автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Температурно-временное влияние на процессы газовыделения из формовочных материалов и газовая пористость отливок из чугуна

На правах рукописи УДК 621 74 04 620 22

СОЛЯКОВ ДМИТРИИ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ООЗ1В3438

ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕССЫ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ГАЗОВАЯ ПОРИСТОСТЬ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА

Специальность 05 16 04 - «Литейное производство»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 ЯНВ 2000

Москва 2008

003163438

Работа выполнена на кафедре «Литейное производство» ГОУ Московского Государственного Индустриального Университета (ГОУ МГИУ)

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Болдин А Н

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Рыбкин В А

- кандидат технических наук Тепляков С Д

Ведущая организация - ФГУП "НПО Техномаш" (г Москва)

Защита состоится «3{» ¿'КМр-л 2008 года в 'Н часов на заседании диссертационного Совета ДМ 212 140 02 при МГТУ «МАМИ» по адресу 107023, Москва, ул Б Семеновская, д 38

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке МГГУ «МАМИ» Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу

Автореферат разослан «¿К 2007 года

Ученый секретарь диссертационного Совета д т н, проф

Ершов М Ю

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В практике заготовительного производства литье является единственным способом получения деталей сложной конфигурации и дает возможность производить детали высокого класса точности, с рабочей поверхностью без больших припусков на механическую обработку Одним из самых распространенных конструкционных литейных сплавов является чугун Качество будущей отливки зависит от взаимодействия систем «форма», «стержень» и «металл», каждая из которых вносит свой вклад в образование газовой пористости Доля отливок из чугуна в общем объеме производства составляет 74%, в том числе отливок из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита - около 12%, из легированных чу1унов -около 2,7% (система «металл») Более 80% отливок изготавливается в песчано-глинистых формах (система «форма») с использованием стержней на основе органических связующих (система «стержень») Химизация стержневого передела в литейном производстве выдвигает особые требования по качеству отливок и экотогии, особенно при переходе от традиционных процессов горячего отверждения стержней к так называемым «холодным» процессам, в частности к «СоМ-Ьох-атш-процессу» Это касается, прежде всего, возможности образования газовых дефектов в отливках, а также экологической безопасности Поэтому исследование технологических и экологических последствий применения «СоЫ-Ьох-атш-процесса» наряду с влиянием структуры чугуна на его склонность к образованию газовых дефектов приобретает особую актуальность

Цель работы. Определение температурно-временного влияния на процессы газовыделения из формовочных материалов, а также определение объективных критериев склонности чугуна к образованию газовой пористости

В задачи исследования входило

1 Разработка методики определения и мониторинга удельного газовыделения (УГВ) оксидов углерода СОх, оксидов азота NOx, фенола, формальдегида, бензола из стержней, полученных по «Hotbox» и «Cold-box-amin-процессу», в зависимости от изменения температуры во времени

2 Исследование термокинетики газовыделения из стержней горячего и холодного отверждения в условиях, приближенных к реальному производству отливок

3 Разработка единого критериального подхода оценки токсичности на основе бензолового эквивалента

4 Разработка статистических моделей процессов газовыделения при термодеструкции связующих компонентов, позволяющих осуществлять выбор наиболее рациональных методов защиты от вредных выделений на участках заливки и охлаждения форм

5 Определение влияния химического состава чугуна на его склонность к образованию газовых дефектов

Методика исследования. Экспериментальные исследования процесса газовыделения из стержней и формовочной смеси проводили на разработанной установке с использованием ионометрического метода

Научная новизна. Выявлен механизм кинетики газовыделений из стержней, получаемых по «Hot-box» и «Cold-box-amm-процессу», а также из единой формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения, на стадиях заливки и охлаждения отливок

Установлено, что на процесс газовыделения основное влияние оказывают такие факторы как технология изготовления стержня и скорость изменения температуры в процессе его нагрева и охлаждения

(где - технологический параметр, характеризующий отношение

фактической (текущей) температуры к длительности пребывания образца в зоне нагрева (реакционной зоне))

Выявлена связь между интенсивностью газовыделения и скоростью изменения температуры смеси, показано наличие инкубационного периода развития реакции газовыделения, который в зависимости от температуры нагрева может изменяться от 1,90<;^/<3,75

Установлено, что в интервале скоростей изменения температуры смеси 1,90<^/<3,75, °С/с наблюдается максимальное удельное

газовыделение (УГВ)

Определены величины УГВ оксидов углерода и азота, фенола, формальдегида, бензола для стержней горячего («Нойюх-процесс») и холодного («СоЫ-Ьох-атт-процссс») отверждения Выявлены особенности протекания процесса газовыделения из стержней, полученных по горячим и холодным ящикам Получены количественные зависимости, характеризующие особенности протекания процесса газовыделения из стержней, изготовленных по горячим и холодным ящикам

На базе электрохимических датчиков разработана и реализована методика оценки газовыделений из стержней с использованием органических связующих

Сформулирован единый критериальный подход оценки условной токсичности по бензоловому эквиваленту

Выявлено влияние углеродного эквивалента чугуна (Се) на его склонность к образованию газовых дефектов Установлено, что при СЕ > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму

Практическая значимость. Предложена методика мониторинга газовыделения на основе использования электрохимических датчиков Разработаны статистические модели, позволяющие получать исходные данные по УГВ оксидов углерода, оксидов азота, фенола, формальдегида,

бензола, для расчета вентиляционных систем литейного цеха на этапах его проектирования и модернизации старых литейных цехов, а также внедрения новых технологий Проведена оценка вероятности получения отливок без газовой пористости с использованием стержней, полученных но «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу» Предложены технологические меры, позволяющие снизить вероятность возникновения газовых дефектов в отливках

Результаты работы внедрены на заводе ОАО «Сантехлит», что позволило сократить потери рабочего времени по причине острых респираторных заболеваний работников литейною цеха Экономический эффект от проведенных мероприятий составил 2,3 млн руб/год

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 25 статьях и 2 монографиях

Апробация. Результаты исследований доложены на 3-й и 4-й Всероссийской научно-пракгической конференции «Литейное производство сегодня и завтра» (2001-2007 гг), Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заютовитетьном производстве» (2001-2007 гг), международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства», V, VI и VII съездах литейщиков России

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и списка литературы из 113 наименований Она изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 44 иллюстрации и 27 таблиц

Основное содержание работы:

Во введении рассмотрены пути решения задач по процессам газовыделения из стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу» Выделены две системы образования газовой пористости система «металл» и система «форма» Отмечено влияние процессов газовыделения на образование газовой пористости в отливках

6

экологический анализ и мониторинг технологических процессов, результаты которого с высокой эффективностью могут быть использованы на этапах проектирования и модернизации литейных цехов, в частности при внедрении новых технологических процессов получения стержней Показана актуальность, цели, научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе представлен анализ различных типов чугунов, процессов газовыделения и образования газовой пористости на этапах заливки форм и охлаждения отливок Проведен анализ существующих методик определения процессов газовыделения из стержня и формы Даны краткие описания способов получения исследуемых стержней и формовочных смесей, их основные характеристики, а также составы и свойства смол холодного и горячего отверждения Проанализировано влияние газов на качество получаемых отливок Рассмотрены общие положения по технике безопасности и производственной санитарии применительно к технологиям изготовления стержней в горячих и холодных ящиках

Отмечен крайне ограниченный объем фактических данных по УГВ для успешного решения вопроса о внедрении «Cold-box-amin-процесса» на отечественных предприятиях

Сформулированы основные задачи исследований Во второй главе изложена методика проведения эксперимента, схема лабораторной установки, принцип действия и конструкция электрохимического датчика

