СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ СУШКОЙ Российский патент 2001 года по МПК B22C1/16 

Описание патента на изобретение RU2162384C2

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам стержневых смесей, отверждаемых тепловой сушкой.

Известна смесь для изготовления форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой, которая содержит в своем составе глину формовочную, алюмохромфосфатное связующее. Лигносульфонаты, крепитель КО и огнеупорный наполнитель. Применение такой смеси позволяет получить образцы с высокими прочностными показателями (σp после сушки достигает 20 кгс/см2) и низкой осыпаемостью (не более 0,02%). Однако стержни и формы из данной смеси требуют длительного цикла сушки (180-200oC в течение 3-6 часов) и кроме того, при тепловом воздействии в результате взаимодействия лигносульфонатов и КО в атмосферу выделяется бензопирен и акролеин, которые являются сильнодействующими ядами (авторское свидетельство N 954137, кл. В 22 С 1/16, 1982).

Известно связующее для изготовления литейных форм и стержней теплового отверждения, включающее алюмохромфосфатное связующее и соединения на основе полиглицеринов (авторское свидетельство СССР N1159716, кл. В 22 С 1/18, 1983). Применение такого связующего в составе смеси позволяет улучшить качество форм и стержней за счет повышения их прочности. Однако живучесть такой смеси не превышает 30 мин, что создает дополнительные трудности в массовом производстве стержней. Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм и стержней теплового отверждения, содержащая огнеупорный наполнитель, фосфорно-кислое соединение, материал на основе полиглицерина (авторское свидетельство N 1423252, кл. В 22 С 1/16, 1988).

К недостаткам следует отнести недостаточно высокие физико-механические свойства известной смеси.

Изобретение направлено на расширение ассортимента смесей для изготовления литейных стержней, отверждаемых тепловой сушкой, с улучшенными технологическими характеристиками.

Использование в составе смеси H3PO4 в сочетании с АХФС и отходом переработки глицерина, при определенном способе ее приготовления позволяет получить технический результат, выражающийся в обеспечении стабильности свойств смеси в течение 6 часов с момент ее приготовления. Реализация указанного технического результата гарантирует получение качественного отпечатка стержня за счет повышения живучести до 6 часов и наличия сырой прочности в пределах 0,10-0,14 кгс/см2.

Для достижения указанного технического результата предлагается смесь для изготовления литейных стержней, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая огнеупорный наполнитель, фосфорно-кислое соединение и материал на основе полиглицерина, содержит в качестве фосфорно-кислого соединения ортофосфорную кислоту и алюмохромфосфатное связующее в соотношении 1:6, а в качестве материала на основе полиглицерина - отход переработки глицерина с содержанием хлорида натрия 14-15%, при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
Фосфорно-кислое соединение - 3,5 - 4,0
Отходы переработки глицерина - 0,5-0,7
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Алюмохромфосфатное связующее представляет собой кислую фосфорно-кислую соль трехвалентного хрома и алюминия (ТУ 6-18-166-83). Исходная плотность 1,55-1,65 г/см3. Ортофосфорная кислота 85%-ной концентрации, исходная плотность 1,68 г/см3. Отход переработки глицерина (ТУ 6-01-023314-92-89) представляет собой жидкость темно-коричневого цвета следующего состава, мас.%: хлорид натрия 14-15: вода 36-40: полиглицерин 40-50. Полиглицерин содержит, мас. %: глицерин 4-5; триглицерин 4-5; тетраглицерин 12-13; вода 5-6; диглицерины остальное.

Фосфорно-кислое соединение готовят путем механического перемешивания алюмохромфосфатного связующего с ортофосфорной кислотой в соотношении 6:1. Указанное соотношение является оптимальным, позволяющим получить необходимые физико-механические показатели смеси.

