Способ сушки литейных форм и стержней
Сущность изобретения: в сушильную камеру циклически подаются горячий и холодный сушильные агенты, при этом время продувки холодным агентом в каждом цикле составляет 1,1-2 времени продувки горячим агентом. В каждом последующем цикле по отношению к предыдущему время холодной продувки увеличивают или уменьшают относительно времени горячей продувки. 2 з.п. 0-лы, 1 табл., 3 ил.
Ф
Ффд
=«Ы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ соци пистич ских ц ) В, ) З5я я
< 5 В 22 С 9/12
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) сыаинд
h rtPTS i т1(, 1чЕ V
l г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАП=НТУ ь, + (= и ь| л. л или (21) 4926320/02 (22) 09. 04.91 (46) 15.06.93. Бюл. t» 22 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта и Научнопроизводственное объединение "Моком" (72) О.Б.Чупейдо, В.А.Данилов и П.В.Моисеенко (73) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта (56) Книга "Теплоиспользующие уста" новки промышленных предприятий", Под редакцией О.Т.Ильченко, Харьков, Вища школа. 11эдательство Харьковского ун-та., 1985, 304 с., стр. 108-110, стр. 147-154.
Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, а именно к сушке литейных Форм и стержней.
Известен способ нагрева теплоносителя при подаче его в печь с температурой, совершающей во времени циклические колебания, что достигается предварительной продувкой теплоносителя через регенеративную решетку.
При продувке теплоносителя через регенеративную решетку его температура возрастает во оремени при нагреве решетки и уменьшается при охлаждении решетки. Способ применяется при на" греве воздуха в доменных воздухона" гревателях, в мартеновских и регенеративных нагревательных печах. Время продувки воздуха через регенеративную решетку (ь) составляет в зависимости от времени обцего цикла (Сц) (54) СПОСОБ СУИКИ ЛИТЕЙИИХ ФОРМ ИЛИ
СТЕРНИЕЙ (57) Сущность изобретения: в сушильную камеру циклически подаются горячий и холодный сушильные агенты, при этом время продувки холодным агентом в каждом цикле составляет 1, 1-2 времени продувки горячим агентом. 0 каждом последующем цикле по отношению к предыдущему время холодной продувки увеличивают или уменьшают относительно времени горячей продувки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил. или времени нагрева (9 ) следующие величины.
Для воздухонагревателей, работающих в последовательном режиме где и — количество воздухонагревателей в блоке; с и и-1
В этом случае время продувки су-! щественно в (n-1) раз меньше времени нагрева.
Для воздухонагревателей, работаюцих и попарно "параллельном режиме, мартеновских и,нагревательных регенеративных печей: и л A л с< + i *в 20<
1822358 или л Л
4 = "а
В этом случае время продувки равно 5 времени нагрева.
Недостатком прототипа является низкие расходы топлива и низкая прочность литейных форм и стержней.
Скорость нагрева решетки горячими дымовыми газами выше скорости охлаждения ее воздухом. Разница в скоростях нагрева и охлаждения решетки связана с большим объемом дыма, проходящего через решетку (большей его скоростью) и большей его плотностью в сравнении с воздухом. Кроме того, до температуры 800 С решетка греется не только конвекцией, а и излучением газов (компонентов дыма).
При времени продувки, меньшем или равном времени нагрева (c, <), решетка не успевает за время одного цикла охладиться полностью, в ней, с течением времени, при циклическом 25 нагреве и охлаждении происходит накопление тепла, что приводит ее к разогреву и повышению температуры сушильного агента. При таком способе сушки, самопроизвольное и нерегулируемое повышение температуры сушильного агента приводит к перегреву поверхности, форм и стержней, что снижает их прочность и повышает расход топлива °
Целью изобретения является эконоJ мил расхода топлива и увеличение прочности форм и стержней.
