Состав смеси для изготовления литейных форм и стержней
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 22 С 1/02
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,-5-2, 5
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3847025/22-02 (22) 21.11.84 (46) 30.04.86. Бюл. )(16 (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт и Институт общей неорганической химии АН БССР (72) Е.И.Бельский, В.С.Комаров, Д.М.Кукуй, Е.В.Карпинчик и С.В.Кузнецов (53) 621.742.4(088.8) (56) Лясс А.M. Быстротвердеющие формовочные смеси. M.: Машиностроение, 1965., с. 319.
Авторское свидетельство СССР ((750840, кл. В 22 С 1/02, 1982. (54)(57) СОСТАВ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ .И СТЕРЖНЕЙ, включающий огнеупорный наполнитель на, основе диоксида кремния, жидкое стекло и технологическую добавку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения выбиваемости смеси и снижения ее газотворности, он содержит в качестве, технологической добавки цинкосодержащий шпам — отход при производстве вискозного волокна при следующем соотношении ингредиентов, мас.X:
Жидкое стекло 5,0-6,0
Цинкосодержащий шлам— отход при производстве вискозного волокна
Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния
7309 волокна, являются сточные воды осадительных ванн, содержащие сульфат цинка. Поскольку осаждение осуществляется в щелочной среде при рН=9-10
5 то в осадок выпадает основной карбонат цинка, наиболее устойчивой формой которого является соединение ( состава 2ЕпСО 3Zn(OH)z . Шлам представляет собой тонкодисперсный осадок.
Поскольку состав осадительных ванн поддерживается на строго определенном уровне, то шлам характеризуется
ДОСТаТОЧНЫМ ПОСТОЯНСТВОМ.
Химический элементный состав шлама
15 приведен в табл. 1.
Вещественный состав шлама представлен основной углекислой солью 2ZnCO w х ЗЕп(ОН)а v органикой (С Н1о 0 )» .
Таблица! MgO, А1д 0 ! !
$ Na зов
S i0„ (c,í„. o,)„
Состав
До компо ненты
-- — 4— (Содержание мас. Ж 35, I
0,24 8,9 l 3.3
1 ! .0,9, 3,1
1 6 i 20,.7 (11,6
13,96
Влажность шлама 70-80Х, а высушенного на воздухе при комнатной температуре — 3-12Х;
Как показывают термографические
ДЗ исследования, в процессе нагревания цинковый шлам претерпевает ряд превращений. В температурном интервале
80-200 С происходит процесс дегидратации. В интервале 260-300 С происход
4О дит разложение основного карбоната цинка с вьщелением большого количества CO . При дальнейшем нагревании происходит окисление Органической части шлама с вьщелением газов до 460 С.
При этом органическая часть шлама разлагается не полностью, т.е. происходит ее карбонизация. Образовавшийся углеродистый остаток окисляется в широкой температурной области (500э
730 С) с выделением газов.
Таким образом установлено, что пленка жидкого стекла в процессе нагрева смеси в широком температурном интервале постоянно подвергается
М 122
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм и стержней из жидкостекольных смесей.
Цель изобретения — улучшение выбиваемости смесей H снижение ее. газотварности.
Предлагаемая смесь содержит в своем составе жидкое стекло, цинкосодержащий шлам и огнеупорный наполнитель.
Жидкое стекло используют с модулем 2,8 и плотностью 1,-5 г/см . Б качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый песок марки 7IC02A.
Источником цинкосодержащих отходов (шламов) на заводах искусственного волокна, в частности вискозного силовому воздействию выделяющихся из шлама газов, что обуславливает хорошую выбиваемость жидкостекольной смеси. При дальнейшем росте температуры образовавшаяся окись цинка (ZnO) вступает в химическую реакцию с силикатами натрия, образуя тугоплавкие соединения, что снижает общее количество жидкого стекла в смеси и соответственно прочность ее пленки.
Смесь приготавливают следующим образом. Б бегуны загружают песок, цинкосодержащий шлам, высушенный при
100 С до влажности 0,5-1,07, и перемешивают в течение 1,5-2 мин, после чего вводят жидкое стекло и продолжают перемешивание еще 4-5 мин. Из полученной смеси изготавливают стандартные образцы, которые подвергаются продувке углекислым газом в течение
60 с и технологическим испытаниям.
