Способ получения силикатного связующего для изготовления литейных форм и стержней

 

СС1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) 01) (50 4 В 22 С 1/IS

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3780262/22-02 (22) 04.05.84 (46) 07.03.86. Бюл. Н 9 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) В.В. Кикоть, Ю.P. Ветик и В.Н. Дивавина (53) 621.742.4(088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

У 1013404, кл. С 01 В 33/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 861306, кл. С Ol В 33/32, 198).

Авторское свидетельство СССР

И 179435, кл. В 22 С 1/16, 1964. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающий . растворение силиката натрия в воде с одновременным введением антивирующей добавки на основе огранических продуктов переработки сланцев, о тл и ч а ю шийся тем, что, с . целью улучшения качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, в качестве указанной активирующей добавки ssoдят кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов на основе преимущественно двух и трехатомных алкилфенолов, а при растворении силиката натрия дополнительно вводят едкий натр.

2. Способ по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что растворение силиката натрия проводят при теьщеа ратуре 120-160 С и Яавлении 2,06,2 кгс/см

1215825

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения связующих для литейных форм и стержней.

Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения санитарно-гигиенических условий труда.

Согласно предлагаемому способу связующее получают одновременным растворением в воде силикат-глыбы в присутствии едкого,, натра и кубовых остатков ректификацни сланцевых фенолов (КОРФ) в количестве 0,6-37.

Растворение проводят при 120-160 С и давлении 2-6,2 кгс/см2.

В качестве кубовых остатков ректификации сланцевых фенолов применяют продукт термокаталитического уплотнения сланцевых фенолов, например отходы сланцехимического производства. КОРФ является твердым продуктом от коричневого до черного цвета, температурный интервал плавления 80 — 135 С.

КОРФ содержит, мас.Ж:

Двухатомные алкил- и диалкилфенолы 65-85

Производные трехатомных фенолов в виде неполных эфиров пирогал-. лола и его

12-20 гомологов

Метоксильные и этоксильные соединения ароматических кислот 3-8

Гетероциклические соединения 2-9

Причем двухатомные алкил- и диалкилфенолы содержат, мас.7:

5-Метилреэорцин 20-36

2,5"Диметилрезорцин 9-12

5-Этилрезорцин l5-19

4,5-Диметилрезорцин 12-26

Резорцины высшие Остальное

Силикат натрия используют по

ГОСТ 13079-81, едкий натр техничес-.

Выбор давления в автоклаве (2—

6,2 кгс/см ) обусловлен скоростью раствоЯ рения силикат-глыбы, так как КОРФ раство50 ряется в едком натре с достаточной о скоростью уже при 100 С. При давле-..г нии ниже 2 кгс/см процесс завершается только через 5-6 ч, а при давлении выше 6,2 кгс/см заканчивается быстро, хотя при этом повышаются технические требования к аппаратуре (автоклаву, запорной и переключающей арматуре).

l0

45 кий — по ГОСТ 2263-71, воду — водопроводную.

При введении КОРФ на стадии растворения скликатов натрия в воде в присутствии едкого натра образуются растворимые натрий-резорцины, которые образуют с силикатами натрия комплексные соединения, отверждающиеся при тепловой сушке, продувке СО4., а также в присутствии известных отвердителей, таких как феррохромовый шлак, нефелиновый шлам и пр. При отверждении комплексы щелевых резорцинов с силикатами разрушаются, силикаты превращаются в гель кремниевых кислот, которые, полимеризуясь, образуют твердую структуру, а растворимые щелочные резорцины разлагаются с образованием твердых резорцинов, Таким образом,.прочность смесей формируется как органической, так и неорганической частью связующего, что позволяет снизить содержание в смеси жидкого стекла и улучшить выбиваемость смесей после заливки форм жидким металлом-.

Связующее получают в автоклаве, имеющем перемешивающее устройство, Исходные компоненты загружают в автоклав, герметизируют его,.включают перемешивающее устройство, подают с пар или включают электрообогреватель и проводят процесс при перемешивании в течение 1-1,5 ч до полного растворения силикатов натрия и КОРФ. Загрузку компонентов проводят при следующем соотношении, мас.X:

Силикат-глыба 43-51

КОРФ 0,6-3,0

Едкий натр (в пересчете на Иа 0) О, 5-3,0

Вода Остальное

1215825

Таблица I

Компоненты

i (известный способ) 45,0 36

47,0

48,6

2,5

1 ° 5

0,5

Нижний предел температуры (120160 С) принят исходя иэ того, что при более низких температурах не происходит полного растворения КОРФ.

