Оптимізація зернового складу піщано-рідкоскляних сумішей для структурування способом паро-мікрохвильового затвердіння
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: В роботі досліджено вплив розмірів піщано-рідкоскляних конгломератів суміші і вмісту в них натрієвого рідкого скла на основні фізико-технологічні показники формувальних та стрижневих сумішей структурованих в паро-мікрохвильовому середовищі, оптимізовано склад піщано-рідкоскляної суміші, структурованої в паро-мікрохвильовому середовищі (спосіб паро-мікрохвильового затвердіння – ПМЗ-процес). В дослідженнях використано стандартні і загальноприйняті методи і методики дослідження формувальних сумішей. Для виготовлення сумішей використовували: кварцовий пісок марки 1К2О202; натрієве рідке скло з силікатним модулем 2,8...3,0 і питомою щільністю 1,42...1,44 г/см3. Плакування кварцового піску проводили 0,5 і 2,5 % рідкого скла (за масою, понад 100% піску). Піщано-рідкоскляні конгломерати розсіювали в ситах і для досліджень використовували конгломерати з розмірами менш 0,315 мм, а також з розмірами від 0,315 до 0,63 мм. Оптимізацію складу суміші проводили за результатами симплекс-планування та реалізації експерименту шляхом побудови симплекс-трикутників та накладення їх форматованих зображень одне на одного із затемненими полями між ізолініями, які не відповідають необхідному рівню кожного з параметрів. Для побудови симплексних решіток використали модельза симплекс-решітчастим планом неповного куба в трійній системі Г. Шеффе. Вперше встановлено вплив розмірів піщано-рідкоскляних конгломератів суміші і вмісту в них натрієвого рідкого скла на основні показники формувальних та стрижневих сумішей структурованих в паро-мікрохвильовому середовищі, а також оптимізовано їх склад. Отримані дані будуть корисні при виготовлені ливарних форм та стрижнів, що структуровані за ПМЗ-процесом, які будуть мати прогнозовані показники властивостей, що відповідають допустимому їх рівню. Оптимальній склад піщано-рідкоскляної суміші, що структурована за ПМЗ-процесом, є суміш кварцового піску, частина якого пройшла крізь сито з осередком 0,315 мм та мають вміст рідкого скала (МSiO2=2,8...3,0, 2=1,42...1,44 г/см3) у кількості 1,5 % (за масою, поверх 100 % кварцового піску).
ENG: Mixture sizes of sand-sodium-silicate conglomerates and sodium silicate solute content in them influences on the basic physical and technological indicators of molding and core mixtures structured in steam-microwave environment have been investigated. Sand-sodium-silicate mixture structured by steam-microwave environment (steam-microwave solidification method – SMS-process) composition has been optimized. Standard and generally accepted methods and techniques of molding mixtures investigation have beenused in this study. For mixtures manufacturing have been used: quartz sand brand 1K2O202; sodium silicate solute with silicate modulus of 2.8...3.0 and specific gravity of 1.42...1.44 g/cm3. Quartz sand cladding has been implemented with 0.5 and 2.5% sodium silicate solute (by weight, over 100% sand). Sand-sodium-silicate conglomerates have been scattered in sieves and conglomerates with sizes less than 0.315mm and with sizes from 0.315 to 0.63mm have been used for research. Mixture composition has been optimized according to results of simplex planning and experimental data by simplex triangles constructing and superimposing their formatted images on each other with darkened fields between isolines that do not meet of each parameters required level. To plot simplex lattices, model with simplex lattice plan of incomplete cube in Scheffe’s triple system has been used. For the first time, influence of mixture sand-sodium-silicate conglomerates sizes and sodium-silicate-solute content in them on basic indicators of mold and rod mixtures structured in steam-microwave environment has been established, and their composition has been optimized. Data obtained will be useful in molds and rods structured by SMS-process manufacturing. They will have predictable indicators of properties that correspond to their allowable level. Optimal composition of sand-sodium-silicate mixture, structured by SMS-process, is mixture of quartz sand, part of which passed through sieve with cell of 0.315 mm and have sodium silicate solute content (МSiO2=2.8...3.0, 2=1.42...1.44 g/сm3) in amount of 1.5% (by weight, over 100% quartz sand).
ENG: Mixture sizes of sand-sodium-silicate conglomerates and sodium silicate solute content in them influences on the basic physical and technological indicators of molding and core mixtures structured in steam-microwave environment have been investigated. Sand-sodium-silicate mixture structured by steam-microwave environment (steam-microwave solidification method – SMS-process) composition has been optimized. Standard and generally accepted methods and techniques of molding mixtures investigation have beenused in this study. For mixtures manufacturing have been used: quartz sand brand 1K2O202; sodium silicate solute with silicate modulus of 2.8...3.0 and specific gravity of 1.42...1.44 g/cm3. Quartz sand cladding has been implemented with 0.5 and 2.5% sodium silicate solute (by weight, over 100% sand). Sand-sodium-silicate conglomerates have been scattered in sieves and conglomerates with sizes less than 0.315mm and with sizes from 0.315 to 0.63mm have been used for research. Mixture composition has been optimized according to results of simplex planning and experimental data by simplex triangles constructing and superimposing their formatted images on each other with darkened fields between isolines that do not meet of each parameters required level. To plot simplex lattices, model with simplex lattice plan of incomplete cube in Scheffe’s triple system has been used. For the first time, influence of mixture sand-sodium-silicate conglomerates sizes and sodium-silicate-solute content in them on basic indicators of mold and rod mixtures structured in steam-microwave environment has been established, and their composition has been optimized. Data obtained will be useful in molds and rods structured by SMS-process manufacturing. They will have predictable indicators of properties that correspond to their allowable level. Optimal composition of sand-sodium-silicate mixture, structured by SMS-process, is mixture of quartz sand, part of which passed through sieve with cell of 0.315 mm and have sodium silicate solute content (МSiO2=2.8...3.0, 2=1.42...1.44 g/сm3) in amount of 1.5% (by weight, over 100% quartz sand).
Description
С. Реп'ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; К. Узлов: ORCID 0000-0003-0744-9890
Keywords
пісок, рідке скло, паро-мікрохвильове затвердіння, оптимізація, конгломерати, міцність, газопроникність, обсипальність, щільність, стріла прогину, робота вибивання, sand, silicon silicate solute, steam-microwave solidification, optimization, conglomerates, strength, gas permeability, crushability, density, beam deflection, knockout energy, КЛВ, КМТОМ
Citation
Солоненко Л. І., Реп'ях С. І., Узлов К. І. Оптимізація зернового складу піщано-рідкоскляних сумішей для структурування способом паро-мікрохвильового затвердіння. Теорія і практика металургії. 2021. № 1(126). С. 28–38. DOI: 10.34185/tpm.1.2021.05.