Способ получения силикатного связующего

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) m 4 В 22 С 1/18 С 01 В 33/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5, 78-14,88 а

3,42-8;12

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3837115/22-02 (22) 02.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. М 26 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) В.В. Кикоть, В.В. Овчинников, Л.М. Доброхотов, В.А. Черныш, Ю.П.Солопов, P.Ä. Окуджава и Ю.Н. Лазаренко (53) 621. 742. 4 (088. 8) (56) Патент США Р 4316744, кл. 106/38, 35, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 1013404, кл. С 01 В 33/32, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1072980, кл. В 22 С 1/18, 1982.

Григорьев П.А., Матвеев М.А, Раст. воримое стекло. M.: Гос. издательство литературы по. строительным материалам, 1956, с. 344. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНОГО СВЯЗУЮЩЕГО, включающий гидротермальную обработку реакционной массы на основе силиката натрия, о т л и—

:ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества связующего за счет повышения клеющей способности и улучшения выбиваемости литейных форм и стержней, а также снижения его себестоимости, используют реакционную массу следующего состава, мас.Е:

Силикат натрия (растворимый) 23,0-36,8

Аморфный кремнезем осадочных пород

Едкий натр

Вода

1243883

Связующее приготавливают в автоклаве, снабженном перемешивающим устройством. Все компоненты для приготовления загружают в автоклав, герметиэируют, создают давление водяным паром или включают электрообогрев и после достижения заданной температуры процесс проводят 2-4 ч. После охлаждения связующее готово,цля применения. Содержание исходных ингредиен50

Изобретение относится к литейному производству и к промышленности . стройматериалов, а именно к способам получения силикатного связующего (клея), используемого для приготовления формовочных и стержневых смесей при получении отливок из цветных и черных сплавов, а также для прокладки .картона и гофрокартона в строительстве ° 10

Цель изобретения — повышение качества силикатного связующего за счет повышения клеющей способности и улучшения выбиваемости литейных форм и стержней, а также снижение его 15 себестоимости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При гидротермальной обработке компонентов исходного сырья при син- 20 тезе связующего протекают одновременно два процесса: растворение силикатглыбы с образованием жидкого стекла и химическое взаимодействие кремнезема и едкого натра с образованием ра- 25 створа силиката натрия, т.е. также жидкого стекла. Совместное протекание этих двух процессов происходит взаимосвязано. Высокая удельная,поверхность кремнезема осадочных пород (КОП) (по 60 м /г), наличие примесей (Fe, Са, Al, Mg) в виде силикатов и оксидов способствует образованию .надмолекулярных структур при образовании раствора силиката натрия, про 5 теканию каталитических процессов деполимеризации, что в конечном счете приводит к образованию связующего, которое по свойСтвам отличается как от жидкого стекла, так и от связующеro только на основе КОП.

Силикат натрия растворимый используют по ГОСТ 13079-81. Аморфный кремнезем используют в виде трепела или диатомита с содержанием двуокиси

45 кремния не менее 75 мас.%. Едкий натр используют по ГОСТ 2263-71, воду — водопроводную. тов,цля синтеза связующего выбрано иэ расчета получения жидкого стекла с силикатным модулем 2,0-3,1 с плотностью 1,44-1,46 г/см и с условной вязкостью (В3-4) 40-45 с.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Во вращающийся автоклав емкостью

4 л загружают 850 r силикат-глыбы с силикатным модулем 2,8; 290 г диатомита с содержанием 78 мас. % кремнезема {227 г SxO<); 140 г технического едкого натра (136 r 100%-ного .

Na0H) и 1415 r воды. Автоклав герметизируют, включают мешалку и электрообогрев. После достижения 140 С процесс проводят 3 ч. Автоклав охлаждают и выгружают связующее. Подобным образом получают связующие 1-6, укаэанные в табл. 1, изменяя только B соответствии с табл. 1 соотношение компонентов.

Силикатный модуль связующего регулируют соотношением аморфного кремнезема, едкого натра и модулем исходной силикат-глыбы, получая необходи мый модуль в зависимости от технических требований в пределах 2,4-3,3.

Связующее, полученное предлагае! мыли способом, характеризуется повы-! шенной сециментационной устойчивдстью. Так, если седиментационная устойчивость 48 ч, то для предлагаемого связующего она составляется 480—

720 ч. Связующее, полученное согласно предлагаемому способу, используют для приготовления пластичных самотверцеющих смесей (ПСС), жидкоподвижных самотвердеющих смесей (ЖСС) и смесей, отверждаемых продувкой углекислым газом (С -процесс). В качестве отвердителя для ЖСС и ПСС используют феррохромовый шлак по ТУ 14-1195-74 и нефелиновый шлам по СТУ 30748-64. Клеющая способность полученного связующего проверялась по сопротивлению торцовому сжатию по ГОСТ

20683=75 и по сопротивлению расслаиванию по ГОСТ 22981-78 с картоном Д-2 по ГОСТ 73-76-77.

В табл. 1 приведены составы исходных компонентов для приготовления предлагаемых 2-6 и по прототипу 7 связующих.

