> Энциклопедический словарь Гранат, страница 287 > Литература
Литература
Литература, в более широком смысле—совокупность всех писаных произведений слова, художественных, философских, научных и так далее, в более узком смысле—совокупность всех только художественных произведений слова, т. е. таких, в которых сказалась работа творческой фантазии, причем первоначально эти произведения существовали только в устной передаче (Л. первобытных народов, Л. народная). Написанная на господствующем языке данной национальности, Л. является одним из существенных признаков национальности, причем однако почти в каждой стране на ряду с Л. на господствующем языке существовала и существует и Л. на местных наречиях. Как одно из проявлений интеллектуальной деятельности данной национальности, Л. находится под постоянным влиянием всех (экономических, политических, идейных) факторов, определяющих вообще жизнь данного народа и общества, и изменяется как по содержанию, так и по форме по мере того, как меняется вообще обстановка (социально - политическая и идейно - психологическая), в которой проявляется интеллектуальная жизнь и художественное творчество данного народа и общества. Являясь таким образом одной из отраслей культуры той или другой национальности, отражая настроения, идеалы и стремления того или другого общества или, вернее, отдельных составляющих его классов и групп, в их преемственном развитии, Л. служит драгоценным материалом для ознакомления с историей культуры. Представляя собой, с одной стороны, часть истории культуры, Л., как одна из разновидностей художественного творчества, соприкасается, с другой стороны, с остальными видами искусства (особеп-
Процесс отливки состоит в том, что расплавленный металл вливается в заранее приготовленную форму и, затвердевая в ней, принимает сам очертания, очень близко подходящия к очертаниям формы. Формы приготовляются при помощи моделей и шаблонов. Модель представляет тело, подобное тому, которое желают получить при отливке, и может приготовляться из различных материалов: дерева, металла, глины, гипса и др. При формовке модель обкладывается слоем формовочного материала, но слой этот делается не цельным, а составляется из частей так, чтоб каждую часть отдельно легко было снять с модели. Поверхности, по которым отдельные части формы соприкасаются между собой, мы будем называть поверхностями раздела. Полученные таким образом отдельные куски формовочного материала, снятые с модели и составленные потом вместе в одно целое, и представят собой форму, причем ея внутренняя поверхность будет совершенно совпадать с внешней поверхностью модели. Иногда, вследствие причудливого очертания отливаемой вещи, представляется невозможным получить с нея слепок. В таких случаях очертание самой модели упрощают, а чтоб придать форме надлежащий ви гь, в нее вставляют отдельные куски, так называемым стержни или шишки. Стержни приготовляются в особых стержневых ящиках, которые для стержней являютоя теми же формами и могут, подобно моделям, приготовляться из различных материалов: дерева, металла, гипса, глины и др. К употреблению стержней часто прибегают также с целью облегчить формовку или получить форму более прочной, хотя та же самая форма могла бы быть исполнена и без стержней. Чтоб стержень становился правильно и прочно держался в форме, на модели, в том месте, где должен быть поставлен стержень, делается выступ, или знак, который при формовке дает отпечаток в форме. Подобное добавление, или знак, делается и в стержневом ящике. Эти знаки в виде впадины в форме и соответствующого выступа на стержне и служат для правильной постановки отержня. Кроме формовки при помощи моделей, формы могут быть приготовлены от руки, изваяны. Так как в машиностроении и вообще в строительном деле громадное число деталей представляет из себя правильные тела вращения или другия правильные геометрические фигуры, то изваяние таких форм может бытт. произведено очень просто при помощи так называемым шаблонов, представляющих из себя образующую поверхности формы, причем эти шаблоны прикрепляются к оси вращения,совпадающей с геометрической осью формуемого тела вращения; точно так же можно получать плоские и другия поверхности, заставляя шаблон соответствующого очертания двигаться по соответствующей формы направляющим. Наконец, формовка может производиться, комбинируя оба способа, т. е. исполняя часть формы при помощи модели и часть формы при помощи шаблона. Формы могут приготовляться открытия и закрытыя; в первом случае верхняя сторона отливаемой вещи представляет горизонтальную поверхность расплавленного металла и потому всегда должна быть плоской, во втором же она может принимать произвольное очертание. В форму металл вливается при помощи особого канала, литника. Понятно, что для заполнения всей формы металлом необходимо, чтоб отверстие литника, через которое вливается металл, или резервуар, было расположено выше, чем наивысшая точка внутренней поверхности формы. При заполнении формы, металл вытесняет находящийся внутри ея воздух, и для его выхода в форме делается особенное отверстие—выпор. В стенках формы, при наполнении ея горячим металлом, образуются пары и газы, которые должны находить свободный выход. Для этого материал, из которого приготовлена форма, должен обладать достаточной пористостью, а, кроме того, в стенках формы проделываются особые вентиляционные каналы, или отдушины, через которые и выходят газы.
