Смесь для изготовления литейныхфОРМ и СпОСОб EE пРигОТОВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК B22C1/00 B22C5/04 

1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления форм, преимущественно под высоким удельным давлением, а также к способам их приготовления.

Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя, глинистой составляющей, связующего на основе лигносульфонатов, например сульфитно-дрожжевой бражки, в сочетании с различными модифицирующими добавками, например кубовыми остатками при производстве синтетических жирных кислот 1 либо солями сильных минеральных кислот (2.

Указанные смеси находят применение при изготовлении стержней, отверждаемых тепловой сушкой, и не отвечают требованиям, предъявляемым к смесям для изготовления форм.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является смесь для изготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, связующее на основе лигносульфонатов, например сульфитно-дрожжевую бражку, и воду . Способ ее приготовления заключается в последовательном смешивании всех ее ингредиентов.

Эта смесь не обеспечивает в полной мере

требуемого комплекса физико-механических и технологических свойств в процессах изготовления форм под высоким удельным давлением.

Цель изобретения - улучшение текучести смеси, повышение ее прочности во влажном состоянии и газопроницаемости, снижение прилипаемости к оснастке и осыпаемости.

Для достижения поставленной цели смесь для приготовления литейных форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глинистую составляющую, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, дополнительно содержит упаренный фильтрат - продукт нейтрализации сброженных мелассных растворов производства лимонной кислоты при следующем количественном соотнощении ингредиентов, вес. %: Глинистая составляющая10-12

Сульфитно-дрол жевая

бражка0,32-0,45

Упаренный фильтрат 0,55-0,68 Вода4,0-4,5

Огнеупорный наполнительОстальноеДля достижения поставленной цели предлагается способ приготовления указанной

смеси, включающий в себя смешивание всех ее ингредиентов, отличительный признак которого заключается в том, что упаренный фильтрат вводят в„прон,ессе приготовления смеси совместно с сульфитно-дрожжевой бражкой после их предварительного смешения.

Упаренный фильтрат характеризуется следующими иоказателями (ТУ-18-8-1-75 «Побочные продукты производства лимониой кислоты. Фильтрат упаренный для литейного производства, номер государственной регистрации 137810):

1.Содержание сухих

веществ, вес. %60-67

2.Плотность, г/смз1,31 - 1,35

3.Содержание золы, %, к весу сухих веществ,

не более30

4.Содержание редуцирующих веществ, %, к весу

сухих веществ, не более12

5.Содерл ание общего азота,

%, к весу сухих веществ 3,0-5,0

6.Активная кислотность,

рП в пределах, ед.4,8-6,0

Химический состав сухих веществ продукта следующий:

-органические соединения содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:

Редуцирующие вещества12-15

Аминокислоты и другие азотосодержащие вещества органического происхождения 15-21

Бетаин12-16

Жирные кислоты (с числом

атомов углерода 16-24) 0,5-2,5

Органические кислоты (с числом

атомов углерода 2-6)0,2-0,5

-минеральные соединения содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:

Цитраты20-25

Глюконаты5-10

Хлориды3-7

Сульфаты2-3

-цитраты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:

Цитрат кальция15-44

Цитрат калия32-70

Цитрат магния10-22

Цитрат железа2-5

-глюконаты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем составе, вес. %:

ГлЕоконат кальция40-55

Глюконат калия10-38

Глюкопат магния8-30

Глюконат железа5-14

-хлориды в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотнощении, вес. %:

Хлорид кальция 36,5-57,1

Хлорид калия7,2-33,4

Хлорид магния10,0-28,6

Хлорид железа7,2-20,0

- сульфаты в составе минеральных соединений содержат ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:

Сульфат кальция35,0-50,0

Сульфат калия33,0-55,0

Сульфат магния5,0-13,0

Сульфат железа3,4- 5,5

При содержании упаренного фильтрата ниже нижнего предела не достигается существенного улучщения технологических свойств смеси, указанных в качестве цели изобретения, а при содержании его выше верхнего предела не наблюдается дальнейщего улучшения достигнутого уровня технологических свойств.

Предлагаемую формовочную смесь приготавливают следующим образом.

1.Смешивают огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, с глинистой составляющей, например огнеупорной глиной, в течение 2-3 мин в смесителе, например

бегунах.

2.Смешивают сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) с упаренным фильтратом в мешалке известной конструкции, например для изготовления красок. Время смешиваПИЯ 2-3 мин.

