Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 157

прогрев стержней и форм происходит плавно и на всю глу­бину;

увеличивается скорость (в 10-12 раз) и сокращается время сушки (время сушки стержней на основе синтетических смол — 4-5 мин, а на основе жидкого стекла — 3 мин);

улучшается качество поверхности форм и стержней (не об­разуется корок);

увеличивается прочность форм и стержней; улучшаются санитарно-гигиенические условия в цехе. Недостатками высокочастотной сушки являются: значи­тельные затраты электроэнергии (120 кВт/ч на 1 т сухих стерж­ней); необходимость применения неметаллических (например, пластмассовых) сушильных плит, т.к. на металлических конден­сируется влага; невозможность использования связующих, окис­ляющихся при сушке; недостаточный нагрев стержней вокруг металлических каркасов.

Весьма перспективным с точки зрения производительности процесса и качества получаемых форм и стержней является но­вый процесс их сушки с помощью микроволнового нагрева.

Процесс микроволнового нагрева стержней состоит в том, что стержни подвергают электромагнитному излучению опреде­ленной частоты. Компоненты стержневой смеси поглощают это излучение и нагреваются. Однако поглощать микроволновое из­лучение способны лишь неметаллические материалы с полярной молекулярной структурой. Металлы же отражают это излучение, а такие неметаллические материалы, как кварцевый песок, стек­ло, керамика, пропускают его. Полярная молекула воды позволя­
ет применять этот метод удаления влаги из стержней. Метод от­личается более высокой производительностью, чем сушка горя­чими газами, поскольку нагрев в последнем случае осуществляет­ся за счет передачи тепла снаружи через смесь на основе кварцевого песка, имеющую низкую теплопроводность. При мик­роволновом методе сушки происходит генерирование тепла непо­средственно в молекулах воды сразу во всем объеме стержня.

Преимущества микроволновой сушки особенно ярко прояв­ляются при подсушке стержней после нанесения на них красок на водяной основе. Такая сушка не только ускоряет процесс уда­ления влаги, но и обеспечивает целостность слоя краски, так как температура нагрева не превышает 100 °С. К числу материалов, способных поглощать микроволновое излучение, относятся также вещества, содержащие связанную воду, — гидраты, силикаты.

Перспективным является использование микроволн в каче­стве ускорителя отверждения холоднотвердеющих смесей (ХТС). Одна из фирм США вводит в стержневую ХТС специальную до­бавку, поглощающую микроволновое излучение, при этом отвер­ждение стержня осуществляется непосредственно в стержневом ящике, который выполняется из гипса или керамики.

В микроволновых установках, применяемых в литейных цехах, используются магнетроны, генерирующие электромагнит­ное излучение с частотой порядка 2450 мГц (длина волны около 12,5 см). Генераторы устанавливаются сверху на свод рабочей камеры, в которую подаются стержни. Излучение, проникающее в камеру, многократно отражается от ее металлических стенок и пронизывает стержни во всех направлениях. Хорошие результаты по микроволновому отверждению получены в Японии при ис­пользовании смеси с термореактивной смолой, содержащей в ка­честве катализатора кислую соль — NH₄C1 или (NH₄)₂S0₄ в коли­честве 2-20% от массы смолы. После микроволновой обработки в течение 30 с прочность образцов на изгиб составила 75х10⁵ Н/м².

Этому методу присущи практически те же недостатки, что и сушке с помощью ТВЧ. Кроме того, генераторы микроволнового излучения весьма дороги, а также требуется для сушки стержней использовать специальные резонаторные камеры, что существен­но усложняет технологический процесс.