Поставленная цель достигается тем, qp что дополнительно к известным признакам, заключающимся в периодической подаче в сушильную камеру горячего и холодного сушильных агентов, время продувки холодным агентом в 1,1-2 ра- 45 за больше времени продувки горячИм агентом, а величину отношения времени продувки холодным агентом к времени продувки горячИм агентом по ходу сушки увеличивают или уменьшают, например, по арифметической прогрессии, при этом в обоих случаях время холод" ной продувки изменяется в интервале
1,1-" времени горячей продукцйи.
Способ ос„ществляют следующим образом. Сушильная печь оборудуется
55 теплоа1;кумулирующей камерой, имеющей развитую поверхность теплообмена, например, регенеративной решеткой, и снабжается горелочным устройством.
При сушке регенеративная решетка раэогреваетсл дымовыми газами, образующимися от сжигания топлива. Температура сушильного агенТа во времени при этом постоянно увеличивается, что обеспечивает нагрев литейных форм или стержней без образования термических напряжений, приводящих к их разрушению.- При достижении в рабочем пространстве печи предельно допустимой по условиям сушки данного материала температуры, отключается пода" ча топлива и через горелочные устройства подается только воздух. Холодный воздух, проходя через регенеративную решетку, нагревается и попадает в рабочее пространство печи. Поскольку температура горячего воздуха несколько ниже температуры кладки печи и форм или стержней, подвергаемых сушке, и при продувке происходит постоянное уменьшение температуры решетки, то этот период сушки проходит с постепенным понижением во времени температуры сушильного агента и, следо" вательно, просуииваемых материалов.
Длительность продувки холодным агентом в 1,1-2 раза Больше длительности продувки горячим агентом. Это связано с тем, что интенсивность теплоотдачи при продувке через решетку дыма выше, чем при продувке холодного воздуха.
Уменьшение длительности продувки холодным агентом по сравнению с длительностью продувки горячим агентом менее, чем в 1, 1 раза приводит к тому, что с течением времени в решетке будет накапливаться тепло, температура сушильного агента превысит предельно допустимые по технологии сушки значения, что приведет к перегреву шорм или стержней, резкому снижению их прочностных свойств, перерасходу топлива.
Увеличение длительности продувки холодным агентом по сравнению с дли" тельностью продувки горячим агентом более чем в 2 раза нецелесообразно, пос кол ь ку, несмотря на повыше ни е прочностных свойств форм или cTepw» ней увеличивается длительность сушки, снижается производительность сушила.
П процессе сушки величину отношенил длительности продувки холодным агентом к длительности прс дувки горячим агентои целесос16p i«i уяеличи1 22358 вать либо уменьшать, например, ilo арис>диетической прогрессии, однако во всех случаях время холодной продувки в каждом цикле изменяется в интервале 1,1-2 времени горячей продувки. !
1елесообраэность увеличения или уменьшения отношения длительности продувки холодным агентом к длительности продувки горячим агентом определлется составом формовочной смеси.
Если в состав формовочной смеси, кроме основных компонентов, песка и гли" ны, входят связующие добавки, спекание которых происходит при высоких 15 температурах (350-400 С) и прочность формы и стержня определяется спеканием и глубиной прогрева формы или стержня, в этом случае величину отношения длительности продувки холодным 20 агентом к длительности продувки горячим агентом целесообразно увеличивать. Это приводит к увеличению глу" бины прогрева (>орм и стержней за один цикл в последуюцие периоды сушки по, 25 сравнению с предыдущими. Поскольку проч>юсть форм или стержней по ходу, сушки возрастает, дополнительные температурр ные напряжения, воэ ни ка юцие при этом, не приводят к их разрушению 30 при увеличении отношения периодов продувки по арифметической прогрессии, но позволяют существенно сократить длительность сушки и расход тепловой энергии.
