Смесь для изготовления литейных форм и стержней по @ -процессу Советский патент 1984 года по МПК B22C1/10 B22C1/16 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам формовочных смесей по СО2- процессу

Известна формовочная смесь fl по СО -процессу, содержащая огнеупорный наполнитель, воду и связующее - гашеную известь, которая взаимодействует с углекислым газом по реакции Са(ОН )-, nlUO + СОоСаСОд

+ (h HI) ..

Недостатком такой смеси является ее низкая прочность непосредственно после продувки углекислым газом, обусловленная тем, что пленка углекислого кальция, образующаяся в парвый период твердения на поверхности извести/ затрудняет проникновение углекислоты во внутренние ее слои. Благодаря этому процесс карбонизации который может идти сравнительно интенсивно в присутствии достаточного количества углекислоты, сильно тормозится и может приостановиться, и в смеси остается некарбонизированным гидрат окиси кальция и несвязанная вода.

Известно использование а цемент,ных смесях хлористого кальция как ускорителя твердения C2J.

Однако в данной смеси он способствует образованию труднорастворимых солей в самотвердеющих смесях, применение которых требует определенного времени.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является формовочная смесь по СОл-процессу, включающая огнеупорный наполнитель, гашеную известь, воду и в качестве добавки .алюмината дсальцияСЗ.

Однако известная смесь не обладает высокой прочностью, для достижения которой формы и стержня необходимо после продувки СОу выдержать на воздухе 24 ч.

Целью изобретения является повышение прочности формовочной смеси после продувки углекистым газом.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм и стержней по СО -процессу, включающая огнеупорный наполнитель, связующее на основе гашеной извести, воду и технологическую добавку, дополнительно содержит сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ ), а в качестве технологической добавки - хлористый кальций при следующем соотношении ингредиентов , мае.%:

Связуквдее на основе гашеной извести3-6

Вода3-6

СДБ0,01-0,20

Хлористый кальций0,1-1,0

Огнеупорный наполнительОстальное

Причем связующее на основе гашеной извести имеет следующий состав/ мас.%:

Гидрат окиси кальция 80-98 Карбонат кальция2-20

При твердении данной смеси на высокоизвестковом связующем с добавками имеют уже значение и процессы образования комплексных гидратных соединений типа основного карбоната кальция, например х X Са(ОН)2 ИЛИ у -CaCOjСаС х X шНлО. При этом карбонат кальция дает множество центров кристаллизации, способствующих образованию в твердеющей смеси кристаллов углекислого кальция. Это способствует ускоренному твердению смеси и приобретению ею повышенной прочности, которая на наблюдается при содержании в высокоизвестковом связующем карботана кальция менее 2 мас.% и хлористого кальция в смеси менее 0,1 мас.%

При содержании в высокоизвестковом связующем карбоната кальция более 20 мас.% повышенная .прочность не обеспечивается ввиду недостаточного содержания основной фазы гидрата окиси кальция. Содержание хлористого Ксшьция волее 1 мас.% в смеси нежелательно из-за повышенной гигроскопичности смеси.

Хлористый кальций понижает температуру и ускоряет процесс диссоциаций СаСО и разупрочнения смеси в процессе охлаждения форм после заливки их расплавленным металлом, что способствует облегченной выбивке смеси из отливок.

Высокоизвестковое связующее получают обжигом природного сырья соответствующего состава с последующим гашением} обжигом шихты соответствующего состава с последующим гашением; смешением в заданном соотношении заранее приготовленных компонентов.

Введение в состав формовочной смеси высокоизвесткового связующего и воды в количестве менее 3 мас.% каждого приводит к снижению прочноАных показателей формовочных смесей, повышению осыпаемости и хрупкости. При содержании высокоизвесткового связующего и воды в количестве более 6 мас.% каждого приводит к повышенной прилипаемости и газотворности смеси, низкой газопроницаемости, а также нецелесообразно по экономическим . соображениям.

В качестве поверхностно-активного вещества целесообразно использовать СДБ, которая является катализатором карбонизации известкового связующего из-за наличия или же образования сахаратов и лигносульфонатов кальция. Однако при содержании СДБ свыше 0,20 мас.% резко снижается газопроницаемость смеси, что снижает проность смеси после продувки углекислым газом и приводит к ухудшению качества литья из-за образования газовых раковин в отливках и пригара

В качестве огнеупорного наполнителя при приготовлении формовочных смесей используют кварцевый песок, хромит, хромомагнезит и другие огнеупорные материалы. I

Пример 1, Высокоизвестковое связующее получают обжигом при 900-1100 с шихты соответствующего состава из отдельных компонентов с последующимгашением до получения следующего состава, мае.%:

Гидрат окиси кальция 90 Карбонат кальция 10 Режим обжига должен обеспечить получение в г.родукте обжига наряду с СаО и карбонатов кальция.

Высокоизвестковое связующее перемешивают с формовочным кварцевым песком в течение 2 мин, затем вводят жидкую композицию из воды, хлористого кальция и СДБ и перемешивают еще 1-;2 мин. Из смеси набивают стандартные образцы (Н 50; 0 50 мм } для испытания на прочность на сжатие сразу после продувки углекислым газом.

Составы формовочных смесей приведены в теибл. 1.

Таблица 1

Высокоизвестковое связующее по приме.Пример 2. Высокойэвёстковое Т(Г , п1ЁшгЪтЪЪление смеЪйТГЪВрЪзцЪв связующее получают по примеру 1 еле- осуществляют по примеру 1. дующего состава,. мае.

Гидрат окиси кальция80Составы.формовочных смесей привё-

Карбонат кальция20дены в табл. 2.

Высокоизвестковое связующее по примеру 2

СДВ

Вода

Хлористый кальций

Таблица 2

.Пример 3. Высокоизвестковое связующее получают по примеру 1 слецупцего состава, мас.%:

Гидрат окиси кальция 98 Карбонат кгшьция2

. 80,40

песок

стковое по при3,0 0,01 3,0 0,1

кальций

Физико-механические

технои

ло.Г1 ческие свойства смесей. ч

14,016,5 iO,0

12,5

14,017,0 11,0

13,0

14,517,5 13,0

13,5

26,029,0 2&,0

25,0

0,53 0,48 0,60 0,45 0,40 0,50 0,35 0,35 0,45 0,20 0,25 0,20

Приготовление смеси и образцов осуществляют по примеру 1,

Состав формовочных смесей предсгавлены в .табл. 3. Таблица 3

86,80

6,0

4,5 0,20 0,10 6,0 4,5 1,0 0,5

1 - 3

из табл.

приведены табл. 4.

J а б л и ц

12,013,0 15,012,513,514,5

12,513,0 15,513,014,014,5

13,513,5 l6,013,515,015,0

15,025,0 27,525,025,516,5

0,520,450,480,450,450,48

0,400,350,400,400,380,40

0,300,250,250,350,320,32

0,200,200,200,250,200,20

Газопроницаемость смесей, также как я другие свойства, зависит от марки песка, и лри использовании песка марки 2К016А составляет 90119 ед. ,.

Как показали производственные испытания, живучесть смесей зависит от температуры песка и окружающей среды и составляет 16-24 ч. При проксшке образцов до 800, 1000 и 1200С образцы полностью рассыпаются

Как следует из табл. 4, прочность образцов из смеси предлагаенхюго состава на 20-50% выше прочности известной смеси, что способствует использованию смесей в условиях массового производства без предварительной выдержки на воздухе для обеспечения необходимой технологической прочности.

Экономическая эффективность от применения предлагаемых составов формовочных смесей составляет 3 5 руб на 1 т годного литбя. I .