В табл. 2 приведены физико-химические свойства связующих 1-7, В табл. 3 — приведены свойства смесей со связующими 1-7. В табл, 4 — приве83

Таблица 1

Содержание компонентов в исходной смеси для варки связующего, мас. %

Компоненты

7 (По прототипу) 2 3

36;8 33,6 (80) (70) 52

54 54 52

54 54

Вода

Аморфный кремнезем осадочных пород (в пересчете на 100% кремнезема):

5 01

14,88 19,65

5,78 7,7 диатомит

13,3 трепел Едкий натр (в пересчете на 100%-ный) 3,42 . 4,7

5,1 8,12 9,15

2,04

3 12438 дены свойства связующих, полученных предлагаемым способом, находящиеся .на одном уровне с жидким стеклом (ГОСТ 13078-81), однако выбиваемость смесей с предлагаемым связующим в

5 несколько раз лушче.

Из табл. 4 видно, что связующие

2-5 имеют лучшую клеющую способность.

Лучшая выбиваемость смесей с предлагаемым связующим объясняется 10 наличием органических остатков микроорганизмов с составе аморфного кремнезема осадочных пород (диатомнта, трепела). При термическом ударе во время. заливки форм металлом происхо- f5 дит деструкция этих оетатков, выделяющиеся газы разупрочняют смесь, в результате чего улучшается ее выбив. ка.

Более высокая клеющая способность gp предлагаемого связующего по сравнению с жидким стеклом, полученным по

Силикат натрия раст- 39,95 воримый (доля от об- (85) щего содержания силиката в связующем, мас. %) прототипу, объясняется тем, что черезвычайно развитая поверхность диатомитов, сформированная кремнеземом, глиноземом и оксидами Са, Mg, Fe, при, химическом взаимодействии кремнезема с едким натром формирует более высокую степень полимеризации олигомеров силикатов натрия, образующихся как из КОП, так и при растворении силикат-глыбы. Высокая степень олигомеризации силикатов способствует повышению адгезии связующего к картону и улучшению его проклейки.

Положительный эффект .при внедрении предлагаемого силикатного связую щего создается за счет уменьшения работы выбивки и обрубки отливок, уменьшения расхода клея при проклейке картона и уменьшения себестоимости связующего, так как можно до 50% жидкого стекла заменить связующим из

КОП..2716 23ьО 19э2 48 (60) (50) (40) Т100) 1243883

Таблица 2

Связующее

Физико-химические свойства

7 (по прототипу) 4 5 связующего

Плотность, г/см 1,45 1,45 1,46 1,45 1,44 1,46 1,45

Вязкость по вискозиметру, ВЗ-4

420420 41540540 44 42

Силикатный модуль

2,8

2,83 2,64 2,62 3 05 2,1 2,8 таблица 3 технологическое свойства смесей

Связую щее

ПССв*

СО> -процесс

Прочность на снятие, ИПа

Выбиваемость, Да

Выбиваемость

Прочность на сватие, Occam»-. емость, й

Осыпвемость, Выбиваемость

Осыпаемость, I

Прочность

Через Через

1 ч 3 ч

Через Через

Зч 24ч

Через

t ч

Через

24 ч на свати после отверкдения

ИПв

1 0,26 0,49 0,78

0>6 0,94

0,5 0,93

2,10

2,05 27,6 0,02 2;30

2>40 2 ° 00 18>3 0>02 2>30

0>4 0,94

2,53 2,63 15,6 0>02 2,25

6,8

6,3

0,92

0,3

2> 75

2,40 14,2 0,02 2,40

2,40 12>5 0,02 2,40

5 1

0,3

0,82

2,80

0>40 0,78

6,6 0,02

4 0

0,3

0 53

2,60 12,0 0,02 2,30

1,22

0,48 0,75 18,0

7 (по прототипу) 0,25

0,92

0,6

2,30

2,20 39,0 0>02 2,20

0,02

1

Смеси следующего состава, мас,I: связующее 6,2; вода 2,2; ДС-PAC 0Ä09; мь>лонафт — 0,015; феррохромовый шпак 4,0; остальное кварцевый песок 03158.

Смеси следующего состава, мас.I

03158. связующее 6,0; феррохромовый шлак 4; остальное кварцевый легок

Таблица 4

Технологические свойства связующего (клея)"

Связующее опротивление асслаиванию, /см

:опротивление орцовому сжаиюз Н/см

3i5

3,8

42,0

43,0

2 0,25

3 0,27

4 0,25

5 0,24

6 0,18

0,50 0,82

0,46 0,84

0,49 0,80

0,47 0,81

28 0 0>02

23,9 0,02

22>4 0,02

17,0 0,02

14,0 0,02

1243883, 8

Продолжение табл.4, Технологические свойства связующегб (клея)

Связую щее

46,0

4,1

4,4

45 0

46,0

4,7

4,9

48,3

3,4

42,5 пу ф

Расход клея 60 г/м

Редактор С. Лисина

Заказ 3748/13 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 (по прототиопротивление опротивление асслаиванию, торцовому сжа/см тию, Н/см

Составитель -С. Тепляков

Техред О.Сопко Корректор Г. Решетник,