Способ приготовления плакированной смеси для изготовления литейных стержней и форм Советский патент 1992 года по МПК B22C5/04 B22C1/18 

3109813 т

где - температура нагрева связующей композиции на основе натриевых кристзллогидратных солей водорастворимых силикатов,°К

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЛАКИРОВАННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий предварительный нагрев огнеупорного наполнителя и предварительный нагрев до 293-353 К связующий композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов или фосфатов или силикатов с последующим перемешиванием упомянутых нагретых ингредиентов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стержней и форм за счет повышения их прочности, предварительный нагрев огнеупорного наполнителя ведут до температуры, зависящей от заданного диапазона температур нагрева связующей композиции таким образом, что при увеличении температуры нагрева связующей композиции температуру на1 рева огнеупорного наполнителя уменьшают, и наоборот. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов до температуры ) + мрп 1/3

Изобретение относится к литейному производствуS а именно к способам производства.формовочных плакированных смесей„

Известны различные способы приготовления сыпучих формовочных смесей плакированных синтетическими смола ми.

Однако смеси, изготовленные по указанной технологии, весьма токсич

Hbl.

Наиболее близким к описываемому является способ приготовления плакированной смеси для изготовления литейных стержней и форм, заключающийся в предварительном нагреве огнеупорного наполнителя до температурь: 93 ЗбЗ1 и связующей композиции на oct-ipBe натриевых кристаллогидратнь х солей водорастворимых фосфатосиликатов ИЛ1-: фосс1) ИЛИ силикатоь до температуры 293 353°К с последующим Г1ере/;ешиванием упомянутых нагреть1х ингредиентов,

Однако при изготовлении смеси прочность С:.1еси недостаточна, так как при выборе температурных иитерйа лов предварительного нагрева огнеупорного наполнителя не учитываются температура и свойства свяЭующей

КОМПОЗИЦИИ .

Целью изобретения является улучшение качества стержней и форм за счет повьпления их прочности..

Для достижения поставленной цели предварительный нагрев огнеупорного наполн |/ггеля ведут до температуры, зависящей от заданного диапазона температур нагрева связующей композиции таким образом, что при увеличнии температуры нагрева связу 01дей композиции температуру нагрева оп- еупорного наполнителя уменьшают и наоборот ,

Согласно способу нагревают огнеупорньрй наполнитель в зависимости от чемпературы нагрева связуюидей копозиции на основе натриевых кристалогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов до темлературы

1/3 (1322-Т

Иоп

CB93i + (W - 60),

где Т , -- температура нагрева огнеупорного наполнителя,К;

Т

температура нагрева упо(ЙЯЗ. мянутой связующей компоо,, 3 и ц и и , К;

W - содержание влаги в связующей композиции, масД.

/

Нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатов до температуры

0,5(1019 Т

Т,,

(ВЯЗ

яоп

гпе Т д - температура нагреваупо- U 7

мянутои связующей компози

li и и , 1 ,

Согласно слосоЬу по изобретению нагревают огнеупорный наполнитель Ei зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриеаых кристаллогидратных солей водорастворимых силикатов до температуры

939 - 2Т

TU

3

где температура нагрева упомянутой связующей композиции. К.

Выбор температуры нагрева огнеупорного наполнителя в зависимости от температуры нагрева и влагосодержания связующей композиции позволяет обеспечить равномерное ее распределение по частицам наполнителя и оптимальную дегидратацию связующего в процессе плакирования.

Равномерное распределение связующего, содержащего оптимальные количества оставшейся связанной влаги, обеспечивает равновесную микроструктуру отвержденной смеси, характеризуемую высокой прочностью.

Перегрев огнеупорного наполнителя выше рекомендуемых температур приводит к чрезмерной дегидратации свя5

зующего, что снижает прочность отвержденной смеси.

Использование режимов нагрева ниполнителя ниже рекомендуемых не позволяет равномерно распределить связующее и удалить из него избыточную влагу, что приводит к ухудшению текучести и даже снижению прочности. Связующие, обладающие более высокой температурой плавления (гидрофосфаты и гидросиликатофосфаты), требуют более высокой температуры нагрева наполнителя, чем более легкоплавкие (гидросиликаты). При использовании гидрофосфатосиликатов натрия необходимо также учитывать, что они содержат переменное количество связанной влаги. Повышение влагосодержания требует дополнительной дегидратации связующего для улучшения текучести. В этих целях огнеупорный наполнитель дополнительно перегревают.

Приведенные выше формулы для расчета температуры нагрева наполнителя В-зависимости от типа и температуры нагрева связующего позволяют получить следующие интервалы температур, которые могут считаться оптимальными для данного используемого типа связующего (см.табл.1).

При этом при выборе , близкий к верхнему указанному в табл.1 пределу, Tj предпочтительно выби-. рать ближе к нижнему указанному в табл.1 пределу.

В. лабораторных условиях в лопаст.ном смесителе приготавливали смесь из предварительно нагретых кварцевого песка К0315 и связующей композиции.

В качестве натриевых гидрофосфатов использовали тринатрийфосфат двенадцативодный; натриевых гидросиликатов - девятиводный гидрометасилика натрия; натриевых гидрофосфатосиликатов - смесь тринатрийфосфата, жидкого стекла и воды, содержащую 5075% связанной воды. В смесь вводили 10 гидрофосфата, 9 гидросиликата,, либо 15 гидрофосфатосиликата натрия Перемешивание проводили до достиже981316

ния остаточной влажности смеси «,55,5.

Прочность определяли при разрыве стандартных образцов восьмерка, отвержденных при температуре 453 К в течение 5 мин. Текучесть характеризовали высотой конуса смеси, остающегося на цилиндрическом столике диаметром 50 мм.

10

Результаты проведенных экспериментов приведены в табл.2.

В процессе экспериментов обнаружено, что для смесей на гидрофосфа 5тах прочность на разрыв менее 4,0 кгс/см2 недопустима; для гидросиликатов и гидросиликатофосфатов натрия минимальной является прочность порядка 15 кгс/см2. Максималь20но допустимая текучесть смесей на гидрофосфатах составляет 2 мм, а на гидросиликатах и гидросиликатофосфатах - 30 мм.

25 Из анализа приведенных результатов экспериментов следует, что упомянутые температурные интервалы нагрева ингредиентов смеси обеспечивают достижение требуемых технологических свойств, причем нагрев наполнителя до температур, определяемых по описанным формулам, оптимален.

В конкретных производственных условиях изобретение может быть реализовано следующим образом: в зависи35 мости от температуры плавления, химсостава связующего и его влагосодержания, определяемых в экспресслаборатории, а также с учетом характеристик применяемого смесеприготови40 тельного и дозирующего оборудования выбирают температуру нагрева связующей композиции. В зависимости от температуры связующего по описанным формулам определяют оптимальную тем45 пературу наполнителя и вводят рас-четную величину в блок контроля температуры нагрева наполнителя.

Использование изобретения позволит повысить на 20-25% технологические

50 свойства смеси и сократить энергозатраты на нагрев ее ингредиентов.

Тш,,

313 3-s8

ззз-збз

293-353

1идросиликат натрия 293

О С

323 / 1 1

Тип связующего

Гидрофоефа то-силикаты

Гилрофосфаты

2ЭЗ-323

Гидросиликаты

15,5

Неудовлетворительная прочность

Неудовлетворительная текучесть

,5 + 0 5,5 7,5 6,0 5,0 3,0 1,0

Неудовлетво(по про- . тотипу)

Гидрофосфато-силикат натрия с влагосодержанием

328 65°

293 338 293 293 323 325 323 325 323

10

109813-1

Продолжение табл.2

рительная прочность

2-8

Неудовлетво1,5 рительная прочность

18,5

17 30 27 19,0 19,0

,0

40

Неудовлетвор. текучесть

16,0

30

15,527 26 29 21

16,0

17,0

19,0

17,0

17