ф. Кругооборот формовочных смесей в литейном производстве Текст. / Ю.Ф. Боровский // Специальные способы литья. Л.: Машиностроение, 1976. — С.51-63.

12. Боровский, Ю.Ф. Микроскопические исследования структуры формовочных смесей Текст. / Ю.Ф. Боровский, Б.Б. Гуляев, И.М. Зюбенко // Технологические свойства формовочных смесей. Тр. 12 совещ. М.: Наука, 1968. С.77-86.

13. Боровский, Ю.Ф. Формовочные и стержневые смеси Текст. / Ю.Ф. Боровский, М.И. Шацких Л.: Машиностроение, 1980. - 86с.

14. Бречко, A.A. Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами Текст. / A.A. Бречко, Г.Ф. Великанов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982 - 216с.

15. Валисовский, И.В. Пригар на отливках Текст. / И.В. Валисовский. -М.: Машиностроение, 1983. 192с.

16. Васильев, В.А. Формирование чистоты поверхности отливок в песча-но-глинистых формах Текст. / В.А. Васильев, В.П. Кузнецов // Труды МВТУ, №187.-М., 1975. С.55-78.

17. Васин, Ю.П. Научная и инженерная классификация свойств формовочных смесей Текст. / Ю.П. Васин, З.М. Васина // Прогрессивные способы изготовления литейных форм. Сб. тр. ЧПИ № 238. Челябинск, 1979. -С.3-10.цессов. Сб. тр. ЧПИ. Челябинск, 1983. - С.11-23.

18. Влияние углеродистых добавок в формовочных смесях на чистоту поверхности чугунных отливок Текст. / Ю.П. Васин, Н.В. Ощепкова,

19. B.М. Александров и др. // Литейное производство. 1971. - №6.1. C.15-16.

20. Влияние ультрадисперсного пироуглерода (УДП) на формирование свойств формовочных смесей при нагревании Текст. / В.А. Марков, A.M. Гурьев, К.В. Мамаев, К.Е. Нефёдов, Ю.Н. Антуфьев // Ползунов-ский вестник. 2005. -№2/1. - С. 178-184.

21. Галкин, Г.П., Применение углеродосодержащих материалов для чугунных отливок, получаемых в сырых формах: ВНИИ-ТЭМР. Вып. 1. Текст. / Г.П. Галкин, В.Р. Некрасов. М.: 1990. - 68 с.

22. Грефхорст, К. Песчано-бентонитовые смеси без органических добавок Текст. / К. Грефхорст, Р. Крепаж // Литейное производство. 2005. -№5.-С. 16-20.

23. Грим, Р.Э. Минералогия и практическое использование глин Текст. / Р.Э. Грим -М.: Мир, 1967.-511с.

24. Грязнов, Н.С. Пиролиз углей в процессе коксования Текст. / Н.С. Грязнов. -М.: Металлургия, 1983. 184с.

25. Гуляев, Б.Б. Теория литейных процессов Текст. / Б.Б. Гуляев. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1976. - 216с.

26. Гуляев, Б.Б. Технологические свойства формовочных смесей Текст. / Б.Б. Гуляев, B.C. Кривицкий // Технологические свойства формовочных смесей. Тр. 12 совещ. — М.: Наука, 1968. С.7-15.

27. Гуляев, Б.Б., Формовочные процессы Текст. / Б.Б. Гуляев, O.A. Кор-нюшкин, A.B. Кузин. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-е, 1987. -264с.

28. Гурьев, A.M. Контроль качества отливок в машиностроении: Учебное пособие Текст. / A.M. Гурьев, В.А. Марков. — Барнаул: Изд-во АлтГ-ТУ, 2002.-279с.

29. Давыдов, Н.И. Водоразбавляемые порошкообразные и гранулированные противопригарные покрытия Текст. / Давыдов H.H., Ильин В.В., Анпилогов Р.И. // Литейное производство. — 1989. — № 4. — С.9-10.

30. Дибров, И.А. Перспективные направления развития литейного производства России Текст. / И.А. Дибров // Литейщик России. — 2009. №4 -С. 9-11.

