Смесь для изготовления литейных форм

 

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, включающая огнеупорный наполнитель, формовочную глину, жидкий концентрат сульфитно-дрожжевой бражки, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности форм после тепловой сушки и снижения их осыпаемости, а также повышения газопроницаемости, смесь дополнительно содержит бокситовый шлам глиноземного производства на основе оксидов железа, алюминия и кремния прюдукт выщелачивания бокситов при 190-240°С и 24-33 атм при следующем соотношении ингредиентов, мас,%: Формовочная глина 3-7 Жидкий концентрат сульфитнодрожжевой бражки 5-8 Бокситовый шламj глиноземного (Л производства на основе оксидов с железа, алюминия и кремния - продукт выщелачивания, полученный при указанных режимах 3-7 Огнеупорный наполнительОстальное оо Ю сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„245 А

3(,6Ц В 22 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

5-8

Остальное

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3538467/22-02 (22) 10. 01. 83 (46) 23.04.84. Бюл.9 15 (72) В.И.Корнеев, A.Г.Сусс, Б.A.Кузыкин, Н.Е.Кондратенко и Е.Н.Юргинсон (71) Ленинградский ордена Октябрьской

Революции и ордена, Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета и Производственное объединение "Ижорский завод" им. A.A.Æäàíoâà (53) 621. 742. 4 (088. 8) (56 ) 1. Куманин И. R. Литейное производство. М., "Машиностроение", 1971, с.117.

2. Авторское свидетельство СССР

9 248902, кл. В 22 С 1/00, 1967.

3. Сборник технологических инструкций по приготовлению формовочных смесей и красок. Л., Колпино, ПО Ижорский завод им.A.А.Жданова, 1975, с.3. (54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕИНЫХ ФОРМ, включающая огнеупор.— ный наполнитель, формовочную глину, жидкий концентрат сульфитно-дрожжевой бражки, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности форм после тепловой сушки и снижения их осыпаемости, а также повышения газопроницаемости, смесь дополнительно содержит бокситовый шлам глиноземного производства на основе оксидов железа, алюминия и кремнияпродукт выщелачивания бокситов при

190-240 С и 24-33 атм при следующем соотношении. ингредиентов, мас."6:

Формовочная глина 3-7

Жидкий концентрат сульфитнодрожжевой бражки

Бокситовый шлам 9

C глиноземного производства на основе оксидов железа, алюминия и кремния — продукт выщелачивания, полученный при указанных режимах 3-7

Огнеупорный нanолнитель

1087245

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления форм, отверждае»ых тепловой сумкой.

Известны формовочные смеси с тепловой сушкой, сод» ржащие огнеупорный > наполнитель, формовочную глину и воду».1) °

Однако указанные смеси характеризуются недостаточной прочностью после тепловой сушки. 10

Известна также песчано-глинистая смесь для изготовления сырых форм,,которая содержит добанку красного шлама, являющегося продуктом выщелачивания боксита при производстве глинозема и имеющего следующий химический состав, мас.Ъ|

Si0

12-16

А120 6-1 2 20

СаО 9- 1 3

ИаО 3-7 а 3

Остальное

Фазово-минералогический состав красного шлама включает в качестве основы иамозит (слоистый гидроалюмосиликат железа и алюминия), гематит (оксид железа d.-модификации), нозеан (гидроалюмосиликат натрия) и алюминат кальция.

Отмеченные признаки химического и фазово-минералогического состава позволяют отнести данный вид бокситового шлама по сырьевому источнику к переотложеннь»м (морским) бокситам

Урала. Технология выщелачивания боксита при производстве глинозема, в процессе которой получают бокситовый млам, заключается в проведении реакции боксита со щелочью при 160-170 С, 10-15 атм и каустическом модуле 40

2, 8-3, 2. К настоящему времени эта технология претерпела существенные изменения, что видно из сопоставления с параметрами современного процесса: температура выщелачивания 45

220-240 С, давление 24-33 атм, каустический модуль раствора 3,4-4,7. B результате этого изменились состав и свойства получаемого бокситового шлама.

Бокситовый кра-ный ) илам благодаря особенностям своего состава, использовался в качестве добавки, активирующей глинистую составляющую и способствующей повышению прочности . форм в сыром состоянии, а также их противопригарной способности (2).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь (3) для изготовления литейных форм следующе- 60 го состава, мас,Ъ:

Or неупорный наполнитель 84

Формовочная глина 10 65

Жидкий концентрат сульфитно-дрожжевой бражки б

Однако известная смесь характеризуется низкой газопроницаемостью, понышенной осыпаемостью и невысокой прочностью форм после тепловой сушки.

Пель изобретения — повышение прочности форм после тепловой сушки,сни>кение их осыпаемости, а также повышение гаэопроницаемости.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм, включающая огнеупорный наполнитель, формовочную глину и жидкий концентрат сульфитно-дрожжевой бражки, дополнительно содержит бокситовый шлам глиноземного производства на основе оксидов железа, алюминия и кремния продукт ныщелачинания бокситов при

190-240 С и 24-33 атм при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Формовочная глина 3-7

Жидкий концентрат сульфитнодрожжевой бражки

5-8

29-36

15-31

1-3

Бокситовый илам глиноземного производства на основе оксидов железа, алкминия и кремния продукт ныщелачина †. ния, полученный при указанных режимах 3-7

Огнеупорный наполнитель Остальное

Ьокситовый илам глиноземного производства, используемый в составе предлагаемой смеси, имеет следующий химический состав в пересчете на сухое вещество, мас.Ъ: 2 3

57-6 3

2 3

9 — 11

8> 0

5 — 8

СаО 5-8

Na20 2,0-2,5

Прочие примеси 8-18 и следующий минералогический состав„ мас.Ъ:

Алюмогетит

g- ((А1,Fe)008)

Гематит î Te20

18-30

Канкринит

Г1 !а Са (А1 81 О 4.) (СО »> . l .» Z

Гиббсит cr-A1(08) 3

Подщламоная вода 7-10

Бокситовый илам глиноземного производства получают путем гидрохимической переработки боксита н растворе каустической щелочи (» а.", ») н автоклаве при 190-240 С и 24-33 атм с последующей отм»>вкой бокситового шлама от щелочно-алюминатногo раствора

1087245

20-40

Указанные параметры выщелачивания боксита (температура, давление, а также каустический модуль раствора 3,4-3,7) обусловлены требованиями технологичности и производительности современного производства при переработке бокситов с получением щелочно-алюминатного раствора и бокситового шлама.

Введение в состав формовочной .смеси формовочной глины и бокситового 10 шлама менее 3 мас.Ъ каждого не обеспечивает необходимой прочности смеси после тепловой сушки.

Содержание в формовочной смеси формовочной глины и бокситового шлама более 7 мас.Ъ каждого не обеспечивает требуемой газопроницаемости и экономически нецелесообразно.

В качестве огнеупорного наполнителя при приготовлении формовочной смеси используют кварпевый песок, хромит и другие огнеупорные наполнители. жидкие концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДВ) предпочтительно использовать в виде разбавленных водных растворов с концентрацией (по су1 хому веществу) 5-8Ъ.

Введение бокситового шлама глиноземного производства повышает гаэопроницаемость формовочной смеси за счет отличий в морфологии частиц глины и шлама. Глина состоит из слоистых гидроалюмосиликатов с частичками в форме тонких слюдяных пластиночек, перекрывающих поры, а бок- 35 ситовый шлам — из островных и цепочечных гидроалюмосиликатов коллоидного размера и губчатых скоплений гидрата окиси железа, не оказывающих препятствия прохождению газа через 40 открытые поры в формовочной смеси.

Коллоидный размер частиц шлама и особенности их строения приводят к образованию при тепловой сушке контактно-конденсационных структур повышенной прочности, что позволяет снизить осыпаемость и повысить прочность формовочной смеси.

Ввиду того, что физико-химические методы анализа, применяемые для количественной оценки ингредиентов в мно-50 гофазных системах, основываются на выражении содержания отдельных фаз в объемных процентах, ниже приводится соответствующая характеристика состава используемых бокситовых шла- 55 мов в пересчете на объемные проценты:

Натрий-кальциевые гидроалюмосилик аты (соответствуют канкриниту)

Окись и гидрат окиси железа (гематит, алюмоre" тит) 35-50

Гидрат окиси алюминия (гиббсит) 1-5

Подшламовая вода 20-30

В табл.1 приведены составы бокситовых шламов 1-3 по изобретению. ,Таблица 1

Содержание составляющих, об.Ъ в шламмах

Фазовые составляющие бокситового шлама

I I

2 3

Натрий-кальциевые гидроалюмосилихаты

70

Окись и гидрат окиси железа

50

Гидрат окиси алюминия

Родшламовая вода

23

Н р и м е р . Формовочную смесь приготавливают следующим образом.

Кварцевый песок перемешивают с,формовочной глиной в течение 3 мин, затем вводят бокситовый шлам и перемешивают, еще 2 мин, после чего вводят водный раствор СДБ 5-8Ъ-ной концентрации и перемешивают в течение 1 мин.

Из смеси набивают стандартные цилиндрические образцы (H = 50 мм, и = 50 мм) в неразъемных гильзах для испытания газопроницаемости и в разъемных гильзах для определения осыпаемости и прочности смеси после тепловой сушки при 105 С в течение

2 ч.

Составы предлагаемых смесей 1-9 и известной 10 приведены в Табл.2.

Свойства смесей 1-10 приведены в табл.3.

Как видно из табл.3, гаэопроницаемость образцов иэ предлагаемых смесей возросла на 10-120Ъ, осыпаемзсть снизилась на 45-90Ъ, а прочность после тепловой сушки повысилась на

20-70Ъ.

Зкономическая эффективность от применения составов предлагаемых формовочных смесей составляет 0,5-.

1,0 руб. на 1 т смеси за счет меньшей стоимости бокситовых шламов глиноземного производства по сравнению с формовочными огнеупорными глинами (стоимость 1 т бокситового шлама 0,51,4 руб, стоимость формовочной глины 10 руб. за тонну).

1087245

Т а б л и ц

Ингредиенты

Ф

Составы бокситовых шламов 1-3 приведены в табл.1

Т а б л и ц а 3

Свойства

Прочность на сжатие, кгс/см2 в состоянии: сыром сухом

Осипаемость,Ъ, в сухом состоянии

Гаэопроницаемость, вд. 80 134 102 90 142 112 70 122 90 65

Составитель С.Тепляков

Редактор О.Бугир Техред С.Мигунова Корректор O.Тагор

Заказ 2540/8 Тираж 775 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4

Кварцевый песок формовочная глина

5-8%-ная СДБ

Вокситовый ылам:"

Содержание ингредиентов, мас.% в смесях

1 1 11 1111 1

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10

85 82 84 85 82 84 85 82 84 84

7 3 5 7 3 5 7 3 5 10

5 8 б 5 8 б 5 8 6 6

Показатели свойств для смесей

1 1 1 1

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10

0,37 0,37 0,37 0 35 0,35 0,35 0,37 0,37 0,37

20 25 22 19 23 20 23 27 25 16

0,15 0,05 0,10 0,17 0,06 0,12 0,12 0,04 0,08 0,30