Плавна. В расплавленном виде чугун и железо получаются впервые при их производстве в доменных печах, в конверторах и т. н.(сл«.ХХ, 152, прил. желе-воделательное производство, 26/46). Отливка чугунных изделий прямо из доменных печей производится очень редко. Объясняется это тем, что чугун, выпускаемый из доменной печи, оказывается весьма различного качества и, следовательно, почти невозможно получить однородных отливок. Поэтому из доменных печейчугун обыкновенно выпускается в виде штыка, который затем сортируется и для получения чугунных отливок вторично переплавляется. При этом, смешивая различные сорта штыкового чугуна, можно при переплавке получить чугун наиболее подходящого качества для
Плавка в тиглях. Тиглем называется закрытый сосуд, который наполняется переплавляемым материалом и подвергается действию жара. При плавке в тигле материал не соприкасается непосредственно с топливом или продуктами горения и потому почти совершенно не изменяет своих качеств. Но зато передача теплоты через стенки тигля происходит несовершенно и для плавки тратится слишком много топлива, следовательно, стоимость плавки выходит высокой; она еще более повышается излишними расходами на тигель, который постепенно приходит в негодность.
Печи для назревания тиглей.
Наиболее простая конструкция печи представлена на фигуре 1.
Печь состоит из небольшой шахты, выложенной из огнеупорного кирпича, внутри которой находится колосниковая решетка. Размеры и форма шахты зависят от числа тиглей, которые предполагают нагревать одновременно. Чтоб было удобнее вынимать тигли, вся печь опускается вниз, так чтоб верхнее отверстие шахты было на уровне пола. Для притока воздуха, перед шахтой делается намера, покрытая решеткой. Так как наибольший жар получается на некотором расстоянии над решеткой, то для более энергичной плавки тигель ставится на подставке высотой 60—100 миллиметров. Снаружи шахту следует обделывать чугунными или железными плитами. Для вынимания тиглей из печи служат “пшцы, изображенные на фиг 2 Топливом для таких печей может слу- Фигура 2.
жить кокс и древесный уголь. Недостатки описанных печей в том, что продукты горения отводятся при очень высокой температуре, выше температуры плавления металла, вследствие этого утилизация теплоты происходит очень несовершенно, чем обусловливается большой расход топлива. Чтобы несколько уменьшить этот недостаток, тигельные печи делаются двойные и с рекуператорами. Двойная печь состоит из двух почти совершенно одинаковых тигельных печей, поставленных одпа за другой, так что продукты горения, выйдя из одной печи, поступает в другую. В первой происходит плавка, а то второй металл подогревается.
Кроме того, газы из последней печи не выпускаются прямо в трубу, а проходят через рекуператор, т, е. каналы, которые с другой стороны омываются воздухом, идущим навстречу газам и поступающим в топку. При таком встречном токе газы отдают свою теплоту воздуху, вследствие чего утилизация теплоты происходит еще более полная, и, кроме того, является возможность получить в топке более высокую температуру. Нагревание может производиться также газом, нефтяными остатками или сырой нефтью, сжигая нефть в особых горелках. Если приходится нагревать большое количество тиглей, то можно для их нагревания применять генераторные печи Сименса, работающия более экономично (смотрите железоделат. производство).
При плавке в тиглях состав металла почти не изменяется, как уже сказано, и потому для плавки нужно брать металл, по составу такой же, какой желательно иметь в отливке. Однако некоторые изменения в составе металла все таки происходят. В тигле при его закрытии всегда находится воздух; кроме того, с металлом в тигель попадает ржавчина; поэтому при плавке прежде всего образуются богатые железом шлаки, которые действуют окислительным образом на содержащийся в тигле металл, понижая в нем содержание углерода, кремния и марганца. Но при дальнейшей плавке шлаки увеличиваются на счет материала тигля и, теряя при этом свою окислительную способность, позволяют металлу снова поглощать углерод и кремний из стенок тигля. В результате после плавки получается металл с несколько большим содержанием углерода и кремния и с меньшим содержанием марганца.