31. Длезек, И. Зависимость свойств стержневых смесей от состояния поверхности кварцевых песков Текст. / И. Длезек // Литейное производство. 1977. -№12. - С.12-13.

32. Дорошенко, С.П. Получение отливок без пригара в песчаных формах Текст. / С.П. Дорошенко, В.Н. Дробязко, К.И. Ващенко. М.: Машиностроение. 1978. - 208с.

33. Евлампиев, A.A. Общие положения и рекомендации при выборе процессов приготовления и составов формовочных смесей Текст. / A.A. Евлампиев, Е.А. Чернышов, A.B. Королев // Литейное производство. -2005. №8. - С.10-13.

34. Ершов, М.Ю. Микроскопические исследования сырых песчаных формовочных смесей Текст. / М.Ю. Ершов // Литейное производство. -2000. — №7. С.32-35.

35. Ершов, М.Ю. Развитие представлений о строении зерен кварцевого песка Текст. / М.Ю. Ершов // Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств. Часть 2. -Барнаул: АлтГТУ, 2001.-С. 137-141.

36. Зимон, А.Д. Аутогезия сыпучих материалов Текст. / А.Д. Зимон, Е.И. Андрианов. — М.: Металлургия, 1978. 287с.

37. Зуев, В.П. Производство сажи Текст. / В.П. Зуев, В.В. Михайлов. — М.: Химия, 1970.-318с.

38. Ибрагимов, B.C. Хакасский бентонит Текст. / B.C. Ибрагимов // Литейное производство. 1995. - №2 - С. 9-10.

39. Ивановский, В.И. Технический углерод. Процессы и аппараты: Учебное пособие Текст. / В.И. Ивановский Омск: Полиграф, 2004. -228с.

40. Илларионов, И.Е. Формовочные материалы и смеси Текст. / И.Е. Илларионов, Ю.П. Васин. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1992. 4.1. -223с; 1995. 4.2.-288с.

41. Исследование взаимодействия пироуглерода с кремнеземом литейной формы Текст. / Ю.П. Васин, В.М. Александров, Б.А. Кулаков [и др.] // Вопросы теории и технологии литейных процессов. Сб. тр. ЧПИ, № 208. Челябинск, 1978. - С. 122-129.

42. Калашникова, А.Я. Влияние глин и бентонитов на технологические свойства формовочных смесей Текст. / А .Я. Калашникова // Технологические свойства формовочных смесей. Тр. 12 совещ. М.: Наука, 1968. - С.109-112.

43. Калашникова, А.Я. Основные направления улучшения и стабилизации свойств формовочных смесей Текст. / А.Я. Калашникова, Г.П. Галкин // Развитие методов и процессов образования литейных форм. М.: Наука, 1977. С.25-33.

44. Карташов, В.Г. Изменение свойств глин и бентонитов при их нагреве Текст. / В.Г. Карташов, Я.И. Медведев, Ю.М. Погосбекян // Литейное производство. — 1986. — №7. — С.10-11.

45. Карташов, В.Г. Изменение технологических свойств глин при термообработке Текст. / В.Г. Карташов, Я.И. Медведев // Литейное производство. 1989. - № 8.-С. 17-18.

46. Карташов, В.Т. Изменение свойств песчано-глинистых смесей при заливке форм Текст. / В.Т. Карташов, Я.И. Медведев, Н.Х. Иванов // Литейное производство. — 1987, № 3. - С.29-30.

47. Кваша, Ф.С. Взрывной пригар Текст. / Ф.С. Кваша // Литейное производство. 2002, - №12. - С. 14-16.

48. Кваша, Ф.С. Влияние факторов смесеприготовительной системы на расход формовочных материалов Текст. / Ф.С. Кваша // Литейное производство. 1987, - № 2. - С.24-26.

49. Кваша, Ф.С. Возможности стабилизации качества единой формовочной смеси в литейных цехах. Часть 1 Текст. / Ф.С. Кваша, Л.П. Туманова, Д.В. Скарюкин // Литейное производство. 2004, - № 5. - С. 1619.

