{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 24

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

A. Neudert

V l h ko s t b e nto n i to v ý c h fo r m o v a c í c h s m ě s í

k lince. Moderní formovací linky vyžadují v ideálním případě dodržení ± 1 % spěchovatelnosti, přijatelný výsledek bývá ± 2 % od optimální hodnoty. Například pro optimum 40 % je přijatelný rozptyl 38–42 % spěchovatelnosti. Optimální hodnota může být podle složitosti modelů pro každou modelovou desku jiná, ale během celého formování musí být dodržena požadovaná tolerance. Spěchovatelnost řídíme pomocí vlhkosti – čím vyšší vlhkost, tím vyšší spěchovatelnost. V obvykle používaném rozsahu je vzájemná závislost vlhkosti a spěchovatelnosti lineární. Hodnota vlhkosti závisí na mnoha podmínkách. Vliv složení formovací směsi Pro určení optimální vlhkosti je třeba si uvědomit, že formovací linka vyžaduje dodržení nastavené spěchovatelnosti. Každý zkušený formíř dokáže hmatem posoudit, zda je směs optimálně navlhčena. Tomuto pocitu odpovídá v  laboratoři naměřená spěchovatelnost, ne vlhkost. Pokud se mění složení formovací směsi – obsah vyplavitelných látek, obsah aktivního bentonitu –, pak se také mění optimální vlhkost – hodnota vlhkosti nutná pro dosažení optimální spěchovatelnosti. Závislost vlhkosti na spěchovatelnosti pro různá složení je patrná z obr. 2 [1]. Z  průběhu spojnic v  grafu na obr. 2 vyplývá, že pokud se budeme snažit dodržet rozptyl ± 2 % od optimální spěchovatelnosti – např. 40 %, tak: – pro 8 % vyplavitelných látek je třeba dodržet vlhkost v rozmezí 2,7 až 2,8 %; – pro 11 % 3,4 až 3,6 %; – pro 15 % 4,4 až 4,7 %. Pokud se tedy i neúmyslně mění složení formovací směsi, je třeba na tuto skutečnost reagovat úpravou vlhkosti, aby bylo dodrženo správné navlhčení – optimální spěchovatelnost. Doslova musíme do mísiče dát vždy tolik vody, aby byla dodržena předepsaná spěchovatelnost. Ideální je automatické dovlhčování s  kontrolou výsledné spěchovatelnosti. Podle výsledku pak lze měnit množství vody pro následující mísič. Na potřebnou vlhkost má bohužel vliv i řada dalších podmínek, ne pouze složení formovací směsi. Vliv kvality mísení formovací směsi Během správného mísení dochází po přidání vody k postupnému nárůstu spěchovatelnosti až na hodnotu odpovídající dané vlhkosti. Průběh je zřejmý z obr. 3. Normální průběh znázorňuje křivka optimum vody. Po přidání vody postupně narůstá spěchovatelnost (stejně jako ostatní technologické vlastnosti), až po dostatečném umísení dosáhne svého maxima. Pokud nedochází k  odpařování vody, tato hodnota se už dále nemění. Červená křivka znázorňuje průběh v případě, kdy přidáme více vody, než odpovídá požadované spěchovatelnosti. Výsledkem je mokřejší směs s vyšší spěchovatelností. Pokud však používáme kolový mísič s  ručním ovládáním, obsluha mísiče může ukončit mísení (vypustit směs) dříve, v okamžiku, kdy zdánlivé navlhčení (spěchovatelnost) odpovídá požadavku. Ve směsi je však větší množství vody, která pouze není dokonale vsáklá do bentonitu. Této přebytečné vodě se říká volná voda a ve skutečnosti je pro formovací směs to nejhorší. Nadměrné množství volné vody je příčinou řady vad odlitků. Hlavním důvodem nadměrného dávkování vody bývá přidávání vody bez měření množství – například pouze otevíráním a zavíráním ventilu. Obsluha potom nemá možnost svoji chybu napravit a opakovaně napouští zbytečně velké množství vody.