3.В сухие компоненты (кварцевый песок и глину) добавляют смесь СДБ с упаренным фильтратом, перемешивают в бегунах 2-3 мин при дополнительном увлажнении.

Полученную формовочную смесь затем используют для изготовления литейных форм. Совместное введение в смесь СДБ и упаренного фильтрата позволяет одновременно:

1. Повысить текучесть смеси за счет присутствия ПАВ, находящихся в упаренном фильтрате в сочетании с 8-10% сухих веществ СДБ.

2.Увеличить прочность в сыром состояНИИ за счет усиления адсорбционных связей глины с поверхностью частиц кварца в присутствии минеральных соединений и ПАВ.

3.Снизить осыпаемость смеси за счет пленкообразующих соединений в упаренном

фильтрате, которые обладают также и повышенными поверхностно-активными свойствами. Это позволяет получить равномерную онтимальную пленку на поверхности системы огнеунорный наполнитель - глинистая составляющая.

4.Снизить прилипаемость (адгезию) смеси к модели за счет оптимального присутствия в смеси минеральных соединений

в сочетании с пленкообразователями и ПАВ.

5.Сохранить на необходимом уровне прочность смеси в сухом состоянии.

В табл. 1 приведены составы 1-3 нредлагаемой смеси и известной смеси (4).

Свойства составов предлагаемой формовочной смеси, приготовленной предлагаемым способом, предлагаемой формовочной смеси, приготовленной известным способом (при раздельном введении вначале упаренного фильтрата, а затем СДБ, и наоборот, вначале СДБ, а затем упаренного фильтрата) и известной смеси, приготовленной известным способом, приведены в табл. 2.

Т а б л II ц а 2

Как видно из табл. 2, текучесть предлагаемой смеси резко возрастает при введении СДБ в сочетании с упаренным фильтратом. Эффект возникает за счет повышенной концентрации ПАВ, находящихся в упаренном фильтрате.

В предлагаемой смеси увеличивается до 1,5 раз прочность на сжатие во влажном состоянии, так как происходит усиление адсорбционных поверхностных связей глины с кварцевыми частицами. Этому способствуют найденное в предлагаемой смеси соотношение минеральных соединений и ПАВ.

Предлагаемая смесь имеет весьма низкую осыпаемость, так как наряду с общей прочностью усиливается и поверхностная прочность. Причем осыпаемость снижается в 5-10 раз за счет пленкообразования с

поверхности смеси на воздухе тех же ПАВ, которые повысили текучесть смеси (аминокислот, жирных кислот и их производных).

Снижение адгезии (прилипаемости) предлагаемой смеси почти в 2 раза связано с найденным оптимальным соотношением минеральных соединений солей щелочных и щелочно-земельных металлов (хлоридов, сульфатов и т. д.) с поверхностно-активными соединениями.

Из табл. 2 видно, что эффект повышения физико-механических и технологических свойств непосредственно вытекает из того, что в предлагаемую формовочную смесь введена СДБ в сочетании с упаренным фильтратом при указанном соотнощении всех компонентов смеси. При раздельном введении СДБ и упаренного фильтрата от7

дельные свойства смеси хотя и повышаются, но весьма незначительно.

Предлагаемая смесь может использоваться для литейных форм в условиях их ругного и механизированного изготовления и различной серийности нроизводства.

При использовании предлагаемой формовочной смеси по сравнению с известной снижается брак форм по геометрии (положительное влияние оказывает высокая текучесть смеси), но обвалу (влияние прочности по-сырому), формы имеют гладкую качественную поверхность (осыпаемость и прилипаемость практически отсутствуют).

Формула изобретения

8

лимонной

кислоты при следующем количественном соотношении ингредиентов.

вес. %:

Глинистая составля10-12ющая Сульфитно-дрожжевая

бражка

0,32-0,45

Упаренный фильтрат

0,55-0,68 Вода

4,0-4,5

Огнеупорный наполниОстальноетель 2. Способ приготовления

1, смеси по п.

включающий в себя смешивание всех ингредиентов, отличающийся тем, что упаренный фильтрат вводят в процессе приготовления смеси совместно с сульфитнодрожжевой бражкой после их предварительного смешения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Челябинскоинститута, 1975, го политехнического

вып. 155, с. 154-159.

листок ЛатИНТИ,

№ 2-74, серия 10-05, 1974, с. 3.