Объектами исследования были образцы, вырезанные из стержней, полученных в нагреваемой («горячие ящики», смола КФ-90, AMO «ЗИЛ») и в холодной оснастке («Cold-box-amin-процесс», смола РСФ-3010, ОАО «Зингер»), а также единая формовочная смесь, используемая на AMO «ЗИЛ»

Приведены описания таких экспериментальных методов термического анализа как термогравиметрический анализ, дифференциальный

7

термический анализ, пиролитическая газовая хроматография, титриметрические методы, масс-спектрометрический метод, а также методы молекулярной спектроскопии

Большинство известных методов определения газовыделений при термодеструкции синтетических смол, основанные на анализе охлажденных проб, не позволяют решить поставленные задачи из-за следующих недостатков отсутствие возможности исследования высокотемпературной кинетики всего процесса газовыделения, раздельного исследования особенностей выделения компонентов газовой смеси из разных элементов формы

Обоснован выбор ионометрического метода, удовлетворяющего вышеперечисленным требованиям Данный безынерционный метод основан на селективном измерении ионной проводимости различных веществ и позволяет измерять ее в широком диапазоне повышенных температур, в том числе характерных для условий заливки и охлаждения литейных форм

Принципиальная схема лабораторной установки на рис 1 состоит из следующих элементов 1 - электрохимический датчик, 2 - нагревательный элемент, 3 - термопара, 4 - преобразователь, 5 - показывающий внешний прибор газов, 6 - усилитель, 7 - показывающий внешний прибор-индикатор концентрации исследуемого газа, 8 - показывающий внешний прибор температуры, 9 - насос, 10 - образец, 11 - пробирка

Согласно методике исследуемый образец в пробирке (11) помещали в печь сопротивления, предварительно нагретую до заданной температуры Затем включали насос (9), благодаря которому смесь выделяющихся газов входила в контакт с датчиком-преобразователем концентрации в электрическии сигнал (1) Показания датчика (1) одновременно регистрировали на приборе (7) и записывались на потенциометре ЭПП-09

Использовали электрохимический датчик с твердым электрочитом О количестве и составе газовой смеси судили по величине окислительного потенциала Градуировку датчика осуществляли по основным компонентам, выделяющимся при термодеструкции связующих (бензол, фенол, формальдегид, СОх, NOx)

Размеры образцов стержней и формовочной смеси следующие, мм длина - 70, диаметр - 10

Температуру на поверхности образца измеряли с помощью хромель-копелевой термопары

На рис 2 показана типовая кривая нагрева и охлаждения образца Обработку экспериментальных данных и расчеты проводили с использованием программного продукта Microsoft Excel

I О 240 420 840 1260 16S0 2100 2520 3000

о

^ Время, т, с

Рисунок 2 Типовая кривая нагрева и охлаждения образцов в процессе эксперимента

В третьей главе изложены результаты исследования процессов УГВ при гермодеструкции связующих материалов (синтетических смол), применяющихся при изготовлении стержней, получаемых по «Hot-box» и «Cold-box-amm-процессу», а также из единой формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения (система «форма») Исследования УГВ из стержней проводили по следующим веществам оксиды углерода СОх, фенол, формальдегид, оксиды азо ra NOx и бензол

Полученные данные подвергались статистической обработке, в результате которой строились гистограммы УГВ исследуемого вещества Гистограмма УГВ СОх из стержней, полученных «по горячим ящикам» (1) и «Cold-box-amin-процессу» (2), а также из единой формовочной смеси, применяемой на AMO «ЗИЛ» (3 - с плотностью 0,75 г/см3,4 - с плотностью 1,1 г/см3,5 - с плотностью 1,5г/см3), представлена на рис 3

3,75 1,905 0,833 0,476 0,298 Скорость изменения температуры во времени, °С/с

Рисунок 3. Удельные газовыделения СОх из стержней, полученных «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессом», а также из единой формовочной смеси, применяемой на AMO «ЗИЛ».

Установлено, что решающее значение в процессах газовыделения из стержней, полученных «Hot-box» и «Cold-Ьох-атт-процессом», а также из единой формовочной смеси, применяемой на AMO «ЗИЛ», имеет изменение температуры во времени (%)• Анализ процесса газовыделения

показал наличие трех характерных периодов. Инкубационного периода, в течение которого происходит прогрев образца, но газовыделение еще не началось, периода интенсивного газовыделения и периода затухания процесса.

Анализ литературных источников показал, что единого взгляда на термодеструкцию бензола нет, однако большинство исследователей полагают, что механизм распада бензола состоит из термического инициирования PhH —> Ph+H и дальнейшего окисления, приводящего к образованию первичного стабильного продукта - фенола: Ph + 02 — РЮО РЮО + PhH PhOh + PhO PhO + PhH — PhOH +Ph

В продуктах газофазного окисления бензола в струе при 685 °С был обнаружен формальдегид, что привело к предположению, что разветвление цепей происходит с его участием

Температура начала разложения бензола составляет 590-593°С Температура начала выделения газообразных продуктов при термодеструкции бензола составляет 595-600°С

Выявлены особенности УГВ исследуемых вредных веществ из стержней, полученных «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессом», а также из единой формовочной смеси, применяемой на AMO «ЗИЛ»

Максимальное УГВ оксидов азота, бензола, суммарное УГВ фенола и формальдегида («Hot-box-процесс») и оксидов углерода и суммарного УГВ фенола и формальдегида («Cold-box-amin-процесс») наблюдается при ^/=3,75 °С/с, а максимальное УГВ оксидов углерода и феноча («Hot-box-

процесс») и оксидов азота, фенола и бензола («Cold-box-amin-процесс») наблюдается при ^/=1,90 °С/с

Различия УГВ исследуемых вредных веществ из стержней, полученных по «Hot-box» и «СоЫ-Ьох-агшп»-процессу при различных

приведено в табл 1

Таблица 1 Сравнение УГВ из стержней, полученных по «Cold-box-

атш»-процессу в отношении к «Нойзох»-процессу

Превышение УГВ, %

т/ /г' Фенол+ формальдегид Оксиды углерода СОх Оксиды азота NOx Фенол

°С/с Cold-box- Cold-box- Cold-box- Cold-box-

amin amin amin amin

3,75 +6,5* +4,3 -36,5 +21,6

1,9 +10,7 -2,4** +23,9 +13,8

0,833 +24,2 +27,2 +63,4 +9,4

0,476 +67,8 +100 +13,8

0,298 +12,1

0,19 -76,5

* «+»- превышение УГВ из стержней, полученных по Cold-box-

amin-процессу,

** «-» - превышение УГВ го стержней, полученных по Hot-box-процессу

Установлено, что выделение оксидов азота в процентном соотношении выше, чем содержание азота в смоле Это обусловлено недостаточным временем продувки стержней, полученных по «СоИ-Ьох-атт-процессу» воздухом В этом случае оксиды азота образуются из соединений амина, что говорит о необходимости четкого соблюдения технологии получения стержней по «СоЫ-Ьох-атт-процессу»

В отличие от других исследуемых веществ УГВ бензола из стержней, полученных «по горячим ящикам» и «СоИ-Ьох-атт-процессу» имеет 3 характерных этапа

- максимум УГВ бензола при термодеструкции достигается для стержней, полученных «по горячим ящикам» - при ^/=3,75 °С/с, для

стержней, полученных по «СоМ-Ьох-агшп-процессу» - при ^/=1,905 °С/с

- точка минимума УГВ бензола составляет для стержней, полученных «по горячим ящикам» - при ^/=0,833 °С/с, для стержней,

полученных по «СоМ-Ъох-атт-процессу» - при =0,298 °С/с

- существует второй максимум УГВ для стержней, полученных «по горячим ящикам» - при ^/=0,298 °С/с, для стержней, полученных по

