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

вытесняется через капилляр 6 в атмосферу. Одновременно воздух действует на водяной манометр 8. Газотворность смеси опреде­ ляется как максимальная скорость повышения давления газов,

скорости движения ртутного столба и, следовательно, скорости увеличения давления газов.

различных связующих изменяется в широких пределах; наиболь­ шее значение ее у воды, имеющей минимальную температуру газообразования.

В отличие от метода прокаливания газотворность смеси в за­ крытом сосуде можно определять в различной регулируемой атмо­ сфере, что позволяет получать более стабильные характеристики газотворности смесей. Однако условия проведения опытов и в этом случае не приближаются существенно к условиям газообразова­ ния в литейной форме [11, 103, 171].

Наибольшее распространение из этой группы методов полу­ чил метод газификации навески смеси в специальной трубчатой печи. При этом методе в отличие от метода «бомбы» постоянным остается давление газов, собираемых в специальной бюретке, а их объем, как правило, определяется при нормальных условиях или незначительно отличающихся от них.

Установка (рис. 89) для испытания имеет трубчатую электри­ ческую печь, в которую вставляют кварцевую или фарфоровую трубку внутренним диаметром 18—20 мм. Один конец трубки

соединяется с водоохлаждаемой мерной бюреткой, а другой за­ крывается пробкой. Навеску смеси помещают в фарфоровую ло­ дочку, которую, в свою очередь, устанавливают в трубку после достижения в ней определенной температуры. Выделяющийся из навески газ поступает в мерную бюретку, вытесняя из нее воду в уравнительный сосуд, укрепленный, как и бюретка, на штативе. В процессе проведения опытов уравнительный сосуд должен

Рис. 89. Схема установки для определения газотворной способности формовоч­ ных материалов:

Охлаждение водопроводной водой поступающих в бюретку газов и нивелировка уровня воды в сосудах позволяют приводить газы практически к нормальным условиям.

Температура печи замеряется, как правило, платино-платино- родиевой термопарой, связанной с гальванометром, и регулируется при помощи реостата.

На практике используют несколько вариантов установки, приведенной на рис. 89. Некоторые исследователи для создания в трубке 2 требуемой атмосферы подключают к установке источ­ ники различных газов: аппарат Киппа, баллоны и т. п. При этом трубка и бюретка предварительно продуваются соответствую­ щим газом с целью вытеснения воздуха, а затем в печь помещается навеска смеси.

Иногда для уменьшения отрицательного действия вредного объема прибора навеску исследуемой смеси помещают не в ло­ дочку, а в специальную кварцевую пробирку небольшого размера,

зов повышается с увеличением навески [10], что можно объяснить

к 1 % связующего, увеличивается в 1,5 раза. Навеска должна быть такой, чтобы все выделившиеся газы уместились в объеме калибро­

быть на отметке «нуль». Иногда используют приборы, в кото­ рых между трубкой и бюреткой ставят кран; он должен быть открыт при пуске секундомера. По мере вытеснения воды из бюретки должен опускаться уравнительный сосуд.

Смеси на данном приборе можно исследовать в двух направ­ лениях:

1. Определение общего объема газов, выделяющихся из на­ вески при полной ее газификации нагревом до максимальной тем­ пературы, т. е. определение условно называемой абсолютной газотворности.

2. Определение температуры или температурного интервала термодеструкции связующих.

При определении абсолютной газотворности смесь помещают в печь, нагретую до максимальной температуры порядка 1000— 1200° С. Более высокая температура печи гарантирует большую полноту газификации смеси, однако в этом случае трудно до­ биться равномерной работы электрической печи. Газификация навески при температуре 750—800° С не происходит до конца, и показатель газотворности получается заниженным.

Поскольку процесс газификации любых продуктов происходит во времени, то важно установить длительность проведения опы-

тов. Для сравнительных целей иногда ограничиваются определе­ нием объема газов, выделившихся в первые 2—3 мин, однако более точные результаты получаются в случае, когда газификация навески продолжается 5—10 мин или до момента полного пре­ кращения процесса газовыделения.

Для определения абсолютной газотворности смеси исполь­ зуют несколько способов обработки полученных эксперименталь­ ных данных. В большинстве случаев выделившийся объем газов делят на вес смеси. Полученный показатель (в см3/г) можно условно назвать весовой газотворностью смеси, также можно использо­

Иногда ограничиваются графическим изображением резуль­ татов опытов в координатах «объем выделившихся газов — время». В этом случае можно судить не только об абсолютной величине газотворности, но и об условной скорости газификации: чем больше угол наклона кривой, тем выше скорость газификации.

При оценке и сравнении газотворностей, приведенных в тру­ дах различных исследователей, следует учитывать условия про­ ведения опытов, в частности состав атмосферы, в которой произво­ дилась газификация навески. При сгорании, например, углерода, входящего в состав газотворных веществ, может образоваться различное количество газов в зависимости от наличия в атмосфере кислорода: при недостатке кислорода образуется СО, а при из­ бытке — С 0 2 - В первом случае образуется больше газов (рис. 90), чем во втором. Максимальное количество газов образуется в ар­ гоне, азоте, С 0 2 и в естественной среде (т. е. в атмосфере собствен­ ных газов); в чистом кислороде газотворность в 2,6 раза меньше, чем в среде инертного газа.

Поскольку в форме газификация смеси происходит практически в безкислородной среде, газотворность смеси следует также опре­ делять при отсутствии кислорода, для чего установку (см. рис. 89) продувают предварительно углекислым газом или азотом. Можно также производить газификацию в «собственной атмосфере», т. е. в атмосфере, состоящей из газов, выделяющихся из данной исследуемой смеси. С этой целью в трубке производится пред­ варительная газификация смеси.

меряют при различных температурах и строят термодеструкцион-