50. Кваша, Ф.С. Возможности стабилизации качества единой формовочной смеси в литейных цехах. Часть 2 Текст. / Ф.С. Кваша, Л.П. Туманова, Д.В. Скарюкин // Литейное производство. 2004, - № 6. - С. 1722.

51. Кваша, Ф.С. Современные углеродсодержащие противопригарные материалы для песчано-глинистых формовочных смесей. Состояние и перспективы Текст. / Ф.С. Кваша, Л.П. Туманова // Литейное производство. 2003. - №Ю. - С.20-24, -№11.- С.26-30.

52. Кваша, Ф.С. Стабилизация состава и свойств песчано-глинистых формовочных смесей: Учебное пособие. Текст. / Ф.С. Кваша. М.: МГИУ, 2003. - 108с.

53. Колорц, А. Пограничные реакции в системе расплав чугуна — формовочный материал с учетом углеродсодержащих добавок к формовочным смесям Текст. / А. Колорц, К. Леберг // 30-й Межд. конгресс литейщиков. -М.: Машиностроение, 1967. С. 136-150.

54. Комиссаров, В.А. Состояние и перспективы развития формовочных материалов и смесей Текст. / В.А. Комиссаров, А.Я. Калашникова // Литейное производство. 1980. - №2. - С. 16-18.

55. Концепция механизма формирования свойств единых песчано-глинистых смесей в процессе перемешивания Текст. / В.А. Марков, К.Е. Нефедов, М.В. Пешков, A.A. Апполонов // Литейное производство. 2004. - №1. -С. 15-17.

56. Кукол ев, Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов Текст. / Г.В. Куколев. -М.: Высшая школа, 1966. 463с.

57. Куманин, И.Б. Вопросы теории литейных процессов Текст. / И.Б. Ку-манин. М.: Машиностроение, 1976. - 216с.

58. Лесив, Е.М. Механохимическая активация Черногорского бентонита Текст. / Е.М. Лесив, Н.Е. Жоголева // Литейное производство. 2003. — № 2. — С.22-23.

59. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые смеси и покрытия: Справочник. Текст. / А. Н. Болдин, H. H. Давыдов, С. С. Жуковский и др. М: Машиностроение, 2006. - 507с.

60. Макаревич, А.П. Бентонит активированный комплексный для формовки по-сырому Текст. / А.П. Макаревич, H.H. Федоров // Литейное производство. 2004. - №9. - С.23-25.

61. Мамина, Л.И. Механоактивация каолиновых и бентонитовых глин для литейного производства Текст. / Л.И. Мамина, Е.М. Ле-сив, А.И. Безруких // Литейное производство. 2007. - №9. - С. 1416.

62. Марков, В. А. Барабанные смесители для приготовления формовочных смесей Текст. / В.А. Марков Барнаул: Изд-во АлтГТУ 1998, -133с.

63. Марков, В.А. Исследование механизма повышения долговечности формовочных песчано-глинистых смесей добавками ультрадисперсного пироуглерода Текст. / В.А. Марков, Ю.Н. Антуфьев // Ползу-новский альманах. 2006. - №3. - С. 142-144.

64. Марков, В.А. Пиролитический углерод в песчано-глинистых формовочных смесях Текст. / В.А. Марков // Ресурсосберегающая технология машиностроения.: Сб. тез. междунар. НПК. МГААТМ. Москва, 1993. — С.13-15.

65. Марков, В.А. Экологические аспекты выбора углеродосодержащих материалов для формовочных смесей при литье чугуна Текст. / В.А. Марков, A.C. Григор, Ю.Н. Антуфьев // Литейное производство. -2010. №1. - С.27-30.

66. Медведев, Я.И. Технологические испытания формовочных материалов Текст. / Я.И. Медведев, И.В. Валисовский. М.: Машиностроение, 1973.-312с.

67. Найстрем, П. Шаг к «зеленому» литейному производству — количество выбросов в окружающую среду уменьшилось на 90 процентов текст. / П. Найстрем // ИТБ Литье Украины. 2010. - №5(117).

68. Новая углеродосодержащая добавка NAYVOC® для песчано-бентонитовых смесей текст. // Литейное производство. — 2010. № 9. — С.24-26.