Для получения оптимальных физико-механических свойств смеси для заявляемого состава предлагается следующий способ приготовления: в огнеупорный наполнитель добавляют отход переработки глицерина и перемешивают 2,0-2,5 мин, затем при постепенном дозировании добавляют фосфорно-кислое соединение и тщательно перемешивают в течение 6,0-6,5 мин. Такой способ приготовления обеспечивает равномерное распределение отхода переработки глицерина вокруг поверхности зерна наполнителя. Жидкая композиция, после ее дозирования в смеситель, обволакивает зерно наполнителя, пропитанное отходом переработки глицерина и при механическом воздействии (при давлении катков смешивающих бегунов) образуется равномерно распределенная пленка на поверхности зерна кварца, при этом содержание влаги в ней уменьшается на 8-12% за счет первоначального взаимодействия ортофосфорной кислоты с хлоридом натрия, присутствующего в отходах переработки глицерина.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Ортофосфорная кислота в сочетании с алюмохромфосфатным связующим снижает ее вязкость и придает более высокую текучесть, что, во-первых, обеспечивает более тщательное распределение вокруг зерен наполнителя, а во-вторых, что самое главное, замедляет процесс взаимодействия гидрофосфатов хрома и алюминия непосредственно с самим полиглицерином, что позволяет сохранить первоначальные свойства смеси в течение 6 часов. Процесс прохождения химической реакции, а именно реакции этерификации между алюмохромфосфатным связующим и полиглицерином происходит только при температурном воздействии. В данном случае рекомендуемый режим обработки стержней - температура в пределах 120-150oC в течение 15-30 мин.

Отличием предлагаемой смеси является наличие в составе отхода переработки глицерина хлорида натрия, который при первоначальном взаимодействии с ортофосфорной кислотой, способствует снижению влажности смеси, а следовательно и повышению сырой прочности. В табл. 1 и 2 приводятся составы и свойства известного и предлагаемого состава смеси. Предлагаемый количественный состав смеси является оптимальным. При уменьшении содержания составляющих смеси (табл. 2, состав 1) снижаются конечные прочностные показатели, а увеличение содержания тех же составляющих (табл. 1, состав 5) приводит к понижению начальной прочности смеси и повышению ее влажности.

Как видно из табл. 2 заявляемый состав смеси обладает высокими прочностными показателями, необходимой газопроницаемостью и низкой влажностью. Предлагаемый состав смеси и способ ее приготовления обеспечивает наличие сырой прочности в пределах 0,10-0,14 кгс/см2 без содержания в составе смеси формовочной глины. Кроме того, заявляемый состав смеси гарантирует ее живучесть в пределах 6 часов, что в совокупности позволяет получить качественный отпечаток стержня.

Похожие патенты RU2162384C2

название год авторы номер документа
СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ 1999
  • Илларионов И.Е.
  • Денисов М.И.
  • Лысиков Д.К.
  • Стрельников И.А.
  • Турчинович Р.В.
RU2167022C1
СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ 1991
  • Багрова Н.В.
  • Николаев Н.А.
  • Тюков Е.Л.
  • Свешников А.Р.
  • Емельянович С.М.
RU2015788C1
Смесь для изготовления литейных форм и стержней 1989
  • Илларионов Илья Егорович
  • Багрова Наталья Вячеславовна
  • Багров Федор Винедиктович
  • Свешников Александр Рудольфович
  • Королев Геннадий Павлович
SU1660830A1
СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ 1998
  • Багрова Н.В.
  • Фокин В.И.
  • Королев Г.П.
  • Багров Д.Ф.
RU2146982C1
Смесь для изготовления литейных форм и стержней 1988
  • Илларионов Илья Егорович
  • Багрова Наталья Вячеславовна
  • Овчинников Анатолий Васильевич
  • Бочаров Сергей Поликарпович
SU1523244A1
Смесь для изготовления литейных форм и стержней 1989
  • Илларионов Илья Егорович
  • Багрова Наталья Вячеславовна
  • Свешников Александр Рудольфович
  • Емельянович Сергей Михайлович
  • Королев Геннадий Павлович
SU1662736A1
Связующее для изготовления литейных форм и стержней 1985
  • Илларионов Илья Егорович
  • Багрова Наталья Вячеславовна
  • Королев Геннадий Павлович
  • Тибекин Александр Игнатьевич
SU1276422A1
Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней 1984
  • Илларионов Илья Егорович
  • Королев Геннадий Павлович
  • Тибекин Александр Игнатьевич
SU1168313A1
СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ 2004
  • Евлампиев Анатолий Александрович
  • Стрельников Игорь Анатольевич
  • Иванова Людмила Александровна
RU2267376C1
Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней 1983
  • Илларионов Илья Егорович
  • Королев Геннадий Павлович
  • Охотникова Нина Анатольевна
  • Зевалкина Галина Владимировна
  • Скребцов Анатолий Михайлович
  • Емельяненко Наталья Львовна
  • Смоляков Анатолий Георгиевич
  • Куданкин Леонид Иванович
  • Запольский Игорь Владимирович
  • Евлампиев Анатолий Александрович
SU1156805A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 162 384 C2