«СоИ-Ьох-атш-процессу» - при ^/=0,119 °С/с

УГВ из единой формовочной смеси имеет свои особенности в зависимости от плотности При % равном 3,75 °С/с происходит максимальное УГВ оксидов углерода из единой формовочной смеси с плотностью 0,75 и 1,1 г/см3, а равном 1,90 °С/с отмечается

максимальное УГВ оксидов углерода из единой формовочной смеси с плотностью >1,5 г/см3 Это связано с тем, что при постоянстве объема с увеличением плотности материала возрастает и его масса, а также изменяется коэффициент фильтрации

Установлено, что увеличение плотности формовочной смеси с 0,75 г/см3 до 1,1 г/см3 вызывает незначительное увеличение УГВ оксида

углерода, а увеличение плотности до 1,5 г/см3 вызывает резкое увеличение УГВ, но сам процесс газовыделения становится более быстротечным

При ^/=3,75 °С/с и ^/=0,833 °С/с УГВ оксида углерода из смеси с

плотностью 1,5 г/см3 в 2 раза превышает аналогичное УГВ из той же смеси, но с плотностью 1,1 г/см3, а при ^/=1,905 °С/с - на 64,4%

Установлено, что наиболее опасными с технологической и экологической точек зрения являются первые 20 - 25 минут охлаждения отливки в форме Для ликвидации выделяющихся вредных веществ рекомендуется сразу после заливки использовать местные отсосы или укрытия

На основе полученных результатов появилась возможность разработки статистических моделей процессов газовыделения

Четвертая глава посвящена разработке статистических моделей процессов газовыделения при термодеструкции связующих компонентов, позволяющих осуществлять выбор наиболее рациональных методов защиты от вредных выделений на участках заливки и охлаждения форм, а также предпринимать технологические меры по предотвращению образования газовых дефектов в отливках

Знание количественных соотношений дает возможность технологам проводить расчет вентиляционных систем литейного цеха на этапах его проектирования и модернизации старых литейных цехов, а также внедрения новых технологий, прогнозировать процесс газовыделения в зависимости от изменения температуры во времени и продолжительности затвердевания отливки Это позволяет разработать технологические меры по предотвращению образования газовых дефектов в отливках

Анализ и статистическая обработка экспериментальных данных показывает, что

- газовыделения СОх, МОх и фенола при термодеструкции связующего подчиняются зависимости вида д, = ах2 + Ьх + с

где - УГВ /-го компонента газовой смеси (оксидов углерода, оксидов азота или фенола) при термодеструкции связующего, м3/кг, а, Ь, с - коэффициенты, т - время, прошедшее с начала термодеструкции, мин

- газовыделение бензола ц^, м3/кг, при гермодесгрукции связующего подчиняется зависимости вида

д6 = ах3 + Ъх2 + сх + с! где а, Ъ, с, й, - коэффициенты

- суммарное газовыделение фенола и формальдегида ^ф*форм, м3/кг, при термодеструкции связующего подчиняется зависимости вида

_ а - т г Чф+форм _ ле

где Аит- коэффициенты

Установлено, что коэффициенты а, Ь и с, для УГВ оксидов углерода, оксидов азота и фенола имеют следующие значения (табл 4)

Таблица 4 Значения коэффициентов а, Ъ и с для расчета УГВ оксидов углерода, оксидов азота и фенола_

Элемент формы Способ из1 отовления или плотность, г/см3 Выделяемый газ Значения коэффициентов

а Ь с

Стержень «Но1-Ьох-процесс» Оксид углерода - 0,0004 0,01 0,01

Оксиды азота - 0,0006 0,01 0,06

Фенол - 0,002 0,07 5

«СоМ-Ьох-атш-процесс» Оксид углерода - 0,002 0,04 - 0,006

Оксиды азота - 0,0002 0,008 5

Фенол - 0,006 0,03 4

Форма (формовочная смесь) 0,75 г/см3 Оксиды углерода -0,0001 0,004 0,01

1,1 г/см3 - 0,0007 0,02 0,02

1,5 г/см3 - 0,002 0,06 0,03

Найдены значения коэффициентов а, Ь, с, с1 для УГВ бензола (табл

_Таблица 5 Значения коэффициентов а, Ъ, с, (1 для УГВ бензола

Способ изготовления стержня Значения коэффициентов

а Ъ с d

«Hot-Ьох-процесс» 3 ю-4 -6 10° 6 10'2 -5 10"2

«СоМ-Ъох-атт-процесс» -2 10"4 2 103 410s -8 103

Определены коэффициенты А и т для расчета суммарного УГВ фенола и формальдегида (табл 6) Таблица 6 Значения коэффициентов А и т для расчета суммарного УГВ

фенола и формальдегида

Способ получения стержней А т

«Hot-Ьох-процесс» 2 0,065

«Cold-box-amin-процесс» 1 0,043

Найденные математические зависимости и определенные коэффициенты УГВ вредных веществ при термодеструкции связующих материалов дают возможность выработать праюпгческие рекомендации к их применению в промышленности (использование их на стадии разработки технологии, а также в качестве исходных данных для расчета вентиляционных систем литейного цеха и их структуры)

В пятой главе приведено влияние системы «металл» на образование газовой пористости в чугунных отливках

Выявлено влияние углеродного эквивалента чугуна (С£) на его склонность к образованию газовых дефектов Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму

В шестой главе приведены практические рекомендации к применению результатов исследования процессов газовыделепия при термодеструкции связующих материалов (синтетических смол), применяющихся при изготовлении стержней, получаемых по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу», а также из формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения

Достоверность результатов эксперимента была проверена по методике Жуковского С С Расхождение между суммарными значениями всех УГВ, полученными в результате эксперимента и рассчитанными по вышеупомянутой методике составило не более 10%

Установлено, что при термодеструкции стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-amm-процессу», выделяется бензол Поэтому был предложен единый кршери&тьный подход для оценки токсичности, вносимой вредными веществами, который заключается в пересчете их УГВ на УГВ бензола

Для обоснования выбора технологического процесса изготовления стержней па стадии проектирования технологии получения отливки и прохождении экологической экспертизы пересчет УГВ в условную токсичность по оксиду углерода, оксидам азота и фенолу производится по формуле

« пдк6

<?, = 1,-

' пдк,

где qf - УГВ г-го компонента газовой смеси в пересчете на бензол, м3/кг, qi - УГВ ¡-го компонента газовой смеси, м3/кг, ПДК6 - предельно допустимая концентрация бензола, mi/m3, ПДК, - предельно допустимая концентрация /-го компонента газовой смеси, мг/м3

Пересчет в условную токсичность по суммарному УГВ фенола и формальдегида производится по формуле

, 0,2 ПДК6 ПДКф + 0,8 ПДК6 ПДК^,

д =?Д----)

ПДК, ПДКформ

где ПДКф - предельно допустимая концентрация фенола, мг/м3, ПДКформ - предельно допустимая концентрация формальдегида, мг/м3 Результаты пересчета представлены на рис 4

Рисунок 4 Усредненное по условной токсичности УГВ из стержней в пересчете на бензол - УГВ из стержней, полученных по «НоЬЬох-

процессу», ....... - УГВ из стержней, полученных по «СоЫ-Ьох-атт-

процессу»

На рис 4 наблюдаются два ярко выраженных пика УГВ, которые демонстрируют вероятность получения отливки с газовыми дефектами или без них

Установлено, что УГВ из стержней, полученных по «НоЫэох-процессу» и формовочных смесей в интервале 0,83<^/<3,75 будет иметь

технологические последствия в виде газовых дефектов в подповерхностном слое отливок, а УГВ из стержней, полученных по «СоМ-Ьох-атш-процессу» в интервале 0,19<^/<0,83 позволит получить

отливки без газовых дефектов, но отразится на экологической ситуации на этапе охлаждения и выбивки отливок

На основе анализа результатов, полученных с производства (система «металл») и литературных источников, была получена зависимость

