Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 60

Каолиновые глины сохраняют свои связующие свойства до 450-550°С, монтмориллонитовые — до 545-720°С.

В органических связующих и специальных добавках при нагреве протекают процессы деструкции и газификации (рис.3.2). В диапазоне 100-400°С происходит образование новых углерод­ных связей. Дальнейшее повышение температуры сопровождается карбонизацией полимеров и образованием трудноокисляемого коксоподобного остатка, составляющего при 600°С 30-60% массы исходного связующего.

Схема деструкции неорганических компонентов смеси мо­жет быть представлена следующим образом:

Алюмофосфатные и алюмохромфосфатные связующие со­храняют длительную прочность при нагреве до температуры 1300°С. Жидкое стекло при высокотемпературном воздействии образует на поверхности песчинок прочную пленку твердого геля кремниевой кислоты, которая делает невозможным повторное ис­пользование такой формовочной или стержневой смеси.

Толщина слоя смеси, в которой могут происходить необра­тимые процессы, зависит от температуры заливаемого металла, теплофизических свойств материала формы, толщины стенки от­ливки, выдержки ее в форме до выбивки.

3.4. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИИ

Литейное производство характеризуется наличием токсичных воздушных масс, сточных вод -и твердых отходов. Количество ток­сичных веществ в выбросах значительно увеличилось с введением технологических процессов получения форм и стержней на основе синтетических смол. В состав газовыделений, образующихся при изготовлении форм и стержней при заливке их металлом, входят такие высокотоксичные вещества, как фенол, формальдегид, непре­рывные и ароматические углеводороды, полициклические соедине­ния. В связи с широким применением в литейном производстве хи­мических материалов чрезвычайно актуальной является задача отчистки отходящих газов. По газоотчистке от продуктов термодек- струкции песчано-смоляных смесей отсутствуют обоснованные ре­комендации. Такое положение объясняется многообразием связую­щих ингредиентов, технологий изготовления стержней, сложностью состава отходящих газов. Одним из методов снижения загазованно­сти литейных цехов — использование малотоксичных связующих. Так, применение мочевинофурановой смолы вместо фенолоформаль- дегидной позволяет значительно улучшить санитарно-гигиенические условия воздушной среды как на стержневом, так и на заливочном участках. Весьма эффективным способом улучшения экологической ситуации в литейных цехах, применяющих холоднотвердеющие смеси со смолами любых типов, является снижение расхода смоля­ных связующих, которое возможно за счет применения специаль­ных модификаторов, в частности силанов. Снижение газовыделения может быть достигнуто также введением в состав смесей специаль­ных добавок, химически воздействующих на составляющие выделе­ний. Примером могут служить добавки окислителей (азотнокислый натрий, перманганат калия, персульфат калия), которые разлагают­ся при нагреве с выделением кислорода. Последний окисляет пары фенола, снижая объем вредных выделений в 3-4 раза. Из сущест­вующих методов отчистки воздушных выбросов наиболее эффектив­ным можно считать метод глубокого каталитического окисления ор­ганических веществ. Для обезвреживания органических паров литейного производства предлагаются термическое сжигание, ката­литическое дожигание, адсорбция активированным углем, окисление азотом, окисление перманганатом калия, нейтрализация, ионообмен, биоочистка, охлаждаемая ловушка [9]. Перспективным направлени­ем является разработка и введение в состав смесей специальных до­бавок, химически нейтрализующих токсичные газовыделения.

3.5. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