Верхний предел обусловлен экономическими соображениями (потребуется более громоздкая аппаратура высокого давления, необходимы большие энергетические затраты).

Едкий натр в автоклав может загружаться как в сухом виде, так и в виде раствора любой концентрации.при условии соблюдения всех приемов, рекимов получения связующего и его состава.

В табл.1 приведены составы связующего полученного по предлагае,мому способу (1-3) и по известному

;(4) .

В отличие от КОРФ, которые содержат 81-95Х высших 2- и 3- атомных фенолов, тяжелая сланцевая смола, используемая в известном способе содержит только 20-25Х фенолов, остальные компоненты смолы представляют собой оксидифенилоциклические и гетероциклические кислородсодержащие соединения, нерастворимые в щелочной среде. В силу этого известное свящующее представляет собой дисперсию смолы в жидком стекле. причем сланцевая смола служит в основном как компонент, улучшающий выбиваемость и не оказывающий принципиального влияния на механизм от-верждения смесей. .г

Время изготовления связующего согласно предлагаемому способу 1,2 ч, температура 140 С, модуль силиката натрия для приготовления связующего

2 8. Готовое связующее имеет, модуль

2,6-2175, плотность 1,49-1,51 г/см .

Прн содержании КОРФ ниже нижнего предела не происходит увеличение

Силикат натрия растворимый (силикат-глыба) Едкий натр (в пересчете на Na О) прочности, а выше верхнего предела " увеличивается осыпаемость.

В табл.2 приведены составы смесей, включаюшие связующие 1-3, полученные согласно предлагаемому способу и 4согласно известному способу.

В табл.3 приведены. физико-механические и технологические свойства

tp смесей со связующими 1-4.

Из табл.3 видно, что смеси с предлагаемым связующим имеют более высокую прочность после отверждения

15 СО . Работа выбивки этих смесей в

2-3 раза меньше, чем для смеси с известным связующим.

При хранении смесей на основе предлагаемого связующего до 24 ч и .

2п более происходит их дальнейшее упрочнение за счет образования на поверхности зерна песка лаковой пленки щелочного КОРФ. Благодаря существенно более низкому содержанию орга25 нической составляющей (КОРФ) в сос" таве связующего (0,6-3,0 мас.Х) по сравнению с известным связующим (до

15 мас.Х тяжелой сланцевой смолы ) сокращается выделение газов в про3р цессе термодеструкции органической части на эаливочных участках, что способствует улучшению санитарно гигиенических условий труда.

Предлагаемое связующ6е может при35 меняться для изготовления холоднотвердеющих смесей и отверждаемых

СО,. при изготовлении литейных форм и стержней всех видов литья (чугунного, стального, цветного, Зкономический эффект достигается за счет снижения содержания связующего в смеси, низкой стоимости КОРФ (которые являются отходом производства и ркигаются), а также эа счет сок45 ращения трудозатрат на выбивке и обрубке отливок.

1215825

Продолжение табл.l

Компоненты

Содержание s составе, мас,X

L (известный способ) I

Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов 0,6

2 0

3,0

Тяжелая сланцевая смола

49,5 39

49,5

Вода

50,3

Эмульгатор

Т а б л и ц а 2

Содержание в смеси, мас.Я

1 г

Компоненты

3 j4 (— способ11

95,0 95,25

94,5

95,0. Кварцевый песок КО16

Каолин

Едкий натр (107.-ный)

Связующее

0 5

0,5

0 5

-0,25

0 5

4,5

4,5

4,5

4,5

Т а б л и ц а 3

Показатели

Смесь

Ъ: °

3 4 (известный способ) Прочность на разрыв, кгс/см (после отверждег ния продувкой углекислым газом) 2,7

3,6

3,4

2,2

Прочность на разрыв, кгсlсм (через,24 ч ъ выдержки на воздухе после продувки СОг) 4,0

3,1

3,8

2,0

Компоненты жидкого стекла, получаемого из силикат-глыбы, 12215825

Продолжение табл.3

Показатели

Смесь

16,0

Выбиваемость, Дж

7,0 8,5

21 0

18,0

Нет прочности

9,0

Редактор В,Петраш

Заказ 932/10

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам-изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.: Ужгород, ул. Проектная, 4

Остаточная прочность (на сжатие) после

О прокалки при 850 С, кгс/см

3 4(известный способ) Составитель С,Тепляков

Техред О,Ващншина Корректор М.И&ксимишинец