69. О контроле активированных бентонитов Текст. / Ф.С. Кваша [и др.] // Литейное производство. 1984. - № 4. - С. 11-12.

70. О применении противопригарных углеродсодержащих добавок в чугунолитейном производстве ОАО АВТОВАЗ Текст. / O.E. Райко, А.П. Кожеметьев [и др.] // Литейное производство. 2009. - № 3. - С.4-7.

71. Обеспечение стабильности параметров формовочных смесей разными смесеприготовительными системами Текст. / П.Н. Аксенов, Э.Ф. Ки-ян, A.B. Белоусов, Л.П. Туманова // Литейное производство. 1975. -№11. — С.12-15.

72. Оолитизация формовочных смесей Текст. / П.Н. Аксенов, Ф.С. Кваша, Ю.Г. Чудин [и др.] // Литейное производство. 1976. - № 5. - С. 1920.

73. Определение активного угля в составах формовочных смесей Текст. / Ю.Д. Позднев [и др.] // Литейное производство. 1977. - № 6. - С. 18.

74. Опыт применения противопригарных добавок при производстве чугунных отливок Текст. / И.Н. Маляшов, Д.В. Скарюкин [и др.] // Литейное производство. 2006. - №8. - С. 18-20.

75. Орлов, Г.М. Об использовании ЭВМ при подборе и приготовлении формовочных смесей Текст. / Г.М. Орлов // Литейное производство. -1981. — № 5. С. 13-14.

76. Пешков, М.В. Анализ рабочего процесса барабанного смесителя

77. Текст. / M.B. Пешков // Литейное производство, 2004. — №1. С.29-31.

78. Позднев, Ю.Д. Компаундные порошки и их влияние на качество отливок Текст. / Ю.Д. Позднев, A.C. Гаврилов, В.В. Кузьмин // Литейное производство. 1988. - №9. - С.20-21.

79. Позднев, Ю.Д. Физико-химические свойства бетонитов Текст. / Ю.Д. Поднев // Литейное производство. 1966. — №8. — С. 16-19.

80. Разработка оперативных методов контроля качества приготовления формовочных смесей Текст. / В.А. Гущин, В.М. Миляев, А.Р. Бадер-ттинов, М.М. Едугин // Литейщик России. 2008 - № 3. - С.31-32.

81. Регулирование состава песчано-бентонитовых смесей с помощью ЭВМ Текст. / Ф.С. Кваша, Л.П. Туманова, В.М. Чикунов, М.Я. Полгур // Литейное производство. 1989. - №10. - С.20-21.

82. Рекшинская Л.Г. Атлас электронных микрофотографий глинистых минералов и их природных ассоциаций в осадочных породах Текст. / Л.Г. Рекшинская. М.: Недра, 1966. - 230с.

83. Роес, Г.Л. Механическая регенерация литейных горелых смесей на глиняной связке Текст. / Г.Л. Роес, Л.В. Шафхаузен // Литейное производство и технология литейного дела. 1992. — С.36-42.

84. Рубинский, М.В. Предотвращение высокотемпературного загустева-ния глинистых растворов солями алюминия Текст. / М.В. Рубинский, Н.Е. Шептала, С.С. Сухарев // Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966. - С. 196-198.

85. Рыжиков, A.A. Технологические основы литейного производства Текст. / A.A. Рыжиков. -М.: Машгиз, 1962 527с.

86. Самойлов, О .Я. О структуре воды Текст. / О.Я. Самойлов // Укр. фи-зич. журнал. Киев.: Наукова думка. - 1964. - т. 9, №4. - С.387-393.

87. Самойлов, О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов Текст. / О.Я. Самойлов М.: Изд. АН СССР, 1957. - 182с.

88. Сафронов, В.А. Активация формовочных материалов ВНИИТЭМР. Вып. 6. Текст. / В.А. Сафронов, H.H. Кузьмин, Э.Л. Отрошенко.1. М.: 1990. -56с.

89. Семченко, Г.Д. Часть I. Низкотемпературный синтез SiC при термообработке гелей из гидролизованного этилсиликата Текст. // Огнеупоры и техническая керамика. 1996. -№9. — с. 14-19.