Если фор>ювочная смесь состоит иэ песка и глины, то максимальная температура сушки имеет ориентировочные значения, а продолжительность сушки 40 не регламентирована, в этом случае величину oTHQLJeHHR длительности продувки холодным агентом к длительности продувки горячим агентом целесообразно уменьшить, например, llo арифме- 45 тической прогрессии. Это позволит суц ествен>ю снизить расход топлива и продолжительность сушки без изменения прочностных свойств высушиваемых форм или стержней. 50
На фиг.! показан температурный ре" жим сушки, когда длителы-юсть продувки холодным агентом в 1,1-2 раза больше длительности продувки горячим агентом (0, = 2 ); на фиг.2 - температурный режим сушки, когда величи" на отношения длительности продувки холодным агентом к длительности продувки горячим агентом по ходу сушки л II (, (! (< увеличивается (---- (---,— (—,---) на .
/Ъ л
° Ъff ) у 2 фиг.3 - температурный режим сушки, когда Вели ина отношения длительности продувки холодным агентом к дли" тельности продувки горячим агентом л по ходу сушки уменьшаетсл (--,-л
С ( л E. г
) A< -" All ) ° (,2
Предлагаемый способ использовался в лабораторных условиях. Осуцествлялась сушка цилиндрических стержней диаметром 50 мм и высотой 50 мм из
1 форм"овочной смеси следующего состава, 3: песок 94,5 жидкое стекло 4,0 вода 1,5
В идентичных условиях осуществлялась сушка испытываемых образцов.
Проведен сопоставительный анализ показателей работы способа, взятого за прототип, и заявляемого. Результаты испытаний по изобретению и по прототипу представлены в таблице
Таким образом, проведенные сравнительные исследования лабораторных испытаний показали, что применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволило на 25, снизить расход топЛива и повысить прочност,ь стержней на ?0 .
П р и .и е р конкретного применения способа при использовании двухпроводных горелок высокого давления.
Литейные стержни сушатся в камерном сушиле периодического действия.
Сушильный агент формируется в топке, представляющей собой камеру, верхняя
Jñ Tройством. PJlR сжигания природного газа используются двухпроводные горелки высокого давления. Продолжительность сушки составляет 4 ч. Продол> ительность цикла - 1 ч. Проходя через регенеративную решетку, дымовые газы разогревают ее и, поступая в рабочее пространство, нагревают стержни. При этом температура сушильного агента во времени плавно возрастает от 20 С до 450 С. Продолжительность разогрева составляет 25 мин. После чего отключается подача топлива и через регенеративную решетку продувается холодный воздух. Продолнительность продувки составля1022350 Формула изобретения 1. Способ сушки литейных форм и стержней, включаюций циклическую поВ дачу в сушильную камеру Горячего и холодного агентов, о т л и ч а юшийся тем, что время продувки холодным агентом в каждом цикле ус танавлиоают равным 1, 1-2 времени продувки горячим агентом. 2. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что время продувки холодным агентом в каждом последующем цикле увеличивают. 3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что время продувки горячим агентом в каждом последующем цикле уменьшают. Показатели Расход топлива на сушку, мз/час 22 3,7 24 4,2 100 Продолжительность продувки горя" чим агентом, мин 2,5 3,5 ет 35 мин, при этом отношение времени продувки холодным агентом к времени продувки горячим агентом равно 1,4.. Температура сушильного агента во времени при этом снижается от 450 С до 20 С. Работа камерного сушила периоди.ческого действия по предлагаемому способу в сравнении с существующими позволяет снизить расход топлива и повысить прочность форм и стержней. Способ может быть применен при сушке линейных форм и стержней на металлургических и машиностроительных заводах. Прочность образца на разрыв по холодному, кг/см (10 Па) Характер твердения образца, Продолжительность сушки, мин Продолжительность цикла, мин Продолжительность продувки холодным воздухом, мин По про- По изобретотипу тению 1822358 Уиа 4 Составитель О.Чупейдо Редактор С.Никольская Техред М.Иоргентал Корректор M.Самбо,оская е ю юйсюе Заказ 2116 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК,НТ СССР 113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. Ф/5 Ф Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
