Связующее для формовочных и стержневых смесей Советский патент 1982 года по МПК B22C1/16 

1

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к оргаиоминеральньш связующим материалам для формовочных и стерл невых смесей.

Известна жидкостекольная самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая препарированную кислую смолку с целью улучшепия выбиваемости и снижения себестоимости. Однако введение смолки пепосредствеппо в смесь не обеспечивает ее равномерного распределения в объеме смеси. Кроме того, в данном случае затруднена дозировка и транспортировка жидкого стекла к смесеприготовительному оборудованию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является связующее (крепитель) на основе жидкого стекла, в состав которого с целью обеспечения выбивки смеси из отливок введено от 25 до 35% веса детергента - продукта обработки нефтяных сульфокислот (ДС-рас).

Однако стержневые и формовочные смеси, изготовленные на жидком стекле с добавкой (ДС-рас), имеют недостаточно низкий уровень газотворной способности и недостаточную нрочность в высуатенном состоянии.

Целью изобретения является снижение газотворной способности и повышение прочности смеси в высушенном состоянии.

Цель достигается тем, что связующее для формовочных и стержневых смесей на основе жидкого стекла в качестве технологической добавки содержит препарированную нейтрализованную смолку коксохимического производства при следуюн;ем соотношении ингредиентов, вес. %:

Ирепарированная нейтрализованная смолка (ПНС) коксохимического производства15-45 Жидкое стекло55-85

Препарированная нейтрализованная смолка является побочным продуктом, получаемым на основе кислой смолки - отхода цехов ректификации сырого бензола коксохимических заводов.

Препарированная нейтрализованная смолка (ППС) отличается от препарированной кислой смолки тем, что она не вызывает свертывания жидкого стекла и не содержит вредных бензольных соединений.

В предпочтительном варианте использования связующего предусмотрено использование препарированной нейтрализованной смолки следующего состава, вес.%:

Сульфат натрия2-20

Свободная щелочь (в пересчете на NaOH), %1-4

Полимеры0,2-7,7

Растворимость в водеПолная

Плотность при -20°С, г/смЗ 1,10-1,25.

Таблица 1

Физико-механические

Препарированная нейтрализованная смолка (ПНС) хорошо сочетается с жидким стеклом и в формовочных смесях обеспечивает высокую прочность, уменьшенную газотворную способность смеси, а также облегчает выбиваемость (высыпаемость) стержней из отливок, за счет ее разложения лри высоких температурах.

Изготовление связующего производится путем смешивания исходных материалов: жидкого стекла и ПНС в металлической емкости, при этом в процессе хранения связующего не наблюдается расслоения или изменения его свойств.

Процесс изготовления стержневых и формовочных смесей со связующим согласно

Таблица 2

Составы, №

изобретению аналогичен процессу изготовления смесей с жидким стеклом.

Исследование проводилось на оптимальном составе смеси с оптимальным содержанием связующего при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Огнеупорная глина

10

Связующее

7 Кварцевый песок

Остальное

Изобретение иллюстрируется составами стержневых и формовочных смесей и их физико-механическими и технологическими свойствами, которые, соответственно, указаны в табл. 1 и 2.

Изучались следующие физико-механические свойства смесей: прочность на сжатие в сыром состоянии, влалшость, газопрони 1,аемость в сыром состоянии, прочность на разрыв в высушенном при 200°С состоянии, газотворная способность ири 1000°С с предварительно высушенной при 200°С смеси, работа выбивки после нагрева смеси до 1000°С и последуюш;его охлаждения по методике ЦНИИТМАШ.

Как видно из табл. 1, 2, оптимальные свойства имеют смеси, изготовленные с применением связуюш,его на основе жидкого стекла с введением в его состав 15-45% по весу препарированной нейтрализованной смолки (ПНС). Введение меньшего количества пне неэффективно, так как при этом резко возрастает работа выбивки. При введении в состав связуюшего ПНС в количестве более 45% происходит снижение прочности стержневой смеси в высушенном состоянии.

Таким образом, использование связующего на основе жидкого стекла и ПНС позволяет получать стержневые и формовочные смеси с высокой прочностью в сухом состоянии, низкой газотворной способностью и облегченной выбиваемостью.

Использование связуюш.его для формовочных и стержневых смесей позволит повысить прочность форм и стержней в сухом состоянии в 1,2-1,8 раз, снизить газотворную способность и облегчить выбиваемость.

Экономический эффект от внедрения связующего образуется за счет низкой стоимости ПНС, стоимость которой составляет 29,4 руб./т, а ДС-рас - 160 руб./т, а также улучшения качества литья, что в пересчете на одну тонну литья составляет 0,4-0,6руб.

Формула изобретения

Связующее для формовочных и стержневых смесей на основе жидкого, стекла, включающее технологическую добавку, отличающееся тем, что, с целью снижения газотворной способности и иовыщения прочиости смеси в высушенном состоянии, связующее содержит препарироваиную нейтрализованную смолку коксохимического производства при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Жидкое стекло55-85

Препарированная нейтрализованная смолка (ПНС) коксохимического производства 15-45