Способ приготовления смеси для литейных форм и стержней Советский патент 1987 года по МПК B22C5/04 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей по СО -процессу.

Цель изобретения - упрощение формообразования, повьшение прочности стержней и форм при вьщержке их на открытом воздухе в течение 8-48 ч, а также снижение расхода углекислого газа.

Способ приготовления жидкостеколь- ной смеси заключается в том, что вначале производят приготовление газированных жидкообразных ингредиентов. . Затем осуществляют перемешивание огнеупорного наполнителя, жидкого стекла и газированного ингредиента в смесителе в течение 1-2 мин. Готовую смесь подают в оснастку и уплотняют. Отверждение стержня (формы) происходит за счет самопроизвольного выделения углекислого газа из жидкообразного ингредиента и взаимодействия с жидким стеклом.

В качестве жидкообразных ингредиентов используют воду, водные растворы едкого натрия, сульфитно-дрожжевой бражки, мочевиноформальдегидной смолы, солей и др.

Воздействие углекислым газом на жидкообразные ингредиенты, т.е. газирование последних, производят в сифонах, в автоклавах и специальных сосудах-сатураторах.

При введении в жидкостекольную смесь газированных жидкообразных ингредиентов получают смесь, которая после уплотнения отверждается за счет постепенного выделения углекислого газа из жидкообразных ингредиентов.

Установки для газирования жидко- образных игредиентов работают независимо от формообразующего оборудования и транспортирующих устройств, что способствует упрощению технологического процесса. Установка малогабаритная, может быть размещена рядом со смесителем. Дозирование газопроводного ингредиента в смеситель осуществляют обычными дозаторами.

В связи с тем, что воздействие углекислым газом на жидкообразные ингредиенты производят в замкнутом объеме, его потери значительно снижаются. Потери углекислого газа за счет утечки из формы также незначи- . тельны, так как его давление на часО

5

0

5

тицы формовочной смеси не превышают 0,01 МПа, что в десятки раз меньше, чем при продувке формы.

При воздействии углекислотой на жидкостекольн5то смесь получают более высокую прочность стержней на завершающем этапе отверждения, так как отсутствует резкое охлаждение пленок жидкого стекла, обуславливающее их деформацию и разрыв; отсутствует перенасьш1ение пленок жидкого стекла углекислым газом, обуславливающее образование соды (NajCOj). Вследствие этого происходит разупрочнение связующего и повьш1ение осыпаемости стержней.

Ниже приведены примеры вьтолнения изобретения, а также составы смесей и их технологические свойства (табл. 1 и 2).

П р и м е р 1. Изготовляют жидкостекольную CMecjj следующего состава, мас.%:

Песок марки К02 9

Жидкое стекло 4

Газированная вода

(1,0%-ной

концентрации) 2.

В бытовой сифон заливают 600 г воды температурой и растворяют в ней 6 г углекислого газа (один баллончик), получая при этом газированную воду с концентрацией углекислого газа 1,0%, что соответствует содержанию 0,03 г СО в образце массой 150 г при содержании газированной жидкости в смеси 2%.

При изготовлении смеси в смеситель подают песок марки К02 и жидкое стекло с модулем 2,5 плотностью 1,5 г/см , после чего вводят газированную воду. Смесь перемешивают в течение 0,5-1,5 мин, подают в оснастку для изготовления стержней и уплотняют.

0

5

Готовый стержень выкладывают на плиту для его отверждения на открытом воздухе.

При использовании других газированных ингредиентов: водных растворов мочевино-формальдегидной смолы, солевых растворов или растворов СДБ технология изготовления смеси не изменяется.

Способ допускает на первом этапе отверждение стержней путем продувки углекислым газом или воздухом.

3

Экспериментальные смеси имели следующий состав, мас.%:

Песок К02 94,0 94,0 94,0 94,0

4,0 4,0 4,0 4,0

2,0

Жидкое стекло

Газированная вода

Газированная СДБ (исходнаяплотность 1,2 г/смз) - 2,0

Газированная NaOH, (исходная плотность

1,05 г/см ) - - 2,0 Газированная смола М.19-62 (исходная плотность 1,20 г/смМ - - - 2,0 Газированная соль NaCl (исходнаяплотность 1,2 г/см ) - - - -

При использовании предлагаемого способа отверждения оптимальным является расход СО на 1 образец в пределах 0,006-0,03 г, при котором обеспечивается получение стержней с более высокой прочностью после вьщержки в течение 8-48 ч по сравн ним с известным способом. Расход углекислого газа для отверждения оразцов уменьшается на 1-2 порядка.