5п„р« =-204,8 СЕ+ 817,8, которая описывает влияние величины углеродного эквивалента (Се) чугуна на площадь его поражения (8пораж, %) газовой пористостью Полученная зависимость дает возможность определить склонность сплава к образованию газовой пористости на этапе проектирования технологии

получения отливки и предпринять технологические меры для предупреждения образования газовой пористости в чугунных отливках

Согласно полученной зависимости существует граничное значение Сн, равное 4,0 Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму При Сг < 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ резко возрастает

Для предотвращения образования азотной пористости при производстве отливок рекомендуется использовать связующие с пониженным содержанием азота (до 1%)

Для обеспечения нормальной вентиляции на заливочном участке литейного цеха предложено выполнение следующего устовия

(уу, +\у2) ^ К1 ч>,2 (1-й) V ~ (V 1ПДК)

где и шг - скорости отсоса загазованного воздуха из цеха через общую и местную вентиляцию, соответственно, м3/с, V - объем помещения заливочного участка, м3, К* - концентрация токсичного компонента в газе, выделяющегося из разовых форм, % (по объему), \уГ2 -скорость газообразования в разовой форме, м'/с, п - доля газов с концентрацией вредного компонента К„ отбираемая местной вентиляцией, (1-п) - оставшаяся доля газов, перемешиваемая с воздухом заливочного участка, 1пдк - ПДК компонента К, в воздухе, %

Следующие результаты работы удельные газовыделения (УГВ) оксидов углерода СОх, оксидов азота Ж)х, фенола, формальдегида, бензола из стержней горячего и холодного отверждения, а также оксидов углерода СОх из формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения, формулировка единого критериатьного подхода оценки газовыделений по бензолу, временные интервалы интенсивного газовыделения, а также разработанные статистические модели были использованы на ОАО «Сантехлит», что позволило снизить капитальные затраты на 15%, сократить брак отливок по газовой пористости на 15-20%, сократить потери трудового времени за счет сокращения временной

19

нетрудоспособности на 30-40%, а также за счет повышения выхода годного снизить себестоимость в среднем на 3-5% Экономический эффект от разработки составил 2,3 млн руб/год Выводы:

1 Определено температурно-временное влияние на процессы газовыделения из формовочных материалов и газовую пористость отливок из чугуна

2 Разработана методика определения и мониторинга удельного газовыделения (УГВ) оксидов углерода СОх, оксидов азота NOx, фенола, формальдегида, бензола из стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-атш-процессу», в зависимости от изменения температуры во времени Методика основана на ионометрическом методе, безынерционность которого позволяет измерять изменение ионной проводимости в широком диапазоне повышенных температур, в том числе характерных для условий заливки и охлаждения литейных форм, позволяет исследовать высокотемпературную кинетику всего процесса газовыделения, раздельно исследовать особенности выделения компонентов газовой смеси из разных элементов формы

3 Исследована термокинетика газовыделения из стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу», в условиях, приближенных к реальному производству отливок Установлено, что

- среднее УГВ оксидов углерода из стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» выше на 33%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу»

- среднее УГВ оксидов азота из стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» выше на 62%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу»

- среднее УГВ фенола из стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» выше на 14%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу»

Показано, что степень уплотнения формовочной смеси оказывает заметное влияние на УГВ оксидов углерода увеличение плотности формовочной смеси с 0,75 г/см3 до 1,1 г/см3 вызывает незначительное увеличение УГВ оксида углерода, увеличение плотности до 1,5 г/см3 и выше вызывает резкое увеличение УГВ, но сам процесс газовыделения становится более быстротечным

4 Выявлены особенности процесса газовыделения бензола из исследуемых стержней Установлено, что условная токсичность на основе бензолового эквивалента у стержней, полученных по «НоМэох-процессу» выше, чем у стержней, полученных по «СоШ-Ьох-атщ-нроцессу» на 40% Разработан единый критериальный подход оценки условной токсичности на основе бензолового эквивалента, который используется в странах ЕС для оценки зкологичности технологического процесса

5 Разработаны статистические модели процессов УГВ при термодеструкции связующих компонентов, позволяющие осуществлять выбор наиболее рациональных методов защиты от вредных выделений на участках заливки и охлаждения форм

6 Установлено, что наиболее опасными с экологической точки зрения являются первые 20-25 минут охлаждения отливки в форме Для ликвидации выделяющихся вредных веществ рекомендуется применять технологические и технические меры Выявлены особенности УГВ из образцов, взятых с разных частей стержня, связанные с технологией получения стержня

7 Установлено, что углеродный эквивалент чугуна (Сь) является критерием, позволяющим определять склонность сплава к образованию газовой пористости на этапе проектирования технологии получения отливки Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму При СР < 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ резко возрастает

8 Следующие результаты работы удельные газовыделения оксидов углерода СОх, оксидов азота N0*, фенола, формальдегида, бензола из

21

стержней горячего и холодного отверждения, а также оксидов углерода СОх из формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения, формулировка единого критериального подхода оценки газовыделений по бензолу, временные интервалы интенсивного газовыделения, а также разработанные статистические модели были использованы на ОАО «Сантехлит», что позволило снизить капитальные затраты на 15%, сократить брак отливок по газовой пористости на 15-20%, сократить потери трудового времени за счет сокращения временной нетрудоспособности на 30-40%, а также за счет повышения выхода годного снизить себестоимость в среднем на 3-5% Экономический эффект от разработки составил 2,3 млн руб/год

Установлено, что углеродный эквивалент чугуна (Се) является критерием, позволяющим определять склонность сплава к образованию газовой пористости на этапе проектирования технологии получения отливки Установлено, что при СЕ > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ и ВЧ сводится к минимуму При СЕ < 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ резко возрастает Всего по теме диссертации опубликовано 27 печатных работ Основные научные результаты диссертации опубликованы в работах:

а) Монографии

1 Соляков Д А, Болдин А Н, Яковлев А И Процессы газовыделения из стержней горячего и холодного отверждения - М Машиностроение-1,2004 -200 с ил

2 Болдин А Н, Яковлев А И, Соляков Д А Газовыделение из смесей горячего и холодного отверждения М Компания "Спутник+", 2001 89 с

б) Ведущие научные журналы и работы, опубликованные в материалах всероссийских и международных конференций

3 Соляков Д А , Болдин А Н, Яковлев А И Особенности газовыделения фенола из стержней, полученных по горячим ящикам и амин-процессу на этапе заливки литейных форм // Сборник научных докладов VII

Международной научно-практической конференции -М МГИУ,19-23 ноября 2007, стр 260-262

4 Соляков Д А , Болдин А Н Влияние газовыделения оксида углерода из формовочных смесей на атмосферу литейного цеха // Труды IV Международной научно-практической конференции «Профессивные литейные технологии» - Москва, МИСиС, 22-28 октября 2007, стр 224226

5 Соляков ДА Экологические особенности газовыделения бензола при термодеструкции стержней, изготовленных по Hot-box и Cold-box-amin процессам // Труды IV Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» - Москва, МИСиС, 22-28 октября 2007, стр 227-228

6 Болдин А Н, Сотяков Д А Газовыделение оксида углерода из стержней, полученных по горячим ящикам и амин-процессу, на этапе заливки литейных форм // Литейное производство сегодня и завтра Материалы 4-й Всероссийской науч -практ конф СПб Изд-во СПб ГПУ, 2003 С 77-79

7 Болдин А Н, Соляков Д А , Яковлев А И Газовыделение фенола из стержней, полученных по горячим ящикам и амин-процессу, на этапе заливки литейных форм // Литейное производство сегодня и завтра Материаты 4-й Всероссийской науч -практ конф СПб Изд-во СПб ГПУ, 2003 С 84-87