Плавка в отражательных печах. Устройство пламенной печи подобно фигура 15. в ст. железоделательн. производство. Чугун загружается на более высокую часть пода, под действием горячих газов плавится и, стекая вниз навстречу горячим газам, слегка подогревается Печь удобно применять для плавки чугуна только в том случае, если нужно отлить тяжелую вещь, для отливки же легких вещей пламенная печь неудобна. При плавке стали лучше применять регенераторные печи, так как только в них легче получить температуру, необходимую для плавки стали; но вследствие того, что такие печи оказываются экономичными исключительно при долгой, непрерывной работе, сталь в регенераторных печах плавится только на больших железоделательных заводах. При небольшом же производстве стальных изделий сталь плавят в тигельных печах. Подобные же печи применяются для плавки меди.
Плавка в вагранках. Вагранка представляет собой видоизменение доменной печи и впервые появилась в Англии в конце XVIII столетия (1774 г.), в то время, когда после изобретения Уатта машиностроение начало быстро развиваться jg, явилась потребность в более удобном способе плавки чугуна, чем существовавшая до того времени плавка в доменных и пламенных печах. Вагранка (фигура 3) представляет из себя шахту, обыкновенно с круглым сечением. Нижняя часть ея (горн) имеет большое отверстие (рабочее отверстие, или грудь вагранки), дающее доступ во внутренность шахты для ея исправления. Рабочее отверстие В во время плавки заложено кирпичом. В груди или с противоположной стороны вагранки оставляется небольшое выпускное отверстие, через которое производится выпуск металла; оно обыкновенно закупорено глиной и, когда нужно, пробивается железной полосой. На некоторой высоте от дна, или лещади вагранки делается несколько отверстий Т (фурм), через которые производится вдувание воздуха. Верхняя часть вагранки (колошник) А открыта, и через нее производится загрузка топлива и чугуна определенными порциями (колошами, или шихтами). Прежде всего на лещади вагранки разводится огонь из дров и загружается большая порция топлива (холостая колоша). Высота холостой колоши должна быть такова, чтобы верхний уровень ея возвышался над фурмами на 250—300 миллиметров. На холостую колошу нагружаются чередующиеся слои чвгвна и топлива. Вследствие вдувания воздуха через фурмы, на некоторой высоте от них устанавливается пояс с наиболее высокой температурой; здесь главным образом происходит плавка чугуна, почему этот пояс и называется плавильным. Часть холостой колоши, лежащая над фурмами, постепенно сгораете и развивает необходимое для плавки тепло. Когда колоша чугуна расплавится, тогда на холостую колошу опускается промежуточная колоша топлива и восстанавливает убыль топлива холостой колоши. Таким образом холостая колоша, кроме того, что дает необходимое для плавки тепло, но и является еще опорой, на которой покоится плавящийся чугун, и для того, чтобы процесс плавки шел в одинаковых условиях, нужно, чтобы размер холостой колоши все время плавки не изменялся. Промежуточные шихты топлива между шихтами чугуна забрасываются для того и в таком количестве, чтобы, опускаясь на холостую колошу, оне поддерживали ея размер и тем поддерживали на должной высотеплавильный пояс, сгорая, выделяли тепло, необходимое для плавки и перегрева чугуна, а также для образования жидких шлаков и возмещения потерь тепла через поверхность вагранки. Расплавленный чугун по каплям стекает вниз и собирается в горне, или же сбоку вагранки пристраивается особый резервуар для собирания чугуна, так называемым скоп. Опускаясь в виде капель по раскаленному добела топливу, чугун сильно перегревается, и потому нет необходимости, как в других способах плавки, ждать некоторое время, пока чугун примет надлежащую температуру. Как только чугун попал в горн, его можно сейчас же употреблять для отливки. Вагранка имеет столь значительное преимущество перед остальными способами плавки чугуна, что, как только она появилась, сейчас же нашла себе большое применение, и в настоящее время все литейные заводы употребляют только вагранки, пользуясь другими способами плавки лишь в исключительных случаях. Вагранка имеет еще то преимущество, что в ней гораздо совершеннее происходит утилизация теплоты. Горячие газы, проходя через толстый слой топлива и металла, могут отдать им почти всю содержащуюся в них теплоту. Даже при сравнительно невысоких ваграйках (4 метра) отходящие газы могут иметь температуру около 100° Ц. Вместе с тем нагревающийся при своем опускании металл, а также и топливо поглощают гораздо меньше теплоты в месте ея выделения, вследствие чего температура около фурм может быть получена очень высокая и, благодаря етому, металл хорошо перегревается. При прохождении металла через слои раскаленного топлива он всегда насыщается углеродом. Только чугуны, очень богатые углеродом, могут немного его потерять вследствие окислительного действия воздуха. Вообще же, как бы беден углеродом чугун ни был, после плавки его в вагранке содержание углерода в металле не бывает менее 2,8%. Ив сказанного ясно, что вагранка может служить исключительно для плавки чугуна. Сталь в ней плавить нельзя, так как, насыщаясь углеродом, она будет переходить в чугун ).
