ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева», Нижний Новгород, Россия:
А. Н. Грачев, канд. техн. наук, доцент, зам. заведующего кафедрой «Металлургические технологии и оборудование» (МТиО), эл. почта: mto@nntu.ru

И. О. Леушин, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой МТиО, эл. почта: igoleu@yandex.ru

Л. И. Леушина, канд. техн. наук, доцент кафедры МТиО

Для повышения эффективности работы литейных прибылей и снижения их массы применяются экзотермические оболочки (вставки), которые разогреваются от тепла заливаемого металла. В результате увеличивается время питания отливки горячим расплавом из прибыли, что ведет к уменьшению образования усадочных дефектов. В настоящее время на предприятиях России при производстве отливок из стали и высокопрочного чугуна применяются дорогостоящие прибыльные экзотермические вставки часто зарубежного производства. Авторами предложено для снижения стоимости прибыльных оболочек, развития ресурсосберегающих технологий и рециклинга использовать в составах экзотермических смесей отходы термической обработки в виде шламов закалочных баков и селитровых ванн. Шламы закалочных баков с содержанием до 70 % (масс.) оксида железа выступают окислителем экзотермической смеси. Шламы селитровых ванн из-за наличия до 80 % NaNO₃ и KNO₃ являются добавкой, ускоряющей воспламенение смеси. Окисляемым компонентом предлагаемой смеси является алюминиевый порошок, а наполнителем служит кварцевый песок. Связующая композиция включает жидкое стекло и его отвердитель в виде ацетатов этиленгликоля. Для исключения формовки смесь переводится в разряд жидкоподвижных самотвердеющих (ЖСС) добавкой поверхностно-активного вещества – водного раствора алкилсульфатов триэтаноламина. Полученные из разработанных составов смесей экзотермические оболочки показали свою эффективность при испытании на стальных отливках-пробах в условиях действующего производства.

1. Илларионов И. Е., Стрельников И. А. Теплоизоляционные металлофосфатные смеси и методы их применения в литейном производстве // Теория и технология металлургического производства. 2017. № 1(20). С. 27–30.
2. Сошкин В. Е., Молодых Л. А. Улучшение качества литья при применении экзотермических вставок // Литейщик России. 2013. № 6. С. 12–14.
3. Patent US 20010022999 A1. Exothermic sleeve mixes containing fine aluminum. Helena Twardowska, Aufderheide Ronald C., Showman Ralph E.
4. Кулаков Б. А., Дубровин В. К., Карпинский А. В., Каркарин А. М. Экзотермический разогрев прибылей в литье по газифицируемым моделям // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». — Челябинск : ФГАОУ ВО «ЮУрГУ» (НИУ), 2017. Т. 17. № 1. С. 49–57.
5. Гацуро В. М., Вовся С. А. Применение экзотермических вставок при производстве стального литья — путь к экономии // Литье и металлургия. 2008. № 2(46). С. 131–133.
6. Назаратин В. В. Расчет прибылей крупных стальных отливок // Металлургия машиностроения. 2015. № 2. С. 29–31.
7. Patent US 6360808 B1. Exothermic sleeve compositions containing aluminum dross. Ashland Inc.
8. Грачев А. Н., Коровин В. А., Леушин И. О., Смирнова Н. А. Концепция рециклинга отходов в литейно-металлургических технологиях и ее реализация на предприятиях Нижегородского региона // Заготовительные производства в машиностроении. 2014. № 2. С. 10–14.
9. Грачев А. Н., Леушин И. О., Леушина Л. И. Схема использования промышленных отходов на литейных предприятиях // Литейное производство. 2016. № 8. С. 34–37.
10. Козина Л. Н., Перерва В. В., Бухонов Д. О., Журилкина Е. С. Переработка лома черных металлов посредством экзотермических смесей // Вестник НГИЭИ. 2014. № 12(43). С. 25–31.
11. Галдин Н. М., Чистяков В. В., Шатульский А. А. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок / под общ. ред. В. В. Чистякова. — М. : Машиностроение, 1992. — 256 с.
12. Patent US 6133340 A. Sleeves, their preparation, and use Ashland Inc.
13. Пат. 2369462 РФ, МПК⁷ B 22D 27/06. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок / А. И. Беляков, А. А. Беляков, П. А. Борсук, С. Г. Сайфаев, Д. Мацарелли, Н. В. Зверев, В. В. Аникеев — № 2008134283/02; заявл. 20.08.2008; опубл. 10.10.2009, Бюл. № 28.
14. Пат. 2229488 РФ, МПК⁷ C 08 L 61/10, C 08 K 13/2. Холоднотвердеющая смесь / П. А. Борсук, А. С. Кафтанников, В. С. Андрианов, С. И. Савилов, Е. А. Чернов ; заявитель и патентообладатель П. А. Борсук — № 2001135183/042001135183/04; заявл. 10.08.2003; опубл. 27.05.2004, Бюл. № 15.
15. Борсук П. А., Лясс А. М. Жидкие самотвердеющие смеси. — М. : Машиностроение, 1979. — 255 с.
16. Пат. 2601721 РФ, МПК⁷ B 22D 27/06. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок / А. Н. Грачев, И. О. Леушин, Л. И. Леушина, М. С. Боков ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева» (НГТУ). — № 2015108354/02 (013325); заявл. 01.03.2015; опубл. 10.11.2016, Бюл. № 31.