8 Соляков Д А Газовыделение оксида углерода из формовочных смесей на этапе заливки литейных форм расплавом // Литейное производство сегодня и зав фа Материаты 4-й Всероссийской науч -практ конф СПб Изд-во СПб ГПУ, 2003 С 80-82

9 Соляков Д А , Болдин А Н Исследование и моделирование процесса газовыделения азота NOx из стержней горячего и холодного отверждения на этапе заливки форм металлом // Заготовительные производства в машиностроении 2003 №7 С 14-16

10 Яковлев А И, Соляков Д А Суммарное газовыделение фенола и формальдегида из стержней, полученных по горячим ящикам и амин-процессу, на этапе заливки литейных форм // Литейное производство

сегодня и завтра Материалы 4-й Всероссийской науч -практ конф СПб Изд-во СПб ГПУ, 2003 С 82-84

11 Болдин АН, Яковлев АИ, Соляков ДА Исследование процесса газовыделения из стержней как основа расчета мощности вентиляционных систем литейных цехов // Литейное производство 2002 № 8 С 30-32

12 Болдин А Н, Яковлев А И, Соляков ДАО процессе газовыделения из смесей горячего и холодного отверждения // Современные проблемы металлургического производства Сб тр междунар конф Волгоград, 2002 С 333-334

13 Болдин А Н , Яковлев А И , Соляков Д А Процессы газовыделения из смесей горячего и холодного отверждения // Литейное производство сегодня и завтра Материалы 3-й Всероссийской науч-практ конф СПб Изд-во СПб ГПУ, 2002 С 63-64

14 Болдин А Н, Яковлев А И, Соляков Д А Расчет мощности вентиляционных систем литейных цехов // Литейщик России 2002 № 4 С 35-37

15 Соляков Д А, Болдин А Н, Яковлев А И Выделение оксида углерода при заливке литейных форм // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве Тез докл Российской науч -техн конф Рыбинск РГАТА 2002 С 30-32

16 Яковлев А И, Болдин А Н, Соляков ДАО процессах газовыделения из стержневых смесей горячего и холодного твердения // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве Тез докл Российской науч-техн конф Рыбинск РГАТА 2002 С 33-34

17 Болдин А Н, Соляков Д А Моделирование процесса газовыделений при изготовлении стержней и форм из ХТС // Труды V съезда литейщиков России М , 2001 21-25 мая

Подписано в печать 21 12 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 1079 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское щ, 36 (495) 975-78-56, (499) 788-78-56 www autoreferat ru

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Система «форма-стержень».

1.1.1. Изготовление стержней в нагреваемой оснастке ("Hot-box").

1.1.2. Изготовление стержней по Cold-box-amin-процессу.

1.1.3. Изготовление форм.

1.2. Методики определения газовыделений.

1.2.1. Технологические методы определения газотворности.

1.2.2. Экспериментальные методы термического анализа.

1.3. Система «металл». Чугуны. Структуры и механические свойства.

1.3.1. Краткие сведения по классификации чугунов.

1.3.2. Серый чугун с пластинчатым графитом (СЧ).

1.3.3. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧ).

1.4. Постановка задач исследования.

Глава 2. Исследование системы «форма-стержень».

2.1. Электрохимический датчик.

2.2. Лабораторная установка и методика проведения эксперимента.

2.3. Тарировка электрохимического датчика.

2.4. Изготовление образцов.

Глава 3. Результаты исследования системы «форма-стержень».

3.1. Результаты исследования процессов газовыделения системы стержень».

3.1.1. Оксиды углерода (СОх).

3.1.2. Оксиды азота (NOx).

3.1.3. Фенол.

3.1.4. Бензол.

3.1.5. Суммарное удельное газовыделение фенола и формальдегида

3.1.6. Особенности газовыделения из стержня.

3.2. Результаты исследования процессов газовыделения системы «форма».

Глава 4. Обработка результатов эксперимента.

4.1. Моделирование процессов газовыделения.

4.1.1. Моделирование процессов газовыделения оксидов углерода (СОх), оксидов азота (NOx), фенола при термодеструкции стержней, полученных по «Hot-box» и «СоЫ-Ьох-атт»-процессу, а также из формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения.

4.1.2. Моделирование процесса газовыделения бензола при термодеструкции стержней, полученных по «Hot-box» и «СоЫ-Ьох-атт»-процессу.

4.1.3. Моделирование процесса удельного суммарного газовыделения фенола и формальдегида при термодеструкции стержней, полученных по «Hot-box» и «СоМ-Ьох-ашт»-процессу, в зависимости от изменения температуры во времени.

4.2. Расчет удельных газовыделений при заливке формы металлом, охлаждении и выбивке отливок.

Глава 5. Исследование системы «металл».

5.1. Углеродный эквивалент (Се).

5.2. Влияние углеродного эквивалента (Се) на склонность чугунов к образованию газовой пористости.

5.3. Оценка влияния скорости охлаждения отливок из чугуна.

5.4. Влияние системы «стержень» на систему «металл».

5.4.1. Азот.

5.4.2. Водород.

5.5. Влияние системы «форма» на систему «металл».

Общие выводы.140

Список литературы.143

Приложения.153

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В практике заготовительного производства литье является единственным способом получения деталей сложной конфигурации и дает возможность производить детали высокого класса точности, с рабочей поверхностью без больших припусков на механическую обработку. Одним из самых распространенных конструкционных литейных сплавов является чугун. Качество будущей отливки зависит от взаимодействия систем «форма», «стержень» и «металл», каждая из которых вносит свой вклад в образование газовой пористости. Доля отливок из чугуна в общем объеме производства составляет 74%, в том числе отливок из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита - около 12%, из легированных чугунов -около 2,7%) (система «металл»). Более 80%) отливок изготавливается в песчано-глинистых формах (система «форма») с использованием стержней на основе органических связующих (система «стержень»). Химизация стержневого передела в литейном производстве выдвигает особые требования по качеству отливок и экологии, особенно при переходе от традиционных процессов горячего отверждения стержней к так называемым «холодным» процессам, в частности к «Cold-box-amin-процессу». Это касается, прежде всего, возможности образования газовых дефектов в отливках, а также экологической безопасности. Поэтому исследование технологических и экологических последствий применения «СоШ-Ьох-атт-процесса» наряду с влиянием структуры чугуна на его склонность к образованию газовых дефектов приобретает особую актуальность.

Цель работы. Определение температурно-временного влияния на процессы газовыделения из формовочных материалов, а также определение объективных критериев склонности чугуна к образованию газовой пористости.

Методика исследования. Экспериментальные исследования процесса газовыделения из стержней и формовочной смеси проводили на разработанной установке с использованием ионометрического метода.

Научная новизна. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, позволивший выявить механизм кинетики газовыделений из стержней, получаемых по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу», а также из единой формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения, на стадиях заливки и охлаждения отливок. Показано, что на процесс газовыделения основное влияние оказывают 3 фактора: технология изготовления стержня, температура и скорость ее изменения в процессе нагрева и охлаждения стержней (где технологический параметр, характеризующий отношение фактической (текущей) температуры к длительности пребывания образца в зоне нагрева (реакционной зоне)).

Выявлена связь между интенсивностью газовыделения и скоростью изменения температуры смеси, показано наличие инкубационного периода развития реакции газовыделения, который в зависимости от температуры нагрева может изменяться от 1,90<^/<3,75.

Впервые установлено, что в интервале скоростей изменения температуры смеси 1,90<^/<3,75, °С/с наблюдается максимальное удельное газовыделение (УГВ).

Определены УГВ оксидов углерода, оксидов азота, фенола, формальдегида, бензола для стержней горячего («Hot-Ьох-процесс») и холодного («СоШ-Ьох-агшп-процесс») отверждения. Выявлены особенности протекания процесса газовыделения из стержней, полученных по горячим и холодным ящикам. Получены количественные зависимости, характеризующие особенности протекания процесса газовыделения из стержней, полученных по горячим и холодным ящикам.