Топливо для вагранок. Как топливо для вагранок употребляется древесный уголь, антрацит и кокс. Кокс является наиболее распространенным топливом для вагранок; во многих случаях, без всякого ущерба для качества получаемого чугуна, кокс может быть заменен антрацитом, если экономические сообра жения говорят в пользу этого последнего топлива При этом нужно иметь в виду не только стоимость самого топлива, но и то обстоятельство, что при работе с антрацитом необходимо более сильное дутье, а следо ватсльно, и больший расход на движущую силу.
Процесс горения топлива в вагранке. При вдувании через фурмы воздуха содержащийся в нем кислород соединяется с углеродом топлива и образует углекислоту. Двигаясь кверху и находясь в соприкосновении с раскаленными поверхностями топлива, углекислота поглощает из него еще одну часть углерода и переходит в окись углерода. Окись углерода, в свою очередь, смешиваясь с остальной массой воздуха, находящагося между частицами топлива и содержащого свободный кислород, сгорает снова в углекислоту. Это продолжается до тех пор, пока в воздухе находится большое количество свободного кислорода. По мере того, как содержание в воздухе свободного кислорода уменьшается, не вся окись углерода может сгореть в углекислоту, и часть ея остается в продуктах горения. Наконец, когда кислорода остается очень мало, конечным продуктом горения получается почти исключительно одна окись углерода. Как известно, один килограмм углерода, сгорая в углекислоту, выделяет 8080 калорий; сгорая же в окись углерода, выделяет только 2473 калории. Из этого ясно, что если конечным продуктом горения является окись углерода, то при этом теряется более а/, теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива, и потому при таких условиях будет тратиться излишне большое количество топлива, и плавка в вагранке будет идти очень неэкономично. Следовательно, необходимо заботиться о том, чтоб эгораниф топлива в вагранке происходило возможнох) Более подробно о плавке железа в вагранке сантиметров Ледебур, «Литое железо».
| полно, т. е. чтоб углерод сгорал в углекислоту, а не в окись углерода. Предупредить образование окиси углерода можно, сообразуя толшину забрасываемых в вагранку колош топлива с силой дутья. От силы дутья зависит скорость движения воздуха внутри вагранки; следовательно, при данной скорости движения, можно выбрать такую толщину колоши, что, проходя через нее, воздух будет содержать еще достаточно свободного кислорода для предупреждения образования окиси углерода. 11о выходе же из топлива и проходя через колошу металла, газы настолько охладятся, что в следующей колоше топлива разложение углекислоты уже не будет иметь места. Таким образом, для каждой толщины колоши топлива должна существовать наиболее
Фигура 4.
выгодная скорость движения воздуха и соответствующая ей сила дутья. Чрезмерно уменьшать толщину колоши тоже нельзя, так как при этом проходящий через нее воздух не успеет достаточно подогреться и получить необходимую для горения высокую температуру. Поэтому вообще лучше забрасывать более толстия колоши топлива и, соответственно, увеличивать силу дутья и скорость движения воздуха. Практика действующих вагранок показывает, что наиболее выгодный ход будет при возможно малом количестве воздуха, вводимого в вагранку. Хотя при этом мы и потеряем несколько на топливе вследствие неполноты горения, но зато получим очень высокую температуру и, соответственно с этим, очень горячий чугун, более пригодный для литейных целей, дающий меньше брака в отливках и на этом с избытком покрывающий потери на топливе. На практике, в хорощо действующих вагранках, вдувается для сжигания одного кер. кокса 10—11 куб метров воздуха.
I
Из различных конструкций большой известностью пользуется вагранка Кригара (фигура 4—6). По бокам вагранки расположены два чугунные ящика, в которые приводится дутье. Из этих ящиков дутье в игранкувводится через две щели (фигура 5) по направлению книзу. Под щелями имеются камеры, куда собственно и вдувается воздух. Для более полного сгорания топлива щели расположены не на одном уровне, а одна выше другой.