376

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Pokud dojde k poruše mísiče, tj. sníží se kvalita mísení, dojde po ukončení nastavené doby mísení za  mokra k  vypuštění směsi, aniž by bylo dosaženo úplného rozmísení. V podstatě musíme přidat více vody, abychom dosáhli požadovanou spěchovatelnost. Opět tedy budeme mít zbytečně velké množství volné vody, a může dojít ke vzniku vad odlitků. Závěr tedy je, že pokud nemáme dostatečnou intenzitu mísení, tak pro stejnou spěchovatelnost potřebujeme vyšší vlhkost. Příčinou může být zkracování doby mísení kvůli vyššímu výkonu nebo opotřebení a špatné seřízení mísiče. Vliv úpravy vratné směsi K  pochopení tohoto problému je nutné vysvětlit, k  čemu dochází v  bentonitové obálce zrn ostřiva formovací směsi. Je zásadní rozdíl mezi mísením modelové směsi z  nových surovin a mísením jednotné formovací směsi. Jednotná směs už má vytvořenou obálku z pojiva kolem zrn ostřiva a pouze musíme tuto obálku znovu aktivovat – odkrýt nový povrch bentonitových krystalů. U modelové směsi musíme tuto obálku vytvořit, což trvá mnohem delší dobu. Rozhodující je pro oba děje vlhkost bentonitu. Bentonit je tvořen balíčky deskových krystalů. V jednom gramu suchého bentonitu je řádově 1016 destiček, které jsou spolu spojeny do paketů podobným balíčkům karet. Pokud je vlhkost sodného nebo aktivovaného bentonitu do 15 %, tvoří pevnou a tvrdou hmotu. Když vlhkost stoupne nad 25 %, je ve stavu plastické hmoty – bentonitové těsto. Pokud bychom dále zvyšovali vlhkost až nad 80 %, pak dojde k vytvoření tekuté suspenze. Ve formovací směsi je bentonit ve formě těsta, tj. v plastickém stavu. Celý děj zvyšování vlhkosti si můžeme zjednodušeně představit jako pronikání molekul vody mezi destičky bentonitu. S každou vrstvou molekul vody dojde k oddálení destiček, až jejich vzájemná přitažlivost klesne natolik, že se mohou vnější silou posouvat. Přesně tento okamžik je začátkem plastického stavu. Voda ve formovací směsi je v  naprosté většině v  bentonitu, protože tento má mnohem větší aktivní povrch, schopný vázat molekuly vody, než ostatní složky formovací směsi – ostřivo, oolitické obálky ostřiva, mrtvý jíl, přísady, nečistoty. Pro příklad si vezměme směs z obr. 2 s 11 % vyplavitelných látek a předpokládejme, že má 8 % aktivního bentonitu. Při 40% spěchovatelnosti je asi 3,5 % vlhkosti. Pokud bude všechna voda v bentonitu (ve skutečnosti asi 90 %), bentonit bude obsahovat 30,4 % vody – je tedy ve stavu plastického těsta. Nový bentonit, který se přidává do mísiče, má vlhkost asi 8 %. Bentonit ve vratné směsi, která má vlhkost 1,8 %, obsahuje přibližně 18,4 % vody, je tedy mnohem vlhčí. Jaký má význam vlhkost vratné směsi, názorně ukazuje pokus pana Michenfeldera [2], který je dokumentován na obr. 4–7. V  tomto pokusu byla formovací směs vysušena na tři různé úrovně a potom na ni bylo nalito ve stejném čase stejné množství vody (obr. 5). Pak byl měřen čas, za jak dlouho se voda vsákne do formovací směsi. Z  výsledků rychlosti vsakování lze vytvořit diagram na obr. 8, z něhož je patrné, jak obrovský vliv na rychlost vsakování vody má vstupní vlhkost vratu. Za daného složení (v literatuře [2] není uvedeno) vzrostla rychlost vsakování mezi vlhkostmi 1,4 a 2,46 % osmkrát! Zvyšování vlhkosti nad 2,2 % již takový efekt nemá. Pokud jde o děje v mísiči, povrch zrn vratné směsi je znečištěn a pouhým navlhčením nelze získat požadované vlastnosti. Zlepšování technologických vlastností nastává teprve s odkrytím nového povrchu bentonitu, a to díky posunování destiček krystalů bentonitu procesem mísení. Tento děj však nastane

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 11-12 2017  

Slevarenstvi 11-12 2017  

Profile for inasport