Предлагаемые (ВФ 2-4) и известный (9 5) составы смесей приведены в табл. 2.
1227309
Т а бл и п,а 2
Содержание компонентов, мас.7., в смесях
Компоненты! I
2 3 4 5 6 Прототип !
Песок кварцевый
94,5 95,1 93,5 94 91,5 90,5
92,25
Цинкосодержащий шлам
0,4
1,5 0,5 2,5 3,0
5,5 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
5,25
Сланцевый порошок
2,5 физико-механические свойства пред- ны в табл. 3.
25 лагаемых и известных смесей приведеТ а б л и ц а 3
Физико-механические свойства
Смеси
Прочность на растяжение после продувки СО, ИПа
О, 25-0, 30 О, 20-0, 25 О, 30-0,32
3,2-3,6
Газотворность, см /г
3,2-3 5
3,2-3,5
Работа выбивки после прогрева при t=800 Ñ, Дж
180-220 26,0-30,0 14,0-18,0
Продолжение табл.З
Физико-механические свойства
По прототипу
Прочность на растяжение после продувки СО, МПа
Гбзотворность, см /г
Работа выбивки после прогрева при t&00 С, Дж
Жидкое стекло (модуль 2,8; плотность
1,5 г/см ) (5
0,35-0,45 0,35-0,45 0,35-0,45 g,35-0,42.
3,8-4,0 4 5-4,? 4,8-5 0 6,0-6 5
17,0-28,0 9,2-17,0 9,4-15,0 29,4-49,0
1227309
4,0
Составитель В.Шувалов
Редактор А.Ревин Техред В.Кадар Корректор О.Луговая
Заказ 2244/10 Тираж 757 Подписное
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
Вместо отверждения углекислым газом смесь можно отверждать путем введения в состав отвердителей типа.фер рохромового шпака.
Воэможность использования цинкосодержащего шлама в составе само- твердеющих смесей подтверждается следующим примером.
Приготавливали смесь следующего состава, вес. :
Песок кварцевый
1К02А 93,5
Феррохромовый шпак
Цинкосодержащий шпам 2,5
Жидкое стекло (модуль 2,8; плотность
1,5 r/ñì3 6,5
КЧНР 0,3 сверх
Вода 1,5 100
Прочность на сжатие указанной смеси через 1 ч твердения равна 0,150,20 МПа, через 24 ч — 1,0-1,2 MIIa, работа выбивки при температуре прокалки 800 С вЂ” 5-8 Дж, гаэотворность—
4,5-5,5 см /r а исходный состав ЖСС, не содержащий цинкосодержащего шлама, имеет прочность на сжатие через
1 ч твердения — 0,11-0,13 МПа, через
24 ч — 0,9-1,1 МПа, работу выбивки при температуре прокалки 800 С вЂ” 3540 Дж, газотворность — 4-5 см /г.
Данные, приведенные в табл . 2 и 3, свидетельствуют о том, что оптимальным условиям соответствуют смеси с содержанием в их составах 5 06,0 мас. . жидкого стекла и 0,52,5 мас. цинкосодержащего шлама.
При снижении содержания жидкого стекла ниже 5 0 мас. падает прочность смеси, а работа выбивки увеличивается.
1Î Увеличение содержания жидкого стекла выше 6,0 мас. . нецелесообразно, так как это невыгодно с точки зрения экономики. Кроме того, увеличение содержания жидкого стекла тре15 бует увеличения цинкосодержащего шлама, а это ведет к увеличению газотворности.
Введение добавки цинкосодержащего шлама в обусловленных пределах снижает газотворную способность смеси и улучшает выбиваемость жидкостекольных смесей, как для СО -процесса, так и отверждаемых феррохромовым шла.ком.
25 При содержании цинкосодержащего шлама в составе смеси ниже нижнего предела не достигается требуемого улучшения выбиваемости, а при содержании его выше верхнего предела увеличивается осыпаемость, снижается прочность стержней и форм.
Использование предлагаемой смеси улучшает выбиваемость жидкостекольных смесей, снижает их газотворность, 35 улучшает санитарно-гигиенические условия труда формовщиков, стерженщиков и обрубщйков.