Описанное расположение щелей весьма удобно, так как оне не соприкасаются с топливом и потому не могут зашлаковываться. Как видно из чертежа, в нижней части вагранки футеровка двойная: внутренняя часть выгорает и меняется, внешняя же остается без ремонта более долгое время. Лещадь вагранки состоит из чугунной плиты на шалнере, откидывающейся вниз (фигура 4—5). Эта плита, или клапан, каждый раз перед задуванием вагранки, чтоб не подвергаться разъеданию расплавленным металлом, покрывается с внутренней стороны особой набойкой. Снизу она подпирается или железным шестом или удерживается особой скобой. Когда плавка кончилась, колонки из-под лещади выбиваются прочь, клапан падает, и вслед за ним из вагранки вываливаются остатки несгоревшего кокса и шлаки. Спереди вагранки приделан ящик, так называемым скоп, впервые предложенный также Кригаром. Служит он для собирания чугуна и удобен тем, что в нем может быть скоплено довольно большое количество чугуна без заметного его охлаждения, в случае отливки тяжелых вещей. В передней стенке скопа сделана дверка для более удобного исправления и очистки его внутренности после плавки. Недалеко от верхней стенки должно быть сделано отверстие а для выпуска шлаков, когда их накопится слишком много. Присутствие скопа удобно и в том отношении, что при нем чугун постепенно стекает с лещади самой вагранки, и потому при выпуске чугуна вся загрузка вагранки не оседает сразу, как это бывает в вагранках без скопа, причем топливо и чугун проходят мимо фурм слишком быстро.
Вагранка Грейнера и Эрпфа (фигура 7). Желая совершенно уничтожить образование в вагранке окиси углей рода, Грейнер и Эрпф предложили вдувать свежий воздух по всей высоте вагранки. Для этого кругом вагранки делается или особый железный ящик, в который приводится дутье, или пользуются ящиком, соединяющим между собой фурмы, и из него параллельно оси вагранки на равном расстоянии по ея окружности ставится ряд небольших трубок (числом 9—10), которые затем вводятся в отверстия, расположенные по винтовой линии на поверхности вагранки, помещая первое отверстие на расстоянии 1000 миллиметров. от главных фурм. Или же трубки вводятся в вагранку так, как показано на фигуре 7. Каждая такая трубка при входе в вагранку снабжена смотровым отверстием, а кроме того, краном, при помощи которого можно регулировать количество притекающого по ней воздуха. Опыт показал, что подобное устройство, так же, как вагранки с двойным рядом фурм, приносит мало выгоды, и потому в настоящее время переходят к вагранкам с одним рядом фурм, вводящих воздух с большою скоростью.
Наиболее ходовые размеры вагранок колеблются от 750 до 1200 миллиметров. диаметром. Малия вагранки практичны только для плавки небольшого количества чугуна, вагранка же для обыкновенных заводских целей не должна быть меньше 500 миллиметров., иначе внутрь ея нельзя влезть для ремонта. Высота вагранок изменяется от 3 метр. до 4 метров.
Приспособление для подъема материалов к колошниковому отверстию. Колошниковое отверстие вагранки находится от уровня пола литейной на 3,5—4,5 метр., и потому должно быть устроено какое-нибудь приспособление для более удобной подачи материалов, назначенных для загрузки вагранки. С этой целью около колошникового отверстия устраивается платформа (фигура 8), достаточна просторная, чтоб на ней могло поместиться все количество топлива и чугуна, переплавлйемое за один раз. Обыкновенно металлические колоши составляются из различных сортов чугуна, смешанных в определенной пропорции; все это должно быть развешано
Фигура 6.
| еще до задувки вагранки, и колоши аккуратно разложены на платформе, так что при плавке рабочему остается только их забрасывать в вагранку. К платформе должна быть устроена хорошая лестница, по которой рабочие могли бы удобно носить материалы. Еще лучше делать около платформы подъемник (фигура 8).
Расход топлива. Расход топлива зависит от его качества, от качества и вида чугуна, а также от ведения плавки и от размера плавки. При определении расхода топлива нужно принимать во внимание все топливо, закидываемое в вагранку, следовательно—и холостую колошу; величина же последней почти не изменяется, плавится ли много чугуна, или мало, и потому, чем больше сразу плавится чугуна, тем экономичнее будет плавка. Поэтому совершенно неправильны те цифры, которые очень часто приводятся, не принимая во внимание холостой колоши: благодаря этому, иной раз изобретатели вагранок приводят совершенно невероятные результаты действия вагранки, утверждая, что их вагранка плавит более 25 весовых частей чугуна на 1 часть кокса, т. е. более теоретически возможного количества. На самом же деде, если при
нять во внимание холостую колошу, то сообразно с различными условиями плавки хорошо устроенные вагранки на один килограмм кокса плавят от 10 до 15 кил. чугуна. При этом действие вагранки тем экономичнее, чем больше чугуна плавится сразу и чем быстрее идет плавка, Следовательно—чем больше сила дутья.