На базе электрохимических датчиков разработана и реализована методика оценки газовыделений из стержней с использованием органических связующих.

Сформулирован единый критериальный подход оценки условной токсичности по бензоловому эквиваленту.

Выявлено влияние углеродного эквивалента чугуна (Се) на его склонность к образованию газовых дефектов. Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму.

Практическая значимость. Предложена методика мониторинга газовыделения на основе использования электрохимических датчиков. Разработаны статистические модели, позволяющие получать исходные данные по УГВ оксидов углерода, оксидов азота, фенола, формальдегида, бензола, для расчета вентиляционных систем литейного цеха на этапах его проектирования и модернизации старых литейных цехов, а также внедрения новых технологий. Проведена оценка вероятности получения отливок без газовой пористости с использованием стержней, полученных но «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу». Предложены технологические меры, позволяющие снизить вероятность возникновения газовых дефектов в отливках.

Результаты работы внедрены на заводе ОАО «Сантехлит», что позволило сократить потери рабочего времени по причине острых респираторных заболеваний работников литейного цеха. Экономический эффект от проведенных мероприятий составил 2,3 млн. руб/год.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 25 статьях и 2 монографиях.

Апробация. Результаты исследований доложены на 3-й и 4-й Всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве», международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства», V, VI и VII съездах литейщиков России.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и списка литературы из 113 наименований. Она изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 44 иллюстрации и 27 таблиц.

Общие выводы

1. Определено температурно-временное влияние на процессы газовыделения из формовочных материалов и газовую пористость отливок из чугуна.

2. Разработана методика определения и мониторинга удельного газовыделения (УГВ) оксидов углерода СОх, оксидов азота NOx, фенола, формальдегида, бензола из стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу», в зависимости от изменения температуры во времени. Методика основана на ионометрическом методе, безынерционность которого позволяет измерять изменение ионной проводимости в широком диапазоне повышенных температур, в том числе характерных для условий заливки и охлаждения литейных форм, позволяет исследовать высокотемпературную кинетику всего процесса газовыделения, раздельно исследовать особенности выделения компонентов газовой смеси из разных элементов формы

3. Исследована термокинетика газовыделения из стержней, полученных по «Hot-box» и «Cold-box-amin-процессу», в условиях, приближенных к реальному производству отливок. Установлено, что

- среднее УГВ оксидов углерода из стержней, полученных по «Cold-Ьох-атт-процессу» выше на 33%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу».

- среднее УГВ оксидов азота из стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» выше на 62%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу».

- среднее УГВ фенола из стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» выше на 14%, чем из стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу».

Показано, что степень уплотнения формовочной смеси оказывает заметное влияние на УГВ оксидов углерода: увеличение плотности формовочной смеси с 0,75 г/см до 1,1 г/см вызывает незначительное увеличение УГВ оксида углерода; увеличение плотности до 1,5 г/см3 и выше вызывает резкое увеличение УГВ, но сам процесс газовыделения становится более быстротечным.

4. Выявлены особенности процесса газовыделения бензола из исследуемых стержней. Установлено, что условная токсичность на основе бензолового эквивалента у стержней, полученных по «Hot-Ьох-процессу» выше, чем у стержней, полученных по «Cold-box-amin-процессу» на 40%. Разработан единый критериальный подход оценки условной токсичности на основе бензолового эквивалента, который используется в странах ЕС для оценки экологичности технологического процесса.

5. Разработаны статистические модели процессов УГВ при термодеструкции связующих компонентов, позволяющие осуществлять выбор наиболее рациональных методов защиты от вредных выделений на участках заливки и охлаждения форм.

6. Установлено, что наиболее опасными с экологической точки зрения являются первые 20-25 минут охлаждения отливки в форме. Для ликвидации выделяющихся вредных веществ рекомендуется применять технологические и технические меры. Выявлены особенности УГВ из образцов, взятых с разных частей стержня, связанные с технологией получения стержня

7. Установлено, что углеродный эквивалент чугуна (Се) является критерием, позволяющим определять склонность сплава к образованию газовой пористости на этапе проектирования технологии получения отливки. Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ сводится к минимуму. При Се < 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ резко возрастает.

8. Следующие результаты работы: удельные газовыделения оксидов углерода СОх, оксидов азота NOx, фенола, формальдегида, бензола из стержней горячего и холодного отверждения, а также оксидов углерода СОх из формовочной смеси в зависимости от степени ее уплотнения, формулировка единого критериального подхода оценки газовыделений по бензолу, временные интервалы интенсивного газовыделения, а также разработанные статистические модели были использованы на ОАО «Сантехлит», что позволило снизить капитальные затраты на 15%, сократить брак отливок по газовой пористости на 15-20%, сократить потери трудового времени за счет сокращения временной нетрудоспособности на 30-40%, а также за счет повышения выхода годного снизить себестоимость в среднем на 3-5%. Экономический эффект от разработки составил 2,3 млн. руб/год.

Установлено, что углеродный эквивалент чугуна (Се) является критерием, позволяющим определять склонность сплава к образованию газовой пористости на этапе проектирования технологии получения отливки. Установлено, что при Се > 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ и ВЧ сводится к минимуму. При СЕ < 4,0 риск возникновения газовых дефектов в отливки из СЧ резко возрастает.

1. Бабич Е. П., Постыка В. В., Сабуров В. П. Образование ситовидной пористости в стальных отливках. Литейное производство, 1962, N2 5, с. 3033.

2. Беляков В.К. и др. Высокомолекулярные соединения, 1973, А15, М 7, с. 1483.

3. Берг П.П. Качество литейной формы. М., «Машиностроение», 1971.

4. Болдин А.Н. Экологический аудит: Учеб. пособие для вузов. М.: МГИУ, 2002. 112 с.

5. Болдин А.Н., Поддубный А.Н. Основы экологической экспертизы: Учеб. пособие для вузов. Брянск: Изд-во БГТУ, 2001. 135 с.

6. Болдин А.Н., Яковлев А.И., Соляков Д.А. Газовыделение из смесей горячего и холодного отверждения. М.: Компания "Спутник+", 2001. 89 с.

7. Болдин А.Н., Яковлев А.И., Соляков Д.А. Расчет мощности вентиляционных систем литейных цехов // Литейщик России. 2002. № 4. С. 35-37.

8. Борсук П.А. Экологически чистые ХТС с улучшенной выбиваемостью // Литейное проиводство. 1993. № 2. С. 43.

9. Бречко А.А., Великанов Г.Ф. Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами. Л.: Машиностроение, 1982. 216 с.

10. Валисовский И.В. Исследование некоторых поверхностных явлений на границе раздела жидкий металл литейная форма. «Труды ЦНИИТМАШа», 1960, № 6.

11. Васин Ю.П. Добавки гематита в песчано-смоляные смеси / Сб. науч. тр. «Прогрессивные технологические процессы в литейном производстве», Омск, 1989, с. 41-44.

12. Вейник А.И. Теория затвердевания отливок. Машгиз, 1960.

13. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.

14. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1975. 512 с.143

15. Галкин Г.П. Формовочные материалы и смеси для прогрессивных технологических процессов изготовления форм и стержней // Литейщик России. 2002. № 4. С. 37-40.

16. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. Л.: Машиностроение, 1966. 562 с.

17. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1988. 448 с.

18. Головачев А.И. Влияние состава формовочных смесей на образование ситовидной пористости // Сб. науч. тр. «Прогрессивные методы изготовления литейных форм». Челябинск. - 1973. - с. 62-63.

19. Гуляев Б.Б., Корнюшкин О.А., Кузин А.В. Формовочные процессы. Л.: Машиностроение, 1987. 264 с.

