Состав смеси для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1986 года по МПК B22C1/02 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм и стержней из жидкостекольных смесей.

Цель изобретения - улучшение вы- би-ваемости смесей и снижение ее газо- творности.

Предлагаемая смесь содержит в своем составе жидкое стекло, цинкосо- держащий пшам и огнеупорный наполнитель, ,

Жидкое стекло используют с модулем 2,8 и плотностью 1,5 г/см. В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевьш песок марки 1К02А,

Источником цинкосодержащих отходов (шламов) на заводах искусственного волокна, в частности вискозного

- Влажность шиама 70-80%, а высушенного на воздухе при.комнатной температуре - 3-12%;

Как показывают термографические исследования, в процессе нагревания цинковый шлам претерпевает ряд превращений, В температурном интервале 80-200 С происходит процесс дегидратации, В интервале 260-ЗОО С происходит разложение основного карбоната цинка с вьщелением большого количества СОд. При дальнейшем нагревании происходит окисление органической части пшама с вьщелением газов до 460®С, При этом органическая часть шлама разлагается не полностью, т.е. происходит ее карбонизация. Образовавшийся углеродистый остаток окисляется в широкой температурной области (500- УЗО с) с вьщелением газов.

Таким образом установлено, что пленка жидкого стекла в процессе нагрева смеси в широком температурном интервале постоянно подвергается

волокна, являются сточные воды оса- дительных ванн, содержащие сульфат цинка. Поскольку осаждение осуществляется в щелочной среде при , то в осадок выпадает основной карбонат цинка, наиболее устойчивой формой которого является соединение состава 2ZnC03 3Zn(OH)2 . Шлам представляет собой тонкодисперсный осадок, Поскольку состав осадительньгх ванн .поддерживается на строго определенном уровне, то шлам характеризуется достаточным постоянством.

Химический элементньш состав шлама приведен в табл. 1,

Вещественный состав шлама представлен основной углекислой солью 2ZnCOjX x3Zn(OH)a и органикой (СеЩо 0) .

Таблица 1

0

5

0

силовому воздействию вьщеляющихся из шпама газов, что обуславливает хорошую выбиваемость жидкостекольной смеси . При дальнейшем росте температуры образовавшаяся окись цинка (ZnO) вступает в химическую реакцию с силикатами натрия, образуя тугоплавкие соединения, что снижает общее количество жидкого стекла в смеси и соответственно прочность ее пленки.

Смесь приготавливают следующим образом. В бегуны загружают песок, цинкосодержащий шпам, высушенньш при 100°С до влажности 0,5-1,0%, и перемешивают в течение 1,5-2 fин, после чего вводят жидкое стекло и продолжают перемепивание еще 4-5 мин. Из полученной смеси изготавливают стандартные образцы, которые подвергаются продувке углекислым газом в-течение 60 с и технологическим испытаниям.

Предлагаемые (№№ 2-4) и известный (№ 5) составы смесей приведены в табл. 2.

Песок кварцевый

Цинкосодержащий пшам

Жидкое стекло (модуль 2,8; плотность

94,5 95,1 93,5 94 91,5 90,5 92,25

0,4 1,5 0,5 2,5 3,0

Прочность на растяжение после продувки СО , МПа

Газотворность,

Работа выбивки после прогрева при t 800°C, Дж

Прочность на растяжение после продувки СО, МПа

Газотворность,

Работа выбивки после прогрева при t eOO C, Дж

Таблица2

0,25-0,30 0,20-0,25 0,30-0,32 3,2-3,6 3,2-3,5 3,2-3,5

180-220 26,0-30,0 14,0-18,0

0,35-0,45 0,35-0,450,35-0,45 Q,35-0,42, 3,8-4,0 4,5-4,7 4,8-5,0 6,0-6,5

17,0-28,0 9,2-17,0 9,4-15,0 29,4-49,0

Вместо отверждения углекислым газом смесь можно отверждать путем введения в состав отвердителей типа-фер рохромового шлака.

Возможность использования 1 ;инко- содержащего шлама в составе само- твердеющих смесей подтверждается следующим примером.

Приготавливали смесь следующего состава, вес.%:

Песок кварцевый

1К02А93,5

Феррохромовый

шлак4,0

Цинкосодержащий

шлам2,5

Жидкое стекло

(модуль 2,8;

плотность

1,5г/см 6,51

КЧНР° I сверх

Вода1,5j 100%

Прочность на сжатие указанной смеси через 1 ч твердения равна 0,150,20 МПа, через 24 ч - 1,0-1,2 МПа, работа выбивки при температуре прокалки SOO C - 5-8 Дж, газотворность- 4,5-5,5 , а исходный состав ЖСС не содержащий цинк о содержаще г о шла- ма, имеет прочность на сжатие через 1 .4 твердения - 0,11-0,13 МПа, через 24 ч - 0,9-1,1 МПа, работу выбивки при температуре прокалки 800 С - 35- 40 Дж, газотворность - 4-5 см /г.

Данные, приведенные в табл. 2 и 3 свидетельствуют о том, что оптимальРедактор А.Ревин

Составитель В.Шувалов

Техред В.Кадар Корректор 0.Луговая

Заказ 2244/10 Тираж 757Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ным условиям соответствуют смеси с содержанием в их составах 5,0- 6,0 мас.% жидкого стекла и 0,5- 2,5 мас.% цинкосодержащего шлама.

При снижении содержания жидкого стекла ниже 5,0 мас.% падает прочность смеси, а работа выбивки увеличивается.

Увеличение содержания жидкого стекла выше 6,0 мас.% нецелесообразно, так как это невыгодно с точки зрения экономики. Кроме того, увеличение содержания жидкого стекла требует увеличения цинкосодержащего шлама, а это ведет к увеличению газо- творности.

Введение добавки цинкосодержащего шлама в обусловленных пределах снижает газотворную способность смеси и улучшает выбиваемость жидкостеколь- ных смесей, как для COj-процесса, так и отверждаемых феррохройовьм пша- ком.

При содержании цинкосодержащего шлама в составе смеси ниже нижнего предела не достигается требуемого улучшения выбиваемости, а при содержании его выше верхнего предела увеличивается осыпаемость, снижается прочность стержней и форм.

Использование предлагаемой смеси улучшает выбиваемость жидкостеколь- ных смесей, снижает их газотворность, улучшает санитарно-гигиенические условия труда формоБШЛков, стерженщиков и обрубшиков.