Сила дутья и работа, необходимая для ея получения. При хорошем действии вагранки сила дутья должна быть согласована с размером вагранки. Чем больше диаметр вагранки, тем больше должна быть упругость дутья, чтобы воздух мог пройти до середины вагранки. Желательно, чтобы сила дутья не подымалась выше 600 миллиметров. и не опускалась ниже 300 миллиметров. водян. столба. Так как работа вагранки продолжается в течение 2—4 часов в сутки, то при выборе аппаратов, производящих дутье, не столько заботятся об их экономичной работе, сколько о простоте и дешевизне первоначального устройства. Вследствие этого в литейных применяются не воздуходувки, а вентиляторы.
Изменение химического состава чугуна при плавке в вагранке. По мере того, как чугун опускается в вагранке, он постепенно подогревается до температуры плавления, плавится и затем по каплям стекает через раскаленные слои топлива в горн. В этом капельно-жидком состоянии чугун особенно сильно подвергается окислительному действию встречного тока воздуха, содержащого в себе еще в достаточном количестве свободный кислород и углекислоту. Марганец является наибгяЬе окисляющимся телом, и чем богаче чугун содержанием марганца, тем больше будут защищены другия примеси от выгорания. На ряду с марганцем также выгорает и кремний, вследствие чего после каждой переплавки чугун стано»
вится беднее графитом, твердеет и в конце концов может совершенно перейти в белый чугун. Самое железо, хотя и менее сродно к кислороду, чем кремний и марганец, все-таки немного сгорает даже и в присутствии этих тел. Углерод все время поглощается чугуном из топлива, и потому его выгорания незаметно; только чугуны, очень богатые углеродом, теряют его в небольшом количестве, бедное же углеродом железо, наоборот, поглощает его из топлива, и поэтому, как уже было сказано, плавка стали в вагранке невозможна. Сера и фосфор при плавке почти не выгорают; наоборот, содержание серы может увеличиться в значительной степени вследствие поглощения ея чугуном из топлива, если не будет к последнему примешан в достаточном количестве известняк, который предупреждает переход серы из топлива в чугун и даже отчасти поглощает серу из чугуна.
Угар чугуна в вагранке. Угар чугуна в вагранке колеблется от 3 до 6%. Угар тем больше, чем полнее происходит сгорание топлива, и потому угар чугуна всегда находится в обратном отношении к расходу топлива.
Материалы и приспособления, употребляющиеся при формовке. Формовочный материал. Материал для изготовления форм должен обладать следующими качествами: 1) достаточной огнеупорностью, т. е. не разрушаться под действием высокой температуры расплавленного металла; 2) достаточной пластичностью и вязкостью, т. е. при отпечатывапии в нем модели легко принимать ея форму и затем хорошо сохранять ее; 3) достаточной пористостью, чтоб быть в состоянии легко пропускать через себя образующиеся при отливке пары и газы; 4) небольшой теплопроводностью, чтоб не производить закала изделий; впрочем, это качество в некоторых случаях специальных отливок может требоваться как раз обратным; 5) податливостью, чтоб позволять металлу при охлаждении свободно сокращаться; 6) дешевизной. Материала, который бы обладал всеми вышеуказанными качествами, не существует; но наиболее подходящими к намеченным требованиям материалами являются песок и глина.
