Степень разупрочнения стержней системы Колд-бокс-амин, а также спо­собность этих стержней к восстановлению прочности при окраске и/или воз­действию повышенной влажности также в основном определяется наличием остаточного растворителя в покровных зонах. Стержни, лишённые защитного слоя растворителя в покровной зоне, в результате снижения адгезии связующе­го к кварцевому песку в результате вредного воздействия влаги сильно и окон­чательно теряют свою прочность.

Принимая во внимание рассмотренные выше условия формирования прочности стержней системы Колд-бокс-амин, разработаны следующие реко­мендации по применению рассматриваемой технологии:

4. Конструктивные особенности оборудования:

4.1. Конструкция смесеприготовительного оборудования должна обеспечивать быстрое и без существенных потерь испарителя приготовление смеси. Смесители должны оснащаться крышками; рекомендуемый принцип смешивания вихревой или вибрационный.

4.2. Для избежания потерь растворителя связующего вследствие многократного прохождения воздуха сквозь слой стержневой смеси в пескодувном резервуаре при машинном изготовлении стержней, необходимо использование систем контроля количества смеси в пескодувном резервуаре с целью поддержания минимально необходимого для разового надува количества смеси.

4.3. Схема производственного технологического комплекса изготовления стержней методом Колд-бокс-амин должна исключить длительное хранение го­товой стержневой смеси по причинам недопущения чрезмерного испарения растворителя. Наиболее технологичными из существующих на сегодняшний день образцов производственного оборудования могут считаться стержневые комплексы фирмы «Laempe» (Германия), обеспечивающих компактное изготов­ление стержневой смеси и стержней (быстрое смесеприготовление в заданном объеме под очередной надув).

5. Технологические особенности процесса:

5.1. Кварцевый песок, применяемый для изготовления стержней, должен быть обогащенным (лишённым вредных примесей, снижающих живучесть сме­си).

5.2. Необходим жесткий контроль за влажностью песка и сжатого возду­ха, применяемого для продувки стержней. Песок должен быть высушен до со­держания остаточной влаги не более 0,1 %. Применяемый сжатый воздух дол­жен быть тщательно осушен.

5.3. Наиболее оптимальным температурным режимом литейного стерж­невого участка и исходных стержневых материалов является диапазон 15-25°С. При эксплуатации процесса в условиях пониженных температур для увеличе­ния конечной прочности стержней желательно производить подсушку стержней. При эксплуатации процесса в условиях повышенных температур для ней­трализации увеличенного испарения растворителя рекомендуется использование так называемых «летних» связующих материалов с несколько повышенным содержанием растворителя.

5.4. Рекомендуемые режимы продувки (катализатор ТЭА, в зависимости от массы стержня): температура газации и продувки воздухом: 100-150°С; дав­ление газации: 0,5-1,5 МПа; давление продувки воздухом: 2 - 5 МПа.

Время газации и продувки воздухом, расход катализатора устанавлива­ются в зависимости от геометрии и массы стержня.

5.5. Стержни, изготовленные по способу Колд-бокс-амин подвержены вредному воздействию влаги. Хранение таких стержней при повышенной влажности недопустимо. Окраску стержней необходимо производить сразу по­сле изготовления стержней с последующей подсушкой стержней. При окраши­вании стержней необходимо стремиться снизить количество воды, попадающей на стержень.

Модернизации стержневых машин для изготовления стержней по процессу «Cold-box-аmin»

1. Общеизвестны преимущества процесса «по холодным ящикам» пе­ред горячим процессом, связанные, в первую очередь, с возможностью по­лучения более точных и сложных по конфигурации стержней, что обеспечи­вается отсутствием коробления оснастки (стержневых ящиков) и стержней в процессе изготовления, а также более высокой прочностью полностью от­вердевшего стержня на момент извлечения его из ящика.

2. Однако, в России для изготовления автомобильных, тракторных и других отливок массового производства на абсолютном большинстве заво­дов используют технологический процесс изготовления стержней «по горя­чим ящикам». Заводы оснащены автоматическими машинами для произ­водства стержней по горячим ящикам, для этого процесса создана вся необходимая инфраструктура. Отсутствие средств не позволяет предприя­тиям провести массовую замену стержневых машин на новое оборудова­ние, работающее «по холодным ящикам».

3. Для перевода на «холодные ящики» действующую стержневую машину, работающую «по горячим ящикам», необходимо ее дополнить устройством ввода-вывода продувочной плиты, к которой подводится газ-отвердитель, а также установкой для приготовления и дозирования газа-отвердителя. Кроме того, необходимо установить нейтрализатор отработавшего газа-отвердителя.

4. От переделанной машины смесь отработавшего газа-отвердителя с воздухом, обычно, отсасывают непосредственно от стержневых ящиков, которые заключаются в специальный кожух («саркофаг»). Отсос ведётся от нижней части ящика с нижней и боковых сторон, а от верхней части ящика только с боковых сторон. Стержневая машина остается открытой и доступ­ной для обслуживания. При этом методе стержневые ящики должны быть из двух частей, а отъемные вставки должны быть небольшими, приводимы­ми в действие клиньями.

5. С целью перевода на «холодные ящики» имеющихся в литейных цехах стержневых машин, работающих по горячему процессу, АО «Литаформ» разработало принципы такой модернизации. Одновременно с этим разра­ботана техническая документация и ведётся изготовление вспомогатель­ного оборудования.

6. В состав вспомогательного оборудования входят:

6.1. Газовая станция, обеспечивающая подготовку газа-отвердителя и дозирование его для каждого цикла изготовления стержней (каждого съёма стержней). Современная газовая станция состоит из:

1) блока подогрева воздуха до начальной температуры продувки около 120°С;

2) блока подготовки газа-отвердителя для продувки стержневой смеси, заполнившей ящик;

3) системы управления и контроля процессом продувки.

6.2. Станция раздачи газа-отвердителя (обычно, в сжиженном виде) по газовым станциям, установленным возле стержневых машин, состоит из:

1) двух пожаробезопасных камер (контейнеров), в каждой из которых распо­ложена одна 200-литровая бочка с жидким газом-отвердителем, что позво­ляет заменять опустошенные бочки на полные без остановки производства;

2) насосного блока, желательно по одному на каждую камеру;

3) трубопроводов раздачи сжиженного газа-отвердителя по газовым стан­циям, установленным возле стержневых машин.

6.3. Нейтрализатор отсасываемого от стержневых машин газа-отверди­теля в смеси с воздухом. В комплект нейтрализатора входит собственно нейтрализатор, каплеуловитель, вентиляторы, просасывающие воздух сквозь нейтрализатор, и емкость для нейтрализации отработавших растворов.

7. В странах Европы и в США существуют специализированные фирмы, которые производят и поставляют вышеперечисленное оборудование для стержневых машин, изготавливающих стержни «по холодным ящикам». Это оборудование покупают как фирмы-производители стержневых машин, так и предприятия, модернизирующие свои машины, работающие «по горячим ящикам». В США подобная комплектация стержневых машин вспомога­тельным оборудованием является повсеместной практикой, а в Европе ряд фирм-изготовителей стержневых машин производит для них и вспомога­тельное оборудование за исключением нейтрализаторов.