Изготовление смесей производят на лабораторных бегунах.

Для оценки прочности смесей на сжатие изготовляют стандартные образцы диаметром 50 мм и высотой 30 мм. Испытание образцов производят на приборе модели 083М и на лараторном прессе.

Концентрацию углекислого газа в жидкообразных ингредиентах изменяю в пределах 0,1-1,2%.

При содержании газированного ингредиента 2,0% и массе образца 150 г количество СО в образце изменяется в пределах 0,003-0,036 г.

,0

12944524

Образцы, игзготовленные по изкегт- ному способу, продувают углекислым газом в течерше 40 с при давлении 0,2 МПа, после чего выдерживают на

0

5

0

открытом воздухе. Расход COj на 1 образец при этом составляет 2 г или 20% от расхода жидкогЬ стекла.

При использовании газированной СДБ существенно улучшается выбиваемость образцов, что видно из данных табл.2.

При использовании сернистого газа можно отверждать не только жидкосте- кольные смеси, но и смеси на основе смол.

Использование способа приготовления жидкостекольной смеси согласно изобретению обеспечивает следующие преимущества:

упрощение технологического процесса, так как устройства для воздействия газа на жидкообразные ингредиенты работают независимо от формообразующего и другого литейного оборудо- 5 вания и поэтому не требуется механизма для их управления при взаимодействии;

снижение расхода углекислого газа, так как при использовании газирован- ных жидкообразных ингредиентов происходит более полное отверждение стержня и исключаются выбросы газа в атмосферу;

повышение прочности стержней на завершающем этапе отверждения, так как пленки жидкого стекла не подвергаются резкому и глубокому воздействию углекислого газа, в результате которого они деформируются и теряют прочность;

улучшение санитарно-гигиенических условий труда и экологии окружающей среды, так как исключаются выбросы углекислого газа за пределы формы j (стержня).

Форм.ула изобретения

Спбсоб приготовления смеси для литейных форм и стержней, включающий

5

0

подачу и перемешивание в смесителе огнеупорного наполнителя,жидкого стекла и жидкообразных ингредиентов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса формообразования, повьш1ения прочности стержней и форм при выдержке их на воздухе в течение 8-48 ч, а также снижения расхода углекислого газа, предварительно жидкообразные ингредиенты об512944526

рабатывают углекислым газом в замкну- вор вводят в смесь из огнеупорного том объеме, а затем полученный раст- наполнителя и жидкого стекла.

Т а., б л и ц а 1

Продолжение табл.

-.-™ -,-.

Способ Кон- Расход,Прочность на сжатие, МПа, после выдерзкки, ч

отверж- цент- СО, на

дения рация один3-82448

COj в обра- жидко- зец, г обр. ингредиенте, Z

0,40,0020,650,750,91,45

0,60,0180,70,800,921,48

0,80,0240,720,850,951,5

1,00,030,750,880,961,55

1,20,0360,750,880,961,55

В скобках указана прочность смеси с газированной СДБ,

Таблица 2

Смесь Выбиваемость, Дж, при прокалке образцов до температур, С

200 400 I 600 800 I 900

С газированнойводой 30 25 25 35 26

С газированной СДБ 20 15 12 10 8

Выбиваемость оценивают работой, затраченной на разрушение образцов диаметром 50 мм и высотой 30 мм с помощью лабораторного копра.

Составитель .В.Шувалов Редактор В.Иванова Техред В.Кадар Корректор Е. Рошко.

Заказ 419/8 Тираж|741Подписное

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.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм и стержней из жидкоетекольных смесей. отверждаемых углекислым газом. Цель изобретения - упрощение процесса формообразования, снижение расхода углекислого газа и повьшение прочности стержней и форм при выдержке их на открытом воздухе в течение 8-48 ч. Это достигается за счет того, что на жидкообразные ингредиенты воздействуют углекислым газом в замкнутом объеме, затем полученный раствор сразу вводят в смесь из огнеупорного наполнителя и жидкого стекла до их перемешивания. Такая обработка углекислым газом жид- кообразных ингредиентов смеси позволяет упростить процесс изготовления форм и стержней, снизить расход углекислого газа, т.к. происходит более полное отверждение смеси в технологической оснастке и исключаются выбросы газа в атмосферу, повысить прочность смеси на завершающих этапах отверждения, так как пленки жидкого стекла не подвергаются резкому и глубокому воздействию углекислого газа, в результате которого они деформируются и теряют прочность.2 табл. с $ (Л N3 it СЛ N3