Формовочный песок. Совершенно чистый песок (кремнезем) для формовки не годится, так как он не обладает вязкостью; при смачивании он немного слипается, но по высыхании сейчас же вновь рассыпается, поэтому формовочные пески должны всегда содержать известное количество глинозема. Глинозем сообщает песку вязкость и пластичность; кремнезем сообщает огнеупорность. Глинозем содержится в формовочных песках в количестве от 5 до 15%. На вязкость песка, кроме примеси глины, влияет величина и форма его 8ерен. Крупные зерна, круглой формы, не имеют почти никакой вязкости; наоборот, мелкие с неправильной поверхностью пристают друг к другу гораздо лучше. Тем не менее даже и при такой форме верен песок, если он сух, не имеет никакой пластичности и при сдавливании рассыпается. Поэтому формовочный песок, чтоб получить достаточную степень вязкости и пластичности, должен быть смочен водой. При высыхании вязкость песка значительно уменьшается, и потому при-готовиенные из него формы должны отливаться еще в сыром состоянии (формовка в сыром песке). При наполнении сырой формы расплавленным металлом в ея стенках развивается большое количество паров, которые должны находить себе легкий выход; иначе, вследствие развившагося давления в стенках, форма может разрушиться. Следовательно, стенки должны быть пористы. Пористость песка тем больше, чем больше его зерна и чем неправильнее их форма. Зерна в виде пластинок или параллелепипедов могут плотно слегаться и представлять очень малую пористость. Независимо от формы зерен важно также, чтоб величина их была по возможности одинакова; если в песке имеются большия и малия зерна, то последния могут разместиться между большими и таким образом сильно уменьшить его аористооть. Еще в большей степени уменьшает пористость песка присутствие в нем пыли, и потому песок, содержащий пыль, для формовки совершенно не годится. Примесь глины тоже уменьшает пористость песка; и хотя по мере того, как содержание глины в песке увеличивается, увеличивается прочность формы, но вместе с тем уменьшается проницаемость ея стенок: если песок содержит глины более 10%, то приготовленныя
| из него формы настолько плотны, что их уже нельзя отливать сырыми, а нужно предварительно высушить (формовка в сухом пест). Следовательно, вязкость песка и его проницаемость находятся в обратном отношении, и увеличивая одну из них, мы всегда уменьшаем другую. Кроме прочности и проницаемости стенок, форма должна обладать мягкой, гладкой поверхностью, при этом и поверхность отливки получит красивый гладкий вид. Для этого необходимо, чтоб зерна песка были достаточно мелки. Чем крупнее. зерна, тем грубее будет получаться поверхность у отливаемой вещи. Поэтому чем мельче отливаемые предметы, чем большую отчетливость желают получить в рисунке, с сохранением всех острых ребер, тем мельче должен быть взят песок, или, если такого песка нет, то его искусственно нужно измельчить. Но при этом нужно помнить, что для каждого сорта песка существует предел его измельчения, перейдя который, форма получается уже недостаточно пористой. Песков, совершенно не изменяющих своих качеств под действием высокой температуры, нет. Даже самые лучшие формовочные пески при каждом сильном нагреве становятся более тощими (уменьшается содержание глины), причем они теряют свою вязкость; и потому, чтобы восстановить вязкость песка, к нему после каждой отливки прибавляют несколько свежого, не бывшего еще в употреблении, песка. Так как прочностью и пластичностью должна обладать только поверхность формы, то только для, этой части формы и примешивают свежого песка; остальная часть формы должна обладать только достаточной проницаемостью и потому может быть исполнена из старого, бывшего уже в употреблении песка. Соприкасаясь с расплавленным металлом, песок способен плавиться и пригорать к металлу, образуя на нем стекловидную корку, очень трудно отделяемую даже самым твердым вубилом. Толщина этой корки может быть от 1/« миллиметров. до 10 миллиметров., в зависимости от свойств песка и величины отливки. Чтоб предупредить подобное пригорание песка, делающее поверхность отливок некрасивой и трудной для обработки, к песку примешивают мелко истолченный каменный уголь. Под действием высокой температуры каменный уголь выделяет газы и вследствие этого уже до некоторой степени понижает температуру, а кроме того, выделенный газ обволакивает тонкой пленкой песочные зерна и таким образом изолирует их от расплавленного металла. Действие каменного угля будет тем лучше, чем богаче он газами и чем мельче он истолчен. Каждое песочное зерно должно быть окружено мелкой угольной пылью. Следовательно, для надлежащого действия каменного угля, он должен быть отлично перемешан с песком, иначе его примесь может даже оказаться вредной, так как будет только развивать излишнее количество газов в форме, не защищая в то же время песка от пригорания. Чем больше давление металла испытывает форма, тем крупнее песок должен употребляться для ея формовки. Под сильным давлением форма стремится деформироваться, и для предупреждения этого песок должен набиваться плотно, а плотную набивку, не теряя пористости, может выдерживать только крупный песок. В силу же этого жирный песок, который непременно сушится, может набиваться тоже плотно, и потому он наиболее подходит для исполнения форм, подверженных большому внутреннему давлению металла“
Разделительный песок. Совершенно чистый песок, почти не имеющий вязкости, употребляется в литейном деле для посыпания поверхностей раедела, чтоб оне не слипались между собой и легко отделялись при разнятии форм.
