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

Page 10

53. S L É VÁ R EN SK É D N Y® – V Y B R A N É P Ř ED N Á ŠK Y

J . Če c h – Š. Ke r š n e r

I zo l a c e j a ko n á h r a d a k a p e s u o c e l o v ý c h o d l i t k ů – n á v r h t e c h n o l o g i e a p r a k t i c k á a p l i k a c e

Příkladem sendvičové dvojvrstvé izolace je produkt IZOCAST od firmy SEEIF Ceramic, která je tradičním producentem výrobků pro slévárenský průmysl. Vývoj izolačního materiálu IZOCAST ve firmě SEEIF Ceramic probíhal ve spolupráci s VUT v Brně v rámci výzkumu v oblasti surovin pro izolační materiály na požadavek praxe – zejména slévárny ŽĎAS, a. s., kde byly výrobky provozně ověřovány. Momentálně jsou sendvičové tvarovky o tloušťce 40 a 65 mm vyráběny v závodě 05 ve Svitavách, kde firma SEEIF Ceramic vyrábí mimo jiné zboží také další výrobky ze sortimentu šamotových izolačních materiálů. Skutečný izolační koeficient byl experimentálně ověřen na současně litých odlitcích krychlí o hraně 300 mm, přičemž jedna byla neizolovaná a druhá obložená sendvičovou izolací (obr. 3). Pomocí termočlánku umístěného v kapiláře z křemenného skla v geometrické ose odlitku byly změřeny časy tuhnutí ts1 = 64 min pro neizolovanou krychli, ts2 = 130 min pro izolovanou. Ze vztahu (1) pak vyplyne izolační koeficient fiz = 1,4 [4].

f iz  2

ts 2 ts1

(1)

Omezení sendvičové izolace z pohledu tloušťky nálitkované stěny a metalostatického tlaku pro standardní ocelové odlitky (do 50 t surové hmotnosti) není. Pra k t i c ké v y u ž i t í i z o l a c í n a k u s Technologie náhrady kapes izolacemi přímo na odlitek Pomocí softwaru MAGMAsoft® byly stanoveny základní principy použití sendvičových izolací místo kapes. Jako vzorový odlitek byla vybrána deska o rozměrech 1000 × 1000 mm a tloušťkách 50 mm (obr. 4), 100 mm (obr. 5) a 150 mm (obr. 6). Jako první proběhl návrh odlitků desek, kde bylo odstranění výskytu osové pórovitosti zajištěno standardním dosazovacím úkosem (pro zjednodušení již od paty desky).

a)

Verze desek pouze izolovaných (bez dosazovacího úkosu) byla vytvořena stupňovitým obložením odlitku izolačními deskami podle několika základních pravidel: – koncová zóna odlitku je min. 2–3 t; – pro stěny odlitků do 70 mm je min. tloušťka izolace 22 mm (KALPAD®), nad 70 mm je to již sendvičová izolace tloušťky 40 mm; – v geometrickém řezu nesmí být tloušťka izolace nikdy menší, než by byla aktuální tloušťka dosazovacího úkosu; – při potřebě nálitkovat na vzdálenost větší než 8 t je třeba již od této vzdálenosti začít stupňovitě izolovat i druhou stranu nálitkované stěny; – průřez krčku nálitku zůstává shodný jako u varianty s použitím nálitkové kapsy. Navržené verze zkušebních desek byly následně simulovány pomocí softwaru MAGMAsoft ®. Výsledky simulací jsou na obr. 4–6 uvedeny pro porovnání vedle sebe, odstupňovány podle tloušťky základního rozměru desky – vše bez vad. Podmínkou zdravosti u simulovaných odlitků bylo také dosažení gradientu tuhnutí většího, než je kritická hodnota. Literatura [5] uvádí jako kritickou pouze jednu hodnotu 0,5 [°C / 10 mm], Čech v [6] však stanovil kritické hodnoty pro ocelové odlitky v závislosti na modulu stěny (obr. 7) a právě tato varianta byla použita pro ověření zdravosti. Všechny zkušební desky byly vyhovující. Praktické ověření technologie na zkušebním odlitku ozubeného věnce Na základě těchto teoretických prací bylo přistoupeno k praktickému ověření na zkušebním odlitku ozubeného věnce. Slévárenská technologie byla navržena ve dvou variantách, jedna standardně s vyvedením dvojitého T-uzlu do nálitku pomocí kapes, druhá pomocí sendvičové izolace na kus. Tloušťka izolace musela opět odpovídat maximální tloušťce kapsy v oblasti krčku. Obě varianty byly ověřeny pomocí softwaru MAGMAsoft®. Výsledné zkušební odlitky jsou zachyceny na obr. 8. Odlitky byly dále apretovány, tepelně zpracovány a rozřezány v oblastech křížení uzlů. Provedená kapilární zkouška řezu potvrdila zdravost odlitků (obr. 9) a možnost provozního využití této metody i pro odlitky s vysokými požadavky na vnitřní zdravost.

b)

Obr. 8. Fig. 8.

344

Zkušební odlitek a) s kapsami, b) se sendvičovou izolací místo kapes Test casting a) with pockets, b) with sandwich insulation instead of pockets

Obr. 9. Fig. 9.

S l é vá re ns t v í . L X I V . z á ř í – ř í j e n 2016 . 9 –10

Kapilární zkoušky zkušebních odlitků Capillary tests of test castings

Přínosy provozní aplikace Izolace použitelné přímo na odlitek bez rizika odtavení (při správné aplikaci) jsou ve ŽĎAS, a. s., používány již téměř 10 let a provozně se osvědčily v mnoha aplikacích na odlitcích z ocelí uhlíkových, středně i vysoce legovaných. Vícenáklad je tvořen cenou izolace, ale ta je vždy nižší než vlastní přínosy: – snížení nákladů na tekutý kov v závislosti na tvarové složitosti odlitku (a tedy i počtu kapes nálitků) až o 5 %; – snížení velikosti pálené plochy a tím i nákladů na pálení až o 60 %; – snížení nákladů na apretaci odlitku po pálení; – snížení nákladů na obrábění až o 30 % urychlením hrubování díky nepřerušovanému řezu.

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 9-10 2016  

Slevarenstvi 9-10 2016  

Profile for inasport