Реферат патента 2001 года СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ СУШКОЙ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных стержней, отверждаемых тепловой сушкой. Смесь содержит, мас. %: фосфорно-кислое соединение 3,5 - 4,0, отход переработки глицерина 0,5 - 0,7, огнеупорный наполнитель остальное. В качестве фосфорно-кислого соединения используется ортофосфорная кислота и алюмохромфосфатное связующее в соотношении 1:6. В качестве материала на основе полиглицерина смесь содержит отход переработки глицерина. Отход переработки глицерина имеет следующий состав, мас. %: хлорид натрия 14,0 - 15,0, вода 36,0 - 40,0, полиглицерин 40,0 - 50,0. Использование в составе смеси ортофосфорной кислоты в сочетании с алюмохромфосфатным связующим и отходом переработки глицерина, позволяет обеспечить стабильность свойств смеси, повысить ее живучесть и сырую прочность и, следовательно, получить качественный отпечаток стержня. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 162 384 C2

1. Смесь для изготовления литейных стержней, отверждаемых тепловой сушкой, включающая огнеупорный наполнитель, фосфорно-кислое соединение и материал на основе полиглицерина, отличающаяся тем, что она содержит в качестве фосфорно-кислого соединения ортофосфорную кислоту и алюмохромфосфатное связующее в соотношении 1 : 6, а в качестве материала на основе полиглицерина - отход переработки глицерина с содержанием хлорида натрия 14 - 15% при следующих отношениях ингредиентов, мас.%:
Фосфорно-кислое соединение - 3,5 - 4,0
Отход переработки глицерина - 0,5 - 0,7
Огнеупорный наполнитель - Остальное
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что отход переработки глицерина имеет следующий состав, мас.%:
Хлорид натрия - 14,0 - 15,0
Вода - 36,0 - 40,0
Полиглицерин - 50,0 - 40,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2162384C2

Способ определения влажности жидких сред в потоке 1985
  • Кудрявцев Анатолий Васильевич
  • Шевченко Виктор Николаевич
SU1423952A1
Смесь для изготовления литейных форм и стержней 1986
  • Силантьев Анатолий Александрович
  • Кибовский Геннадий Петрович
  • Арсеньев Владимир Георгиевич
  • Рожкова Галина Абдуловна
SU1355348A1
Суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям 1983
  • Синюшин Юрий Сергеевич
  • Перевозкин Юрий Лейбович
  • Ривина Виктория Яковлевна
  • Шилина Елена Васильевна
SU1138228A1
Суспензия для изготовления керамических литейных форм 1978
  • Синюшин Юрий Сергеевич
  • Перевозкин Юрий Лейбович
  • Лившиц Галина Иосифовна
  • Жарков Виталий Филиппович
SU766729A1

RU 2 162 384 C2

Авторы

Багрова Н.В.

Фокин В.И.

Королев Г.П.

Багров Д.Ф.

Даты

2001-01-27Публикация

1999-04-13Подача