Глина. Под этим названием подразумевают в литейных очень жирный песок, смешанный с различными органическими веществами: соломой, навозом, шерстью, мякиной и тому подобное. Все эти вещества примешиваются с тою же целью, кок и огнеупорные вещества примешивались к массе т. е. уменьшить склонность глины при просушке давать трещины. Примешивать в данном случае неорианические вещества нельзя, так как глина имеет и без того достаточную примесь песка и потому может оказаться слишком тощей. Органические же вещества, будучи прамеш ы к глине, при сушке разлагаются, отчасти в летучи аются и образуют при этом из глины пористую мие:у, которая может уседать, нф давая трещин. Навоз примешивается в большом количестве: от /« до равного мо объёму количеству глины. Все это смешивается вместе с обильным количеством воды, так что смесь получается в виде теста. В стом отношении глина совершенно отличается от формовочного песка, который смачивается водой лишь настолько, чтобы получить известную вязкость, но к руке, например, он совсем ие должен приставать; глина же липнет к поверхности, на которую она наложена.
Припыл. Чтоб еще больше предохранить внутренность формы от действия расплавленного металла и не позволить формовочному материалу пригорать к чугуну, внутренность формы, если последняя наполняется в еыром состоянии, покрывается тонким слоем так называемым припыла. Наиболее употребительным припылом является древесный уголь. Соприкасаясь с расплавленным чугуном, припыл сгорает, образуя изолирующий слой газа между поверхностью формы и j металлом. Как припыл употребляется также мелко истолченный графит. Он очень огнеупорен, и потому почти не подвергается действию расплавленного чугуна; но недостаток графита в том, что он недостаточно прочно держится на поверхности формы, может легко смываться металлом, а кроме того, при приглаживании он проникает в поры песка, закупоривает их и таким образом поверхность формы делает менее проницаемой для газов. За границей существуют целые заводы, специально занимающиеся приготовлением припылов, наиболее соответствующих для различных случаев литейной практики.
Формовочные чернила. Назначение их то же, что и припыла: покрывать изолирующим слоем внутренность формы и тем предупреждать пригорание формовочного материала к чугуну. Формовочные чернила употребляются для сухих форм, так как на совершенно сухой поверхности припыл держаться не может. Составляются они обыкновенно из смеси графита, древесного угля и глины, совершенно жидко размешанных в чистой воде или воде, содержащей еще другия примеси (муку, патоку, пиво).
Машины для приготовления формовочных материалов. Все формовочные материалы представляют смеси различных тел, и для того, чтоб вполне удовлетворять литейным целям, вое составные части формовочных материалов должны быть измельчены до надлежащей степени, затем хорошо перемешаны и просеяны. Производить все эти операции ручным способом потребовало бы слишком много времени, да и работа обошлась бы дорого; поэтому в хороших литейных для указанных целей устанавливаются следующия машины. —
Сита. Так как для различных форм требуется песок различной крупности, то для сортировки необходимо песок просеивать. После отливки на полу литейной остается много разбрызганного чугуна, который при уборке нужно отсеять от земли. Для зтой цели в некоторых литейных сита ставятся на тележки, двигающияся по рельсам, проложенным вдоль литейной; сито приводится в движение электромотором и, передвигаясь в различные места литейной, отсеивает землю. Земля идет опять для приготовления форм, а чугун вывозится прочь и переплавляется в вагранке. Так как просеивать песок можно только в сухом состоянии, то для его сушки в литейных устраивают особия сушилки.
Вращающийся барабан является одной из самых ростах машин для измельчения каменного $тля, песка, древесного угля и тому подобное. Состоит он из вращающагося вместе с валом чугунного барабана от 600 миллиметров. до 1000 миллиметров. в диаметре и 1000—1300 миллиметров. длиной. Внутри барабана помещается несколько чугунных шаров или 2—3 чугунных валика, диаметром около 6—10 миллиметров. Для васыпки материала в одной из плоских стенок имеется отверстие, закрывающееся крышкой. При вращении барабана шары или вальцы катятся по его поверхности и перетирают, измельчают находящийся в барабане материал.
Бегуны. Эта машина имеется почти в каждой питейной, и на ней можно производить все работы по изготовлению формовочных материалов, как-то: молоть уголь, измельчать песок, разминать глину, перемешивать глину с навозом и тому подобное. Машина состоит из чаши, внутри которой помещаются два бегуна. Можноили заставить бегуны ходить кругом чаши, или же бегуны делать с неподвижной осью, а заставить вращаться чашу. Относительное движение в обоих случаях получится одно и то же, но второе устройство безопаснее и удобнее для рабочого, так как при подвижных бегунах последние очень легко могут наскочить на рабочого, насыпающого или поправляющого материал в чаше, и вообще мешают работе; во втором случае этого не происходит.
Дес::нтегратор. Для перемешивания материалов большое распространение получил дезинтегратор, пред-
Фигура 9.