Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf

в формовочной смеси. Выделяющийся ацетилен повышает давле­ ние в баллоне, которое замеряется манометром; величина давле­ ния пропорциональна влажности формовочной смеси. Для уско­ рения испытаний манометр градуируют непосредственно в про­ центах влажности. Точность измерения зависит от точности взве­ шивания смеси, величины навески и составляет ±0,3 — 2% . Длительность проведения опытов 1—5 мин.

Существует несколько других прямых методов оценки влаж­ ности формовочных смесей: экстракционный и с использованием специального сложного реактива Фишера [175]. Оба метода отли­ чаются высокой точностью (до 0,01%), но являются сложными и требуют высокой квалификации лаборанта. Предложен также метод объемного определения влажности песков и смесей [54], который, будучи сравнительно сложным, не нашел распростра­ нения.

Общим недостатком прямых методов определения влажности является непригодность их для непрерывного контроля в авто­ матических смесеприготовительных установках. Действительно, величину влажности прямыми методами можно определить только спустя некоторое время (не менее 5 мин) после отбора пробы. Поэтому анализы будут всегда отставать от цикла работы авто­ матических бегунов и будут лишь констатировать влажность смеси предыдущих замесов. В этом случае нельзя говорить об автоматическом регулировании влажности в заданных пределах в процессе приготовления смеси при условии изменения влаж­ ности отработанной смеси.

КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Косвенными методами можно определять не только свободную, но и химически связанную воду (например, электрофизическими влагомерами). Косвенные методы основаны на определении свойств материала, которые функционально связаны с количеством со­ держащейся воды. К ним относятся свойства: 1) механические (прочность, деформация и другие аналогичные); 2) теплофизические (теплопроводность, температуропроводность и удельная теплоемкость); 3) электрические и электрофизические (радио­ активные) свойства смесей.

Первые две группы косвенных методов исследования формо­ вочных смесей не нашли практического применения и здесь не рассматриваются.

Электрические методы. Электрические методы широко рас­ пространены в литейном производстве. Эти быстродействующие и практически безынерционные методы можно использовать при непрерывном потоке материала, что позволяет автоматизировать не только процесс определения влажности, но и процесс ее регу-

лирования в заданных пределах. Большое преимущество элек­ трических и электрофизических методов перед прямыми методами

Теория и подробное описание электрических и электрофизи­ ческих методов контроля влажности приведены во многих рабо­

принципе работ гальванических элементов. Электролитом служит вода смеси, всегда содержащая некоторое количество растворен­ ных солей или кислот. В качестве электродов используют два металлических трехгранных щупа длиной 100 мм: один — мед­ ный, а другой — железный. Электроды заформовывают на глу­ бину 35—60 мм. С повышением влажности до 4—5% в смеси увеличивается число заряженных ионов и повышается электро­ движущая сила, возникающая между электродами. По показанию гальванометра можно судить о влажности формовочной смеси. Прибор является переносным и предназначается для контроля

ваемых факторов. Точность прибора сравнительно невысокая, однако она может быть повышена, если предусмотреть компен­ сацию побочных помех.

К о н д у к т о м е т р и ч е с к и е в л а г о м е р ы . В су­ хом состоянии формовочная смесь является сильным изолятором; однако при увеличении влаги до 5% ее электросопротивление падает в 2—35 раз, в зависимости от химического и зернового состава смеси. Характер зависимости электросопротивления или электропроводности определяется распределением влаги в смеси и содержанием во влажной смеси числа ионов различных раство­ ренных солей. Сама по себе чистая вода имеет удельное объемное

смеси при увеличении влажности возрастает не прямолинейно. При достижении некоторой величины влажности рост электро­ проводности замедляется (рис. 3), что объясняется расходом резерва ионов; число последних при увеличении влажности сверх некоторой величины практически не возрастает. При малом значении влажности в формовочной смеси не образуется сплош­ ная пленка воды и ионы не дают замкнутую электрическую цепь.

Для некоторого диапазона влажности существует пропор­ циональная зависимость между влажностью и электропровод­ ностью (интервал А—В, рис. 3). Величина и положение этого интервала зависят в основном от состава смеси.

К зажимам прибора, представляющего собой стандартный элек­ трический мост, подключают электроды из нержавеющей стали,

измерений сопротивления уплотненных непосредственно в гильзе стандартных образцов приведены в табл. 1. По данным Е. М. Глозмана, погрешность показаний прибора составляет не более ± 2 % . Остаточная влажность высушенных форм, изготовленных из различных смесей, при замере изменялась в пределах 0,08—" 0,39%.

Электрическая схема прибора приведена на рис. 5, а. С подклю­ чаемого к сети потенциометра / снимается постоянное напря­ жение 200 в, контролируемое вольтметром 2. С вторичной обмотки трансформатора 3 снимается напряжение 60 в. Исследуемый обра­ зец смеси 9 (сопротивление) помещают между двумя латунными пластинками. Проходящий через образец ток измеряется милли­ амперметром 4 с вентилем 5, зашунтированным сопротивлением 6 и конденсатором 7, который ликвидирует поляризацию лопаток постоянным током. С помощью индикатора измеряют влажность смеси в пределах 4—6%; при включении дополнительного шунта 8

К7

которая сжимается подвижной рукояткой 14. Пружина 13 давит на латунные пластинки через шток; при усилии 14 кгс кольцо 12 подвижной рукоятки замыкает выключатель П. Давление элек­ тродов на смесь в этом случае составляет 0,5 кгс/см2. Погрешность показаний индикатора ИВЭ-4 составляет 0,2%.

На основе приборов, измеряющих электросопротивление или электропроводность формовочных смесей, предложены схемы автоматического регулирования влажности в смесеприготовительных отделениях.

Одни схемы предусматривают определение влажности каждой порции отработанной смеси, поступающей в бегуны [109]. Затем при помощи счетно-решающего устройства и автоматического исполнительного механизма определяется (отмеряется) и подается в бегуны объем воды, необходимый для достижения заданной величины влажности смеси.

Другая схема автоматического увлажнения смеси предусма­ тривает замер влажности готовой смеси непосредственно в бегу­ нах [107]. В этом случае на панель регулятора задается требуе­ мая влажность смеси. После загрузки в бегуны и перемешивания