90. Семченко, Г.Д. Часть II. Низкотемпературный синтез SiC при термообработке гелей из гидролизованного этилсиликата Текст. // Огнеупоры и техническая керамика. — 1996. -№10. С. 18-23.

91. Синчугов, Ю.Д. Стабилизация свойств смесей в цехах массового производства Текст. / Ю.Д. Синчугов, B.C. Мысовский, А.И. Калита // Литейное производство. 1974. - № 7. — С.38-40.

92. Сотников, В.К. Влияние активирующих добавок и рН на свойства смеси Текст. / B.K. Сотников, H.A. Податова // Литейное производство. -1966. — №12. С.27-28.

93. Спасский, А.Е. Исследование противопригарных свойств смесей для чугунного литья Текст. / А.Е. Спасский, В.М. Александров // Вопросы теории и технологии литейных процессов. Сб. тр. ЧПИ. — Челябинск, 1972. — С.124-132.

94. Стабильность состава и свойств единых формовочных смесей Текст. / Ю.Д. Позднев, И.И. Синицын, A.B. Колонии [и др.] // Литейное производство. 1978. -№ 8. - С. 19-20.

95. Степанов, Ю.А. Формовочные материалы Текст. / Ю.А. Степанов, В.И. Семенов. М.: Машиностроение, 1969. - 157с.

96. Ткаченко, Ю.К. Использование персональных компьютеров для предупреждения дефектов форм и отливок Текст. / Ю.К. Ткаченко, В.В. Тищенко, Я.К. Данько // Литейное производство. 1990. - №10. - С.33-34.

97. Тодоров, Р.П. Дефекты в отливках из черных сплавов 'Текст. / Р.П. Тодоров, П.Ц. Пешев; сокр. пер. с болгар, к.т.н. В.Н. Иванова. М.: Машиностроение, 1974. - 184с.

98. Туманова, Л.П. Использование отходов системы вентиляции в составе формовочной смеси Текст. / Л.П. Туманова, Ф.С. Кваша // Литейное производство. 2003. - №6. - С.32-34.

99. Улучшение качества формовочных смесей путем введения малых добавок солей Текст. / A.A. Горшков [и др.] // Литейное производство. -1959. № 2. - С.34-38.

100. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндлант; Пер. с англ. — М.: Мир, 1978.-526с.

101. Федоров, H.H. Физико-механическая активация бентонитовых глин Текст. / H.H. Федоров, С.П. Дорошенко, В.Н. Короид // Литейное производство. 2005. - № 10. - С.17-19.

102. Ничипоренко, H.H. Круглицкий, A.A. Панасевич и др. Киев: Наукова думка, 1974.-247с.

103. Формовочные материалы и смеси Текст. / С.П. Дорошенко, В.П. Ав-докушин, К. Русин, И. Мацашек. — Киев.: Выща школа, 1990. 415с.

104. Ходаков, Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов Текст. / Г.С. Ходаков. М.: Стройиздат, 1972. - 239с.

105. Хофман, Ф. Современная система подготовки формовочной земли для механизированных и автоматизированных литейных цехов Текст. / Ф. Хофман // Литейное производство и технология литейного дела. 1993. - С.86-91.

106. Цибрик, А.Н. Физико-химические процессы в контактной зоне металл-форма Текст. / А.Н. Цибрик. Киев.: Наукова думка, 1977. -211с.

107. Чистяков, А.Н. Химия и технология переработки каменноугольных смол: Учеб. пособие для вузов Текст. / А.Н. Чистяков. — Челябинск: Металлургия, Челябинское отд-е, 1990. 160с.

108. Чудин, Ю.Г. Изменение поверхности песков в оборотных смесях Текст. / Ю.Г. Чудин // Научно-технический прогресс в автомобильной промышленности. Сб. тр. НАМИ. -М., 1976. С.27-30.

109. Эйтель, В. Физическая химия силикатов Текст. / В. Эйтель; пер. с англ. М.: Иностр. Литература, 1962. - 1055с.

110. Экспресс-контроль содержания активной глинистой составляющей Текст. / В.В. Лысоченко, В.Н. Леснов [и др.] // Литейное производство. 1987.-№ 8. - С.8-9.

111. Bauch, H.J. The influence of core sand, coal dust and other additions molds

112. H.J. Bauch, D. Ostlin // 49 MK, Chicago, 1982, April. P. 14-17.

113. Berndt, H. Neue integrierte Prozeßsteuerung eines Formstoffumlaufsystems in Kombination eines Überwechungs- und Steuergerätes für die Formstoffaufbereitung mit dem präventiven Steuersystems CPC / H. Berndt // Giesserei. 1991. - 78, №14. - S.510-515.

114. Egen, H-W. Grundlagen zur Steuerung der Sandzusammensetzung von ben-tonitgebundenem Formsand beim Aufbereitungsvorgang in Umlaufsystemen Teil 2. / H-W. Egen // Giesserei. - 1984. - 71, № 9. - S.358-361.

115. Hofmann, F. Der Einfluss des Sandumlaufs auf Zustand und Eigenschaften betrieblicher Giesserei Formsanden / F. Hofmann // Giesserei. — 1966. — v.53, №24. -S.818-827.

116. Hofmann, F. Experimental determination of specific surface and grain shape of foundry sands / F. Hofmann // Modern castings. — 1959. v.35, №2. -P.105-108.

117. Holmgren, M. The green foundry text. / M. Holmgren, P. Nayström // 68th World foundry congress. 2008. - P. 15-17.

118. Polasek, B. Stanoveni stupne oolitizace ve vztanu к optimlizaci regenerace bentonitovych smesi / B. Polasek, L. Strand, L. Vesely // Slevarenstvi. -1988. 38, №10. - C.422-428.

119. Пат. 2004106582 Российская Федерация, МПК В 22 С 1/02. Формовочный материал Текст. / Воронцова Т.В., Дегтяренко В.И., Буланов А.Н.; патентообладатель ЗАО «Литаформ». — № 2004106582/02; заявл. 09.03.2004; опубл. 20.08.2005.

120. Пат. 2139769 Российская Федерация, МПК В 22 С 1/02. Формовочный материал Текст. / Бех Н.И., Будаев С.С., Волкомич A.A. [и др.]; патентообладатель ЗАО «Литаформ». № 97120461/02; заявл. 08.12.97; опубл. 20.10.99.

121. Пат. 2188094 Российская Федерация, МПК В 22 С 1/02. Формовочный материал Текст. / Скарюкин Д.В., Кваша Ф.С.; заявитель и патентообладатель Кваша Ф.С. № 2001101650/02; заявл. 22.01.2001; опубл.2708.2002.

122. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ МАТЕРИАЛОВ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК И ВЕРОЯТНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ ПРИГАРА

123. Патентообладатель^ и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (1Ш)1. Автор(ы): см. на обороте1. Заявка № 2008125476

124. Приоритет полезной модели 23 июня 2008 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 ноября 2008 г. Срок действия патента истекает 23 ИЮНЯ 2018 г.

125. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Ут/1 „ . /у Б.Ч. Симонов

126. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ12. ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛ

127. И К ПАТЕНТУ (титульный лист)21., (22) Заявка: 2008125476/22, 23.06.2000

128. Дата начала отсчета срока действия патента: 23.06.2008

129. Опубликовано: 10.11.2006 Бюл. N9 311. Адрес для переписки:656036, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, АлтГТУ, ОИПС72. Автор(ы):

130. Марков Василий Алексеевич (Яи). Григор Андрей Сергеевич (ГШ), Миронова Марина Валерьевна (Ри). Иванов Андрей Михайлович (Яи). Антилов Иван Николаевич (РШ), Маркова Екатерина Васильевна (Ии)

131. Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (ЯШ)

132. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ МАТЕРИАЛОВ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК И ВЕРОЯТНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ ПРИГАРА

133. КАСКАДНЫЙ БАРАБАННЫЙ СМЕСИ ГЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

134. Патеито(х')ладате.11>(ли). Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (Л и)1. Лптор(ы): см. на обороте1. Заявка № 2010119751