Огнеупорная суспензия для литьевого производства представляет собой смесь с огнеупорной основой и связующим – гидролизированным раствором этилсиликата, огеливателем. В основе суспензии используют кварцевый песок и пылевидный кварц в соотношении 1:3. Эти компоненты не растворяются в воде, поэтому для получения стойкой смеси важно тщательно их измельчить и равномерно, интенсивно смешать с жидкостью, распределив по всему ее объему. Чем качественнее выполнены эти процессы, тем устойчивее, однороднее будет смесь. В связи с этим становится актуальным получение суспензий на аппарате вихревого слоя (АВС) от компании GlobeCore.

Огнеупорная суспензия песка в литейном производстве

При производстве металлических изделий, деталей сложной формы, конфигурации, а также компонентов с тонкими стенками традиционные технологии вытачивания или штамповки неактуальны. В этом случае применяют литье по выплавляемым моделям. Для изготовления форм, в которых отливают детали, используется огнеупорная суспензия кварцевого песка. От качества этой смеси зависит, насколько хорошо получится отлить деталь, сколько времени будет потрачено на подготовку и изготовление, количество брака и другие показатели производственной линии.

Керамические формы делают, предварительно подготовив модели деталей, например, из воска. Далее их заливают в опоке или опускают в подготовленную смесь. Огнеупорная суспензия обволакивает модель и застывает на ней. Модель извлекают, получив готовую, пустотелую форму для литья. После дополнительной обработки в форме уже можно отливать деталь. Для этого в нее заливают расплавленный металл. Он заполняет форму, изготовленную из огнеупорной суспензии. Когда металл застывает, оболочку снимают, удаляют или разбивают – для этого используют разные методы, например, вибрационные установки.

Как производится огнеупорная суспензия кварцевого песка в этилсиликате

Технологический процесс по приготовлению суспензии начинается с подготовки гидролизованного раствора этилсиликата, представляющего собой связующее вещество. Гидролиз этилсиликата выполняют на специальных высокоскоростных смесителях до 2800 оборотов в минуту. При этом для растворения вещества в воде используют растворители типа спирта, ацетона и соляную кислоту, которая выступает катализатором – интенсифицирует процессы. Это связано с тем, что этилсиликат сам по себе в воде не растворяется.

Технология подготовки раствора в механическом смесителе подразумевает первоначальное перемешивание этилсиликата с ацетоном на протяжении 2-3 минут. Далее в раствор добавляют подкисленную воду и перемешивают еще на протяжении часа. После приготовления смесь выдерживают от 16 до 24 часов.

Непосредственно производство суспензий для литейного производства начинается из просеивания сухих компонентов и их перемешивания до состояния однородной массы. Далее смесь готовят на лопастном смесителе, залив в аппарат гидролизированный раствор. Жидкость перемешивают и постепенно, непрерывно подают в нее сухой огнеупорный наполнитель. На 1 литр раствора подается от 2,5 до 4,5 кг сухой смеси. В разных технологиях огеливатель добавляют перед засыпанием смеси или после ее добавления.

Получение суспензий на лопастном смесителе представляет собой механическое перемешивание ингредиентов. Суспензию вымешивают до того, пока не получим стойкую, однородную массу. На такой процесс уходят часы времени. Далее огнеупорная суспензия подается к месту формовки, заливается в стержневые ящики, опоку.

Недостатки традиционных технологий производства

Длительность процесса и его энергозатратность – не единственные недостатки подготовки суспензии на лопастном смесителе. Особенно важным этапом производства суспензии является ввод огеливателя. Его нужно подать с высокой точностью, постоянством и обеспечить тщательное, равномерное распределение добавки по всему объему смеси. За счет его небольшого количества добиться этого в классической технологии сложно. Поэтому традиционно производство суспензий требует высокой точности и достаточно больших затрат энергоресурсов, времени на смешивание ингредиентов.

Только в таком случае есть шанс на получение суспензий высокого качества. При неравномерном распределении огеливателя в объеме значительно снижается качество поверхности облицовочного слоя керамического изделия, ухудшаются его механические свойства, могут появиться трещины.

Кроме того, огнеупорная суспензия, полученная традиционным способом, может иметь плохую седиментационную устойчивость, расслаиваться. А время твердения смеси при этом увеличивается.

Оптимизировать производство суспензий и решить эти проблемы классических технологий можно за счет использования аппарата вихревого слоя от компании GlobeCore. Кроме того, аппарат вихревого слоя можно использовать и при подготовке гидролизованного раствора этилсиликата. В таком случае для интенсификации процессов необязательно использовать химический катализатор, так как АВС и без того обеспечит качественную подготовку вещества. Притом на технологический процесс будет потрачено в разы меньше времени.

Применение аппарата вихревого слоя в производстве огнеупорной суспензии

Производство суспензий на аппарате вихревого слоя представляет собой интенсивное смешивания сухих, нерастворимых в воде компонентов с гидролизованным раствором и огеливателем в среде электромагнитного поля. В рабочую камеру с ферромагнитными частицами подаются составляющие суспензии. Индуктор образует здесь электромагнитное поле, под воздействием которого иголки превращаются в мешалки и дробилки. Они быстро перемещаются по камере, вращаются, тем самым интенсифицируя процессы диспергирования и смешивания.

Огнеупорная суспензия, полученная на аппарате вихревого слоя, проходит обработку под воздействием процессов электролиза, высоких локальных давлений, акустических колебаний, электромагнитного поля. В результате компоненты эффективно перемешиваются по всему объему, дополнительно измельчаются, активируются. Получаем однородную смесь с высокой устойчивостью к расслоению, способностью к быстрому твердению и образованию форм без трещин, других дефектов.

Аппарат универсальный, поэтому может применяться на разных этапах технологического процесса. На нем можно подготавливать гидролизованный раствор этилсиликата, смешивать сухой кварцевый песок и пылевидный кварц, а также непосредственно подготавливать из этих продуктов огнеупорную суспензию с огеливателем.

Преимущества АВС в производстве огнеупорной суспензии кварцевого песка

Получение суспензий на аппарате вихревого слоя является одной из основных задач, решаемых при помощи этого оборудования за счет следующих преимуществ:

• Интенсификация процессов приготовления суспензии
  Производство суспензий ускоряется в сотни раз за счет интенсификации процессов во время приготовления смесей. По данным Д.Д. Логвиненко, время производства сокращается в 700 раз.
• Повышение качества продукции
  Качественное распределение огеливателя по объему массы позволяет снизить расход этилсиликата. При этом получается более качественная огнеупорная суспензия для создания прочных форм.
• Экономичность
  Снижается не только расход дорогостоящих ингредиентов, но и значительно уменьшаются затраты энергоресурсов, времени, за счет чего себестоимость продукции также уменьшается не в ущерб качеству.
• Простота использования
  Аппарат вихревого слоя можно использовать как на крупном предприятии, так и в компактном цеху за счет небольших размеров. Под него не нужен фундамент и его легко встроить в существующую производственную линию.

Таким образом, огнеупорная суспензия, полученная на аппарате вихревого слоя, дешевле, качественнее, а выход продукта возрастает по сравнению с традиционными методами приготовления смеси. Это решение подойдет для оптимизации производственных линий на предприятиях литьевой сферы.

Чтобы проконсультироваться и заказать аппарат вихревого слоя АВС-100 или АВС-150, обратитесь к менеджерам компании GlobeCore.