20. Демина Л.А., Краснова Н.Б., Юрищева Б.С., Чупахин М.С. Ионометрия в неорганическом анализе. М.: Химия, 1991.- 191 с.

21. Д. Скуг, Д.Уэст. Основы аналитической химии. М.: Мир, 1979.- T.I-480 с, Т. 2- 438 с.

22. Ершов Г.С. и др. Влияние газов на свойства жидких и твердых металлов//Литейное производство.-1981.- №3.- с. 4-5.

23. Жуковский С.С. Прочность литейной формы. М.: Машиностроение, 1989. 287 с.

24. Жуковский С.С. Холоднотвердеющие смеси в современных технологиях изготовления стержней и форм // Литейщик России. 2002. №3. С. 10-16.

25. Жуковский С.С. Экологическая оценка литейных технологий // Литейщик России. 2003. № 5. С. 39-42.

26. Жуковский С.С., Лясс A.M. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М.: Машиностроение, 1978. 224 с.

27. Зинъковский А. М. Техника безопасности и производственная санитария. М., Металлургия, 1973. 255 с.

28. Иванов Д.П., Кузовков В.К., Медведев Я.И. Газотворность стержневых. и формовочных смесей. Литейное производство, 1968, М 23, с. 14-17.

29. Иванов С. Cold-box-amin-процесс сегодняшний уровень применения и новые разработки (фирма Huttenes-Albertus, Германия). Информ. бюл. ИТЦМ «Металлург», 1997, апрель-май, №46,47.

30. Изготовление форм и стержней из холоднотвердеющих смесей// Foundry (США), 1971, 99, № 2, с. 104, 106, 108.

31. Исаев Г.А. Экологические проблемы применения современных смесей для изготовления форм и стержней // Литейщик России. 2002. № 4. С. 24-26.

32. Исаев Г.А., Милов С.В. Изготовление стержней в холодных ящиках // Литейное производство. 1997. № 4. С. 11.

33. Калашникова А .Я., Кузьмин Н.Н. и др. Совершенствование песчано-глинистых формовочных смесей // Технология и оборудование литейного производства. М.: НИИМАШ, 1983. С. 1-12.

34. Каленов В.П., Гармак Н.Н. Причины образования газовых ракрвин в отливках головок блока цилиндров. «Литейное производство», 1968, № 10.

35. Козлов Л.Я., Исаханян Н.Т., Куманин И. В. Об образовании газов в формовочных и стержневых смесях. «Литейное производство», 1965, №6.

36. Колпаков А.А., Покалякина Л.Ф. и др. Изготовление стержней на ОАО «ГАЗ» // Литейное производство. 1997. № 1. С. 10.

37. Контроль газовых сред в процессе производства стали (передовой опыт ММК) / B.C. Рыбаков, В.В. Аверин, В.А. Попов, М.А. Штремт. М.: Металлургия, 1988. 85 с.

38. Кокунов А.Т. и др. Образование ситовидной пористости в стальных отливках при использовании азотсодержащей песчано-смоляной смеси// Литейное производство. 1980. - № 2.- с. 18-19.

39. Колотило Д.М. Исследование термодеструкции полимерных материалов. В сб. «Теория и практика процессов литья». Киев, АН УССР, ИПЛ, 1967.

40. Колотило Д. М. Газотворность и коксообразование органических145компонентов в форме. Литейное производство, 1976, М2 3, с. 28-31.

41. Коршак В.В., Хомутов В.А., Дорошенко Ю.Е. Высокомолекулярные соединения, 1976, А18, М 3, с. 523.

42. Корыта И., Штулик К. Ионоселективные электроды. М.: Мир, 1989.- 272 с.

43. Кузьмин Н.Н., Кирюхина Н., Болдин А.Н. и др. Формовочные песчано-глинистые смеси.: Брянск: Изд-во БГТУ, 2002. 183 с.

44. Куманин И. Б., Козлов JI. Я., Самсонов В. И. Условия проникновения газов из форм в металл и образование газовых раковин в отливках. В кн.: Газы в литом металле. М., Наука, 1964, с. 188-193.

45. Куманин И.В., Козлов Л.Я., Самсонов В.И. Взаимосвязь параметров газовыделения смесей. «Литейное производство», 1968, № 6.

46. Леви Л.И. Азот в чугуне для отливок. М.: Машиностроение, 1964. 228 с.

47. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989.- 448 с.

48. Материалы компании "Элкем АС", Норвегия

49. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов и др. М.: Машиностроение. Стали. Чугуны. Т. II-2 / Г.Г. Мухин, А.И. Беляков, Н.Н. Александров и др.; Под общ. Ред. О.А. Банных и Н.Н. Александрова. 2001. 784 с.

50. Медведев Я. И., Валисовский И. В. Технологические испытания формовочных материалов. М., Машиностроение, 1973. 308 с.

51. Медведев Я. И. Газы в литейной форме. М., Машиностроение, 1965. 239 с.

52. Медведев Я. И., Погосбекян Ю. М. Расчет загазованности заливочных отделений. Литейное производство, 1975, М2 12, с. 28-29.

53. Медведев Я. И., Погосбекян Ю. М. Определение скорости газовыделения из литейных форм. Известия вузов. Черная металлургия, 1977, М2 5, С. 152-156.

54. Методические рекомендации по снижению загазованности в литейном производстве / Всесоюзный научно-исследователь-ский институт охраны труда ВЦСПС. Свердловск, 1985. 64 с.

55. Мильман Б. С., Попова Ю. Ю. Газосодержание чугуна при обработке сфероидизирующими и десфероидизирующими графит присадками. -В кн.: Газы в литом металле. М., Наука, 1964, с. 88-95.

56. Моделирование. Курс лекций. М.: МИСиС, 2001.

57. Муравьев В.А. Охрана труда и окружающей среды. Безопасность жизнедеятельности. М.: МИСиС, 1995.

58. Оболенцев Ф. Д. Образование газовых раковин при изготовлении отливок в газотворных и негазотворных формах. В кн.: Газы в литом металле. / Под ред. Б. Б. Гуляева. М., Наука, 1964, с. 210-217.

59. Охрана труда и окружающей среды: Учеб. пособие для практических занятий. М.: МИСиС, 1985.

60. Павлова С.-С.А., Журавлева И.В., Толчинский Ю.И. Термический анализ органических и высокомолекулярных соединений (Методы аналитической химии) М.:Химия, 1983.-120 с.

61. Пикман Р.Г. и др. Предотвращение газовых дефектов в отливках// Литейное производство.- 1979.- № 7.- с. 23-25.

62. Поверхностные дефекты в чугунных отливках // Fonderie. Fondeur aujourd'hui (Франция), 1986, № 53, с. 27-29.

63. Поддубный А.Н., Романов Л.М. Износостойкие отливки из белых чугунов для металлургии и машиностроения. Брянск: Придесенье, 1999. 120 с.

64. Пономарев И.Н., Синюхин А.В., Жуковский С.С. Современные процессы изготовления стержней. Перспективы для литейного производства России // Литейное производство. 1997. № 4. С. 8-10.

65. Попов А. Изготовление стержней и форм по процессам Cold-box и Beta-set // Литейное производство. 1994. № 2. С. 22-25.

66. Попов А.Д. Поверхностные и подкорковые газовые раковины в стальных отливках // Литейное производство.- 1975.- № 7.- с. 24-26.

67. Проникновение металла в стержни, азотно-водородная пористость и «смоляной дефект» поверхности отливок // Foundry Practice (Англия), 1968, № 166, с. 2-3, № 167, с. 2-4, № 168, с. 2-4.

68. Просяник Г.В., Бобряков Г.И., Соколова В.А. и др. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке. М.: Машиностроение, 1970. 216 с.

69. Рыжиков А.А., Спасский А.Ф. Газовый режим литейной формы. «Литейное производство», 1961, № 4.

70. Рыжиков А. А. Теоретические основы литейного производства. М., Машгиз, 1962. 527 с.

71. Сафронов В.А., Тепляков С.Д. и др. Развитие технологических процессов изготовления форм и стержней из ХТС // Литейное производство. 1988. № 9. С. 18-19.

72. Сборник научно-технических материалов по охране окружающей среды. М.: ЦНТИ «Поиск», 1998.

73. Сварика В.А. Формовочные материалы и смеси: Справ. Киев: Техшка, 1983. 144 с.

74. Снижение дефектов отливок за счет правильной вентиляции форм и стержней//Modern Casting. (США), 1995, 85, №10, с. 47.

75. Соляков Д.А., Болдин А.Н., Яковлев А.И. Процессы газовыделения из стержней горячего и холодного отверждения. М.: Машиностроение-1,2004.-200 е.: ил.

76. Соляков Д.А. Газовыделение оксида углерода из формовочных смесей на этапе заливки литейных форм расплавом // Литейное производство сегодня и завтра: Материалы 4-й Всероссийской науч.-практ. конф. СПб.: Изд-во СПб ГПУ, 2003. С. 80-82.

77. Сосненко М.Н. Приготовление формовочных и стержневых смесей. М.: Высшая школа, 1972. 256 с.

78. Справочник по чугунному литью. / Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича. 3-е изд. перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1978. 758 с.

79. Справочник химика. 2-е изд. Т. 1. Л.: ГХИ, 1962. 1071 с.

80. Справочник химика. 2-е изд. Т. 2. Л.: ГХИ, 1963. 1167 с.

81. Справочник химика. 2-е изд. Дополнительный том. Л.: ГХИ, 1968. 507с.

82. Степанов О.А., Семенов В.И. Формовочные материалы. М.: Машиностроение, 1969. 156 с.

83. Тен Э.Б. и др. Влияние водорода на дефектность чугунных отливок // Литейное производство.- 1992.- № 1. с. 27.

84. Тепляков С.Д. Анализ процессов изготовления стержней и форм из химически твердеющих смесей // Литейщик России. 2002. № 4. С. 1019.

85. Технология литейного производства: формовочные и стержневые смеси / Под ред. С.С. Жуковского, А.Н. Болдина, А.И. Яковлева, А.Н. Поддубного, В.Л. Крохотина: Учеб. пособие для вузов. Брянск: Изд-во БГТУ, 2002. 470 с.

86. Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства: Учебник для машиностроительных техникумов. 2-е изд. Перераб.-М.: Машиностроение, 1978, 432 с.

87. Физико-химические методы исследования металлургических процессов: Учеб. для вузов / П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев, М.Г. Крашенинников, Л.А. Пронин, Е.С. Филипов. М.: Металлургия, 1988. 511 с.

88. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник / С.С. Жуковский, Г.А. Анисович, Н.И. Давыдов и др.; Под общ. ред. С.С. Жуковского. М.: Машиностроение, 1993. 432 с.

89. Харьков М.И. Ситовидная пористость в стальных отливках при использовании стержней из ХТС // Электротехническая149промышленность. Технология электротехнического производства. -1983. № 35 с. 5-6.

90. Хомицкий А.А. Об оценке пористости отливок // Литейное производство.- 1983.- №2.-с.16-17.

91. Шаповалов В.И. и др. Растворимость водорода в чугунах // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1983, № 8, с. 68-72.

92. Чеботарь Л.К. и др. Причины образования ситовидной пористости в отливках из серого чугуна // Литейное производство. — 1990. № 3. - с. 12-13.

93. Чеботарь Л.К. и др. Газовая пористость в отливках из серого чугуна. В сб. «Новые конструкционные материалы и эффективные методы их получения и обработки». Киев, 1988, с. 105-108.

94. Экология литейного производства / Под ред. А.Н. Болдина, С.С. Жуковского, А.Н. Поддубного и др.: Учеб. пособие для вузов. Брянск: Изд-во БГТУ, 2001. 315 с.

95. Юнович Ю.М., Жуковский С.С. и др. Холоднотвердеющие смеси со связующими кислотно-основного типа // Литейное производство. 1979. № 1. С. 12-14.

96. Bauer W. Влияние химического состава чугуна и параметров формовочной смеси на образование газовых раковин в отливках //Giesserei-Praxis (Зап. Берлин), 1984, №12, с. 198-205.

97. Berndt Н. Значение добавки оксида железа в формовочные смеси // Giesserei (ФРГ), 1972, 59, № 3, с. 61-71.

98. Carter S.F. и др. Газовая ситовидная пористость в чугунных отливках / Transact. Amer.Foundrymen's Soc. Proc. 83rd Annu. Meet., Apr. 30-May 4, 1979. Vol. 87 / (США). Des Plaines, 111., 980, c. 245-268.

99. Caspers. Развитие технологии изготовления форм и стержней из холоднотвердеющих фурановых смесей //Giesserei (ФРГ), 1971, 58, №21, с. 652-658.

100. Greenhill J.M. и др. Причины образования ситовидной пористости в чугунных отливках // Foundry Trade Journal (Англия), 1981, 151, № 3217, с. Ill, 113-114, 117-118, 121-122.

101. Greenhill J.M. Некоторые проблемы технологического контроля при производстве отливок из СЧ // Foundry Trade Journal (Англия), 1979, 147, № 3173, с. 737-738, 741-742, 745, 749, 752, 755-756, 759, 762-763, 766, 770-771.

102. Hecht М. Образование дефектов в отливках из серого чугуна // Fonderie: Fondeur aujourd'hui (Франция), 1990, № 98, с. 23-24.

103. Heine H.J. Предупреждение образования газовой пористости // Foundry Management and Technologi (США), 1992, 120, № 2, с. 72-76.

104. Hernandez В. и др. Образование ситовидной газовой пористости в отливках из серого чугуна //Transaction Amer. Foundrymen's Soc. Proc. 83rd Annu. Meet., Apr. 30-May 4, 1979, Vol. 87 (США). Des Plaines, 111., 1980, c. 335-348.

105. Murray W. G., Pinholes defects in magnesium treated iron castings. Bryt. Foundryman, 1962, vol. 55, N2 3, p. 17-18.

106. Mliller J. и др. Влияние условий затвердевания на образование поверхностных дефектов отливок // Giessereiforschung (ФРГ), 1981, 33, №3, с. 83-92.

107. Naro R.L. и др. Исследование образования газовых дефектов вотливках при использовании различных стержневых связующих //th

108. Transaction Amer. Foundrymen's Soc. Proc. 87 Annu. Meet., Apr. 10-15, 1983, Vol. 91. (США), Des Plaines, 111., 1983, c. 365-376.

109. Robinson M. Азот в высокопрочном чугуне // Giesserei-Praxis (Зап. Берлин), 1980, № 10, с. 144-150.

110. Ryntz E.F. Образование газовых раковин в отливках из высокопрочного чугуна //Transaction Amer. Foundrymen's Soc. Proc. 87th Annu. Meet., Apr. 10-15, 1983, Vol. 91 (США). Des Plaines, 111., 1983, c. 161-164.

111. Thury W. и др. Дефекты отливок при использовании стержней по Колд-бокс-процессу //Giesserei-Praxis (Зап. Берлин), 1978, № 22, с. 359-364.

112. Wallace J.F. Исследование газовой пористости в чугунных отливках //Modem Casting (США), 1981, 74, № 12, с. 57.

113. Zhang В. и др. Газовыделения из песчано-смоляных смесей, получаемых с применением различных процессов отверждения //Metal. Sci. and Technol. (Европ. сообщество), 2002, № 2, с. 27-32.