Способ приготовления связующего для литейных форм и стержней Советский патент 1985 года по МПК B22C1/20 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам приготовления связующих материалов для формовочных и стержневых смесей Известен концентрат сульфитнодрожжевой бражки (СДБ), получаемый путем ее упаривания до определенного содержания сухих веществ р1. Бражка, упаренная до содержания сухих веществ 40-52%, называется кон центрат бражки жидкий (КБЖ), упаренная до 70-75% - концентрат бражки твердый (КБТ). Из. органических веществ концентра СДБ самое дещевое и недефицитное свя зующее, применяемое в литейном произ водстве (стоимость 30-36 руб/т). Однако из выпущенных в 1961 году 94у тыс. т концентратов лишь только 350 тыс. т применяются в литейном производстве. Одной из причин малого применения концентратов СДБ в литейном производстве является нестабильност их прочностных свойств. Так, прочность на разрыв технологической про бы с КБЖ (48-50% с.в.) различных целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК колеблется от 0,15-0,25 до 0,50,6 МПа вместо регламентируемых по ОСТ 81-79-74 не менее 0,45 Ша. Нередки случаи, когда прочностные свой ства концентратов отличаются в различных партиях КБЖ одного и того же ЦБК.. ... С целью повьш1ения прочностных свойств КБЖ рекомендуется снизить в них содержание сухих веществ до 4 48Z L2. Однако получаемое таким образом связующее не имеет достаточно высоких прочностных свойств. Проч ность технологической пробы данного концентрата не превьппает 0,5-0,6 МПа Способ-ом повышения связующих свойств СДБ- является получение их из порошкообразного концентрата (9598% с.в.), который имеет высокие прочностные свойства СЗ Такой способ весьма сложен, так как для применения порошкообразного концентрата в литейном производстве требуется дополнительная операция перевод порошка в водный раствор. Кроме того, при полном высыхании концентрата происходит его частичная поликонденсация, что существенно сни жает прочностные свойства связующего и смесей. Наиболее близким к илобретенин по техническо) сущности и доспигаемому результату является способ приготовле ния связующего для литейных форм и стержней, по которому СДБ упаривается при температуре, не превьшшющей 120-125°С, в выпарной батарее до содержания 48-52% с.в. 4. Однако получаемый известным способом концентрат имеет прочность технологической пробы на разрыв не более 0,45-0,50 Mlla. Целью, изобретения является улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности. Для достижения поставленной цели согласно способу приготовления связующего для литейных форм и стержней, включающему упаривание СДБ,последнюю перед упариванием ультрафильтруют через полупроницаемую мембрану размером ПОР 5-10 нм с удалением из нее низкомолекулярной фракции мол. мае. 100-3000. Низкомолекулярная фракция СДБ (100-5000) оказывает слабое влияние на формирование прочных структур .при тепловом отверждении связующего. При ее удалении в связующем возрастает относительное содержание активных фракций (мол. м. свыше 5000), что и обуславливает повьщ1ение прочностных свойств отвержденного связующего. Размер пор полунепроницаемой мембраны (5-10 нм) выбран исходя из условия прохождения через нее молекул и макромолекул моносульфонатов (СДБ с мол. м. 1.00-5000). Получаемое после выпарки связующее имеет прочность технологической пробы на разрыв в 2,0-2,5 раза выше по сравнению с исходной. .В соответствии с изобретением приготовление связующего производят на ЦБК следующим образом. СДБ с содержанием сухих веществ 6,5-8,0% (плотностью 1065-1080 кг/м) ультрафильтруют через полупроницаемую мембрану с размером пор не более 10 нм. В качестве такой мембраны мож(:т быть использована, например, ацетилцеллюлозная УАМ-100 (Т2 6-06-221-399-77) со средним диаметром пор 5-10 нм. Основные технические параметры ультрафильтрования (плотнопч, СКВ,. давление, производительность) зависят от применяемой уг-г;эн()нки. Так, например, для устаиинки УкрНИИБ с. мембранами УЛМ-100 плотностью СДВ в начале ультрафильтрации 10651080 кг/см, давление 0,5-0,6 МПа при производительности 0,1 м/ч. При y rьтpaфильтpaции плотность раствора возрастает до 1120 кг/м (при содержании сухих веществ до 20 Для ускорения ультрафил,трации плот ность раствора можно понижать добав лением воды. Процесс ултграфильтрации прекращается при плотности полу ченной СДБ 1118-1122 кг/м (содержа ние с.в. 18-22%). Молекулярно-массо вое распределение полученной СДБ и исходной следующее. Исходная Полученн СДВ СДБ Средне- и высокомолекулярнаяфракции, (мол.м. более 5000), % 44,2 68,4 Низкомолекулярная фракция (мол. м. 1005000), % После ультрафильтрации СДБ упари вается при температуре не выше 140° до содержания с.в. 48-50%. После эхлаждення до 20-25 С связующее при годно к работе. При таком режиме сущки изменение молекулярно-массово го распределения в СДБ, достигнутог в результате ультрафильтрации, не происходит. Технологические свойства концент рата СДБ и связукицего, получаемого согласно предлагаемому способу пров ряются на смесях со следующим соста вом, мас.%: песок 1К016А-97, глина 3 связующее 5, вода 1. Новое связующееСодержание сухих веществ, мас.% Вязкость условная при 20С, по вис400-500козиметру ВЗ-4, с ДиО-500 Прочность при растяжении высушенных образцов (по ОСТ 81-79-74), МПа0,45 1,0-1,2 Достигнутый эффект повышения прочности форм и стержней объясняется повышением связующей способности СДБ за счет более выгодного в ней молекулярно-массового распределения и удаления низкомолекулярной фракции (мол. м. 100-5000), что обеспечивает проведением ее ультрафильтрования, (до упарки) с заданными режимными характеристиками. Выбор размеров пор для полунепроницаемой мембраны (5-10 нм) обусловлен тем, что именно при такой характеристике мембраны обеспечивается наиболее полное удаление из СДБ ее низкомолекулярной фракции с мол. м. 100-5000, в присутствии которой связующая способность СДБ понижается. Внедрение предлагаемого способа приготовления связующего на одном из ЦБК позволит получат ь связующее из сульфитно-дрожжевой бражки со стабильно высокими технологическими свойствами. Изготавливаемые в настояшее время двойные установки ультрафильтрации позволяют получать в год около 5400 т связующего. Такого количества связующего достаточно для работы в течение года литейных цехов крупного предприятия. Экономический эффект от внедрения в литейное.производство связующего, получаемого предлагаемым способом, в составе формовочных и стержневых смесей составит 0,5-0,7 руб. на тонну годного литья. Получаемая в качестве побочного продукта низкомолекулярная фракция может быть использована в химической промьшшенности при приготовлении высококачественных органических красителей.

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СВЯЗУКЬ ЩЕГО ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕ11, включающий упаривание сульфитно-дрожжевой бражки, отличающий с н тем, что, с целью улучшения качества форм и стержней за счет повышения прочности, сульфитно-дрожжевую бражку перед упариванием ультрафильтруют через полупроницаемую мембрану размером пор 5-10 нм с удалением из нее низкомолекулярной фракции мол. маг. 10U-5000. (Л с