Исследование влияния гранулометрического состава отработанной кофейной гущи на формирование свойств жидкостекольных смесей

Введение 6
1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса 8
1.1 Изменение работы выбивки смеси в зависимости от температуры нагрева 15
1.2 Влияние неорганических добавок 27
1.3 Влияние органических добавок 38
1.4 Обзор применения отработанной кофейной гущи для решения различных производственных задач 40
2 Изучение деструкции отработанной кофейной гущи с использованием дифференциально-термического анализа 47
3 Формирование свойств песчано-жидкостекольных смесей в зависимости от гранулометрического состава технологической добавки 50
Выводы 57
Список использованных источников 58

Весь текст будет доступен после покупки

В современных реалиях конкурентоспособные машиностроительные и металлургические производства должны отвечать все более жестким требованиям потребителей металлопродукции, что практически невозможно без непрерывной модернизации технологических процессов и оборудования, внедрения новых эко- и энергоэффективных материалов, обеспечивающих получение высококачественных изделий. Работа направлена на решение одной из приоритетных задач литейного производства – снижение трудо- и энергозатрат при выбивке литейных форм и стержней из песчаных смесей на жидкостекольном связующем при получении литых изделий и снижение экологической опасности в литейных цехах. Одним из перспективных материалов для изготовления литейных форм и стержней, используемых при получении литых изделий, являются песчаные смеси на силикатном связующем, отличающиеся от широко используемых в настоящее время на производствах аналогов своей экологичностью, доступностью и низкой стоимостью. Однако их повсеместное применение сдерживается высокой прочностью после прогрева до высоких температур, что существенно усложняет операции выбивки и очистки при получении литых изделий, а значит увеличивает их стоимость, делая продукцию неконкурентоспособной. Это связано с особенностью жидкостекольного связующего восстанавливать прочностные свойства после прогрева до 793-795 ?. Задельные исследования по тематике заявляемого проекта позволили определить условия, необходимые для эффективного разупрочнения литейных форм и стержней из смесей на силикатном связующем, что отражено в ряде публикаций, индексируемых в ведущих зарубежных и отечественных журналах. Эффективным способом решения данной проблемы является введение в состав смесей технологических добавок, деструкция которых разупрочняет связующее и препятствует его восстановлению в дальнейшем, но применяемые в настоящее время добавки комплексно не удовлетворяют современным требованиям в экономическом, экологическом и технологическом аспектах, так как являются либо дорогостоящими, усложняющими технологический процесс, труднодуступными, либо существенно снижают экологическую безопасность в литейных цехах. В этой связи предлагается новая для литейного производства органическая добавка – отработанная кофейная гуща, комплексно отличающаяся от аналогов своей экономичностью за счет массовости и низкой себестоимости, экологичностью за счет природы своего происхождения и технологичностью за счет высокого содержания органической составляющей, термодеструкция которой приведет к снижению остаточной прочности песчано-жидкостекольных смесей.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса


Применение жидкостекольных смесей в литейных процессах часто сопровождается сложностями в выбивке стержней из отливок. В различных производственных условиях возникают уникальные проблемы: в некоторых случаях стержни из форм легко удаляются, в других случаях процесс их извлечения требует значительных усилий, что иногда ведет к трудностям при применении механизированных методов, таких как гидравлическая выбивка. Для решения этих задач, как внутри страны, так и на международном уровне, были инициированы обширные исследования, направленные на улучшение процессов выбивки.
В рамках этих исследований экспериментировали с множеством добавок, включая как органические, так и неорганические вещества. В России ученые оценивали влияние разнообразных материалов, таких как древесный уголь, каменный уголь, кокс, различные формы графита, битум, нефтяные масла, патоку и декстрин, а также другие материалы. Подобные испытания проводились и за пределами страны, где в список добавок входили сахар, нафталин, железная окалина и разнообразные патентованные композиции.
Большинство рекомендаций сводилось к введению в смесь небольших количеств органических добавок для улучшения процесса выбивки. В зависимости от условий и специфических требований, в некоторых случаях применение этих добавок оказывалось эффективным, а в других случаях не достигало ожидаемых результатов, подчеркивая необходимость дальнейшего исследования и адаптации подходов для каждого конкретного производственного процесса. Мнения специалистов о тех же добавках зачастую разделялись.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Берг, П. П. Формовочные материалы / П. П. Берг. – Москва : Машгиз, 1963. – 408 с.
2. Борсук, П. А. Жидкие самотвердеющие смеси. – Москва : Машиностроение, 1979. – 255 с.
3. Борсук, П. А. Жидкостекольные смеси с жидкими отвердителями / П. А. Борсук, В. Н. Игнатьев // Литейное производство. – 1982. – №8. – С. 18-19.
4. Винокуров, В. В. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей из отливок / В. В. Винокуров, В. А. Иоговский, Е. А. Мармонтов //Литейное производство. - 1966. - № 2. - С. 25-27.
5. Вишняков, Х. И. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей добавками доменного шлака / Х. И. Вишняков //Литейное производство. - 1976. - № 11. - С. 42.
6. Грузман, В. М. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей / В. М. Грузман //Литейное производство. - 1999. - №6. - С. 30-31.
7. Дорошенко, С. П. Наливная формовка / С. П. Дорошенко, К. И. Ващенко. – Киев : Вища школа, 1980. – 176 с.
8. Климкин, А. В. Смеси улучшенной выбиваемости / А. В. Климкин //Литейное производство. - 1990. - № 2. – С. 25.
9. Experiment and characterization of composite modified high modulus sodium silicate / H. Miao, X. Du, M. Zhang, Y. Sun, N. Cheng // Zhuzao Foundry. – 2020. – N4(69). – P. 349-354.
10. Лясс, А. М. Быстротвердеющие формовочные смеси [Текст] / А. М. Лясс, д-р техн. наук. - Москва : Машиностроение, 1965. - 332 с.
11. Лясс, А. М. Об улучшении выбиваемости смесей с жидким стеклом / А. М. Лясс, И. В. Валисовский // Литейное производство. – 1961. – №9. – С. 15-17.